路用水性环氧改性乳化沥青组成优化及耐久性能评价

为提升改性乳化沥青在道路领域的使用品质和耐久性，制备了多种水性环氧改性乳化沥青，基于拉伸性能优化了改性乳化沥青配比，研究了水性环氧改性乳化沥青的黏附性能、黏度、干燥时间、相容性和粘结性能，分析了水性环氧改性乳化沥青粘结性能与其拉伸性能、黏附性能的关联性，采用湿热老化、冻融循环和氙灯光照老化等方式模拟复杂气候条件对水性环氧改性乳化沥青的破坏作用，以经老化处理后的残留拉伸、黏附和粘结性能及处理前后各项性能的变化率作为评价指标，基于熵权的理想点法综合评价了水性环氧改性乳化沥青的耐久性能。结果表明：水性环氧树脂能够有效提升乳化沥青的拉伸强度和黏附性能，水性环氧改性乳化沥青具备较好的流动性和适宜的干燥时间，且水性环氧树脂与乳化沥青具有较好的相容性，建议水性环氧树脂掺量为15%～25%(质量分数，下同)。水性环氧改性乳化沥青的粘结性能与其力学强度和黏附性能具有较强的关联性。水性环氧改性乳化沥青经湿热老化、冻融循环或氙灯光照老化处理后拉伸、黏附和粘结等性能保持率为84%～92%,聚氨酯改性后的水性环氧改性乳化沥青表现出更好的耐久性能，聚氨酯改性双酚A型E-51水性环氧改性乳化沥青的综合耐久性能最佳。     

水性环氧树脂改性乳化沥青用作粘层

为了研究水性环氧树脂对乳化沥青的改性特征及其应用效能,对水性环氧树脂改性的乳化沥青的牢固性和黏度进行测试,并且对其进行马路使用测试。结合室内试验和数据分析表明:水性环氧树脂可有效提高乳化沥青的稳定性和黏度,确定了可用作粘层。     

环氧大豆油改性水性聚氨酯胶粘剂

以聚氧化丙烯二醇、甲苯二异氰酸酯等为原料,以环氧大豆油为改性剂制备出环氧大豆油改性聚氨酯乳液,以该乳液配制出复合软包装膜用水性聚氨酯胶粘剂.用傅立叶变换红外光谱和粒度分析仪对乳液进行了表征,考察了聚氨酯乳液的稳定性及其胶膜的耐水性,研究了水性聚氨酯胶粘剂对几种复合薄膜的粘接性能.红外分析表明,环氧大豆油中的环氧基发生反应,形成了环氧大豆油改性水性聚氨酯.当环氧大豆油用量为4%～6%(质量分数,后同),聚氨酯乳液的稳定性较好,粘度较小,胶膜的吸水率不高,以该乳液配制的胶粘剂可满足复合软包装膜对粘接的要求.     

改性乳化沥青的研究进展及其应用

改性乳化沥青是一种新型道路建筑材料,兼具改性材料和乳化沥青的优点,在微表处、粘结层和雾封层材料等方面具有广阔的应用前景。论述了以改性剂类型为划分依据的两类改性乳化沥青的研究进展,对其进行归纳总结并分析了各自的优缺点,介绍了现阶段改性乳化沥青的应用现状。指出未来在寻找性能优良全面的改性乳化沥青过程中,应围绕新型改性剂研发来进行开展。     

水性聚氨酯纳米复合材料的研究进展

针对纳米改性剂在水性聚氨酯改性方面的应用,介绍了不同的水性聚氨酯纳米复合材料的制备方法,总结了近年来在水性聚氨酯纳米改性方面所取得的成就,探讨了纳米改性剂在提高水性聚氨酯的耐水性、热稳定性和力学性能方面的突出作用,并展望了今后水性聚氨酯纳米复合材料的发展方向。     

水性聚氨酯的合成及改性研究

叙述了水性聚氨酯合成的几种方法,包括外乳化法和自乳化法等,同时也介绍了水性聚氨酯改性的几种方法和特点,其中包括用物理共混法和化学接枝法等。其中详细介绍了水性聚氨酯的各种改性技术,如交联改性,聚丙烯酸酯改性,环氧树脂改性,有机硅改性,纳米技术改性,天然产物改性等,并对水性聚氨酯的发展前景进行了展望。     

KH550改性水性聚氨酯膜的结构及表面性能研究

以氨基硅烷偶联剂KH550为封端剂对水性聚氨酯预聚体进行改性,然后进一步乳化制得KH550改性的水性聚氨酯乳液。研究了KH550的用量对乳液的稳定性、改性膜表面结构和改性膜抗水性能的影响。研究结果表明:随着KH550含量的增加,乳液的储存稳定性降低,冻融稳定性提高;聚氨酯膜表面Si-O-Si键的含量逐渐增加;改性膜表面水接触角增大,膜表面的拒水性能提高。并进一步对表面结构和性能之间的关系进行了探讨。     

胶原蛋白改性水性聚氨酯的合成及表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-2000)为原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,三乙胺为中和剂制备聚氨酯预聚体。采用碱水解法水解明胶,制备胶原蛋白水解液,作为后扩链剂,在乳化分散的同时进行链增长,得到胶原蛋白改性水性聚氨酯。研究胶原蛋白改性水性聚氨酯合成过程中R值、DMPA用量对其性能的影响,采用红外(FT-IR),差热分析(DSC)等分析对制备的胶原蛋白改性水性聚氨酯胶膜进行分析。在R值为1.30,DMPA用量为0.065mol条件下,制得的胶原蛋白改性水性聚氨酯膜的各项性能较好,结晶趋势增加,耐水性得到改善,平均粒径68.33nm,延伸率为554.5%,抗张强度为5.51N/mm。     

基于宏观性能与微观性状确定SBR胶乳在SBR改性乳化沥青中的最佳添加量

为确定路用拌和型SBR改性乳化沥青中SBR胶乳的合理添加量,对不同SBR胶乳添加量改性乳化沥青进行了基本性能指标测试与对比。实验结果表明,随着SBR胶乳含量的增加,SBR改性乳化沥青粘度增加、与集料的粘附性提高,但储存5天后的稳定性下降。对不同胶乳含量的SBR改性乳化沥青进行电镜扫描发现,SBR胶乳含量为3%时,胶乳以小而密的颗粒存在于乳化沥青中,与乳化沥青接触面积最大,溶解度最大。分析不同胶乳含量SBR改性乳化沥青DSC曲线发现:胶乳含量在3~3.5%之间时,SBR改性乳化沥青内能较小,组分更宜稳定,不易发生离析现象。考虑以上实验结果并结合不同胶乳含量SBR改性乳化沥青蒸发残留物的三大指标和实验结果,同时考虑技术和经济因素,认为SBR改性剂添加量在3~3.5%之间时,生产的改性乳化沥青既经济又具有较好的性能指标。     

水性环氧树脂乳化沥青在高温、低温和浸水条件下的粘结性能

以水性环氧树脂(WER)为改性剂,通过其与固化剂的物理-化学交联反应对乳化沥青进行改性,制备成一种理想的路面粘层材料——水性环氧树脂乳化沥青(WEREA)。采用剪切和拉拔试验,在不同温度、层间纹理和浸水时间条件下,将不同WER掺量的WEREA与普通乳化沥青和SBS改性乳化沥青进行对比试验,研究了WEREA的高温、低温和浸水粘结性能。结果显示,在试验研究范围内,随着WER掺量的增加,WEREA的层间性能显著改善;温度越高,粘层材料粘结性越差,但高温、低温条件下,WEREA的抗剪、抗拉强度均大于对照试验组。可以认为,WER通过交联作用有效改善了粘层材料的强度和层间粘附性,减缓了WEREA粘结性随浸水时间延长而降低的速率,显著提高了粘层材料的浸水粘结性。     

聚氨酯改性沥青研究现状及发展趋势

聚合物改性沥青自进入人们的视野以来,其功能性和制备工艺不断得到优化,在改善行车舒适度、延长沥青路面的使用寿命方面取得了非常显著的效果。尽管它的发展已有近百年历史,但当前传统的聚合物改性沥青在生产、贮存以及性能上仍不尽人意。因此,亟须寻求一种可有效弥补上述缺陷的新型沥青改性剂。聚氨酯(Polyurethane,PU)从20世纪60年代后期开始实现规模化工业生产以来,在全世界范围内已被广泛应用在涂料、密封胶、弹性体等领域。聚氨酯自身结构优势突出,使其有别于目前市场上常用的聚合物沥青改性剂。遗憾的是将聚氨酯应用于沥青改性方面的研究报道相对较少,如何进一步发掘其优点并加以充分利用,以弥补当前对高性能沥青路面的迫切需求,是道路工作者所面临的重大挑战。然而,近10年来,国内外的研究重点均集中于聚氨酯改性沥青制备工艺优化与混合料配合比设计,尽管已取得一定成果,但并未对其宏观性能与微细观结构之间的关联性进行深入研究。从2016年开始,部分研究者开始尝试利用生物基聚氨酯或热塑性聚氨酯再生材料对沥青进行改性,但其路用性能仍待进一步深入研究。值得强调的是,并非所有种类的沥青均适宜采用同一种改性剂和制备工艺以达到理想的改性效果,因此聚氨酯改性剂在使用前需要充分地分析其成分。此外,聚氨酯改性沥青尚缺乏一套系统科学的评价体系。截至目前,国内外在该领域取得的主要研究成果如下:(1)聚氨酯中的异氰酸根可改善沥青的硬度及弹性;(2)聚氨酯与传统聚合物改性剂或纳米材料复配改性沥青的制备方法为剪切共混法,剪切时间与剪切速率对改性沥青性能的影响较小,剪切温度对聚氨酯改性沥青高温、低温性能与弹性恢复的影响较大;(3)从宏观性能和微观结构两个角度解释了聚氨酯改性沥青的相容性和力学性能优异的原因;(4)聚氨酯改性剂的粒径对沥青乳化以及发泡程度有重要影响;(5)混合料优化设计研究发现,聚氨酯改性沥青混合料除水稳性能外的其他性能均超过规范中规定的技术要求;(6)生物基聚氨酯、热塑性聚氨酯再生材料等均可以提升沥青的性能。本文主要归纳了聚氨酯作为改性剂对沥青进行改性的研究进展,包括聚氨酯材料的概述及选择、聚氨酯改性沥青的改性机理、聚氨酯改性沥青的流变和微观特性,并分别从防水工程、路用工程、生物基与可循环再利用三个方面概述了聚氨酯改性沥青的应用。最后,提出目前聚氨酯改性沥青研究中存在的问题,同时对聚氨酯改性沥青的发展趋势进行了展望。     

阳离子SBS改性乳化沥青制备研究

乳化沥青施工简便,不污染环境,在道路工程等领域有非常广泛的应用。以SBS为改性剂,采用边改性边乳化的方法制备了一种阳离子改性乳化沥青,并对影响改性乳化沥青制备的主要因素如表面活性剂掺量、SBS改性剂掺量、pH值等进行了试验,确定了比较适宜的反应条件。     

老化对水性环氧树脂复合SBR改性乳化沥青粘弹性的影响

普通乳化沥青用作沥青路面粘结料时,存在着粘结性差、耐久性差等缺点。为改善其性能,将水性环氧树脂(WER)与苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)混合,采用乳化法和改性法制备出了SBR+WER(SW)型高性能路面粘结料。为研究老化对水性环氧树脂复合SBR改性乳化沥青粘弹性的影响,选取了SBR改性乳化沥青作为对比。研究了SW型粘结料和SBR改性乳化沥青老化前后蒸发残留物的质量损失、针入度、软化点、延度和粘度,以及复数剪切模量、相角和车辙因子。结果表明:相比于SBR改性乳化沥青,SW型粘结料具有更好的抗老化性能,水性环氧树脂的加入使得SW型粘结料在老化作用下具有更稳定的低温变形能力,并且还改善了其高温抵抗变形能力和耐久性。     

纳米蒙脱土改性乳化沥青的制备与性能研究

研究了纳米蒙脱土(MMT)对沥青乳化技术的影响,以纳米蒙脱土为改性剂成功制备出MMT改性乳化沥青.利用XRD分析了MMT在改性乳化沥青中的分散情况,并且通过室内试验测试了沥青乳液的聚沉体积,乳化沥青蒸发残留物的针入度、软化点、延度和布式旋转黏度,结果表明,MMT使乳化沥青的存储稳定性得到明显改善,当MMT掺量高于0.6％时,乳液9天内不发生破乳现象;MMT的层间距由1.28 nm增至2.57 nm,层间距增大了100％,说明MMT成功插层进入乳化沥青的蒸发残留物中,形成了纳米插层型复合材料;乳化沥青蒸发残留物的软化点和黏度上升,针入度和延度有所降低,表明MMT提高了蒸发残留物的耐高温性能.     

水性环氧树脂对SBR改性乳化沥青与集料黏附性的影响

在SBR改性乳化沥青与集料中以不同掺量及掺加方式添加两种交联程度不同的水性环氧树脂(W-1、W-2),并引入表面能理论进行SBR改性乳化沥青与集料黏附性能研究.结果表明:水性环氧树脂(WER)能够通过增加胶结料表面酸性力和集料表面碱性力进而改善二者的黏附性能,随着WER掺量增加,混合料水稳定性评价指标(ER)呈先增大后...     

溶剂型涂料用纳米CaCO_3的表面改性及表征

采用复合改性剂对纳米CaCO3进行了改性,探讨了转速、改性剂用量、乳化温度、乳化时间和保温时间等因素对纳米CaCO3表面改性的影响,并优化出了最佳操作工艺条件:转速16 000 r/min、改性剂用量4%(质量分数)、乳化温度75℃、乳化时间60 min和保温时间40 min.通过透射电子显微镜、红外光谱和热分析对纳米CaCO3的改性效果进行了评价.结果表明,纳米CaCO3与改性剂间产生了化学吸附和物理吸附,其亲油性显著提高.与未添加纳米CaCO3的传统环氧涂料相比,改性纳米CaCO3复合涂料的耐水性、耐盐水性和耐盐雾性等显著改善.     

肝素化水性聚氨酯改性医用聚氯乙烯表面的研究

以N 甲基二乙醇胺为扩链剂合成了阳离子水性聚氨酯 (ACPU) ,将其固定在医用聚氯乙烯管内壁并对其进行肝素化。通过全血凝固时间实验证明 ,改性后的医用聚氯乙烯管的抗凝血性明显提高。另外使用红外光谱分析了阳离子水性聚氨酯的结构及其肝素化处理后聚合物结构的变化 ,并考察了MDEA含量对阳离子水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响。     

硬段阻燃改性水性聚氨酯的性能

对二溴新戊二醇(DBNPG)阻燃改性水性聚氨酯的性能进行了研究。对改性后的乳液进行了高温稳定性、低温稳定性、力学稳定性测试,同时用透射电镜表征了聚氨酯在水中的分散状态,用Brookfied黏度计测试其流变性能。对水性聚氨酯胶膜进行了力学性能,吸水率,接触角测试。实验发现,相比未改性的水性聚氨酯,在相同二羟甲基丙酸(DMPA)含量的前提下,DBNPG改性的水性聚氨酯乳液稳定性良好,聚氨酯粒径增加,分布均匀且形状规整,胶膜接触角增大,吸水率显著减小。此外随改性程度的增加,拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小。流变性能测试表明两者均为牛顿流体。     

聚氨酯预聚物改性沥青的制备及其流变行为

为了赋予基质沥青良好的物化性能,增强其在不同环境条件下的适应性,采用聚氨酯预聚物对基质沥青进行改性。基于选择的原材料,首先采用正交试验和直观分析法确定了聚氨酯预聚物改性沥青的最佳制备工艺参数,在此基础上,通过分析聚氨酯预聚物掺量对改性沥青3大指标、韧性、存储稳定性和粘度指标的影响,确定了聚氨酯预聚物改性剂的最佳掺量。其次,借助动态剪切流变试验(DSR)和弯曲梁流变试验(BBR),对比分析了聚氨酯预聚物改性沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青和基质沥青的流变行为。试验结果表明,聚氨酯预聚物改性沥青的最佳制备工艺参数为单位制备量400 g、剪切速率4 000 r/min、剪切温度150℃和剪切时间40 min;综合考虑改性沥青3大指标、韧性、存储稳定性、粘度指标和经济性,推荐聚氨酯预聚物改性剂最佳掺量为6%;较其它3种沥青,聚氨酯预聚物改性沥青在52～82℃温度区间内具有最优的高温性能,但其对温度的敏感性最强。同时,聚氨酯预聚物改性沥青在交变应力作用下的弹性性能略低于弹性性能最优的SBS改性沥青。此外,聚氨酯预聚物改性沥青的低温流变性能略低于低温性能最优的SBR改性沥青。     

磺酸型水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究

采用预聚体合成法,以二羟甲基丙酸(DM-PA)和2,4-二氨基苯磺酸钠(SDBS)为亲水扩链剂,制备了一种水性聚氨酯预聚体,再将高分子乳液乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)与去离子水均匀混合对其乳化,制得固含量高达50%磺酸型水性聚氨酯鞋用胶粘剂。利用红外光谱对SDBS和聚氨酯的结构进行了表征,证实了SDBS作为亲水扩链剂引入聚氨酯链上。研究了SDBS用量对胶粘剂的剥离强度,耐热性及稳定性的影响。当SDBS用量从0%增加到2.5%时,皮革初期剥离力由20.98N上升至89.23N,其耐热性和稳定性也有所增强。透射电镜图片显示,与EVA共乳化后的磺酸型水性聚氨酯(SWPU)乳液分散均匀,呈圆球状。