桥面沥青铺装环氧乳化沥青粘结层性能研究

环氧乳化沥青是一种新型的桥面沥青铺装粘结层材料,目前对其研究尚少.通过剪切试验和拉拔试验,研究不同环氧乳化沥青配方、洒布量及温度条件下的抗剪强度及抗拔强度;通过SBS改性沥青、海川高粘沥青和环氧沥青对比试验,进一步验证环氧乳化沥青的优良粘结性能.结果表明:抗剪强度随正应力的增大近似呈线性增大,粘结力和摩擦力以及抗拔强度均随洒布量的增加先增大后减小;20℃、40℃及60℃条件下抗剪强度、粘结力最大值对应的洒布量为0.8 kg/m2、0.6 kg/m2、0.6 kg/m2;A(环氧树脂)∶B(固化剂)∶C(乳化沥青)=16∶4∶80时,其粘结性能最好.由此确定了环氧乳化沥青作为粘结层材料的最佳配方(A∶B∶C=16∶4∶ 80)和最佳洒布量(0.6kg/m2).     

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。     

水性环氧涂料的固化机理及性能

采用IR验证非离子型自乳化水性环氧固化剂的结构,并表征其物理性质。通过TEM观察固化前与固化后乳液颗粒的形貌来阐述非离子型水性环氧涂料的固化机理,并探讨脂肪胺的种类、胺氢与环氧比及固化温度对涂料性能的影响。结果表明,这种非离子型水性环氧固化剂的固化过程受到水分的挥发速度,颗粒的聚集程度,乳液颗粒的大小、形貌,以及固化剂的扩散速度和固化速度的影响。并认为最佳脂肪胺是TETA,胺氢与环氧摩尔比为0.8∶1～1.2∶1,含水量为30%～40%,固化温度在30℃～50℃。     

水性环氧固化剂的合成及性能

以三乙烯四胺(TETA)和液体环氧树脂(EPON828)为原料,在物料摩尔比(TETA/EPON828)为2 2/1,反应温度为 65℃,反应时间为 4h的工艺条件下合成 EPON828 TETA加成物。然后用具有多支链柔韧性链段的 C12 ~ 14 叔碳酸缩水甘油酯(CARDURA E -10) 在反应温度为70℃,反应时间为 3h的工艺条件下对 EPON828- TETA加成物进行封端改性。探讨了中和度对所合成的水性环氧固化剂的粒径及稳定性的影响。CARDURA E- 10 改性后的水性环氧固化剂与液体环氧树脂在室温下固化所形成的涂膜性能良好,其柔韧性和耐冲击性优于用传统封端改性剂 BGE 或CGE改性水性环氧固化剂所形成的涂膜。     

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。     

乳化型水性环氧树脂固化剂的合成与性能研究

在三乙烯四胺(TETA)的分子链段上引入醇羟基、环氧基团,使其改性为亲水亲油的两亲性化合物,即乳化型的水性环氧树脂固化剂,兼具乳化和固化功能.采用封端剂调节亲水亲油平衡值(HLB)使乳化固化性能最佳.激光粒度分析仪的测试乳化环氧树脂粒径在200nm左右.涂料涂膜后的性能测试:表干时间2h左右;涂膜后4天其硬度即达到稳定...     

固化对水性环氧粘结固体润滑涂层理化及摩擦学性能的影响

为了确定水性环氧粘结固体润滑涂层的最佳固化条件,采用MFT-R 4000型往复摩擦磨损试验仪评价了不同固化条件对其摩擦学性能的影响,用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和示差扫描量热法(DSC)表征手段,确定了体系的最佳固化条件.结果表明:固化条件不同,涂层的摩擦学性能差异很大;水性粘结剂与水性固化剂的最佳质量比为2:1,最佳固化温度为75℃,最佳固化时间为2 h;以最佳条件制备的水性环氧粘结固体润滑涂层具有优异的理化性能和摩擦学性能,摩擦磨损寿命比传统的有机溶剂型粘结固体润滑涂层约长30%.本研究为制备高性能环保型粘结固体润滑涂层提供了可能.     

水性聚氨酯环氧固化剂合成因素及对环氧固化物的增韧作用探讨

主要研究了游离异氰酸酯基团(—NCO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)等因素变化对制备水性聚氨酯(WPU)环氧固化剂及其增韧效果的影响。结果表明:控制游离异氰酸酯基团用量为6.38%(wt,质量分数),二羟甲基丙酸用量为7%(wt,质量分数),三羟甲基丙烷用量为3.4%(wt,质量分数),其余物料按理论计算量投料,所制得的WPU环氧固化剂对水性环氧树脂固化物具有良好的固化增韧作用,明显好于其他弹性材料,制得的水性环氧树脂固化物的表干时间≤2h,附着力达到1级,柔韧性为1mm,耐冲击强度(1kg·50cm)为无裂纹和无剥落,耐酸性(72h)为无泡,耐碱性(72h)为无泡。     

水性环氧乳化沥青桥面防水粘结层的性能研究

为保证粘层材料具有足够的力学强度、防水性能以及与铺装层较好的变形协调能力,研制了一种高粘结水性环氧乳化沥青防水粘层材料.制备4种不同环氧掺量的粘层材料,试验研究-15,0,25,50,70℃5种温度下粘层材料试件的拉拔、剪切以及断裂拉伸等力学性能的变化规律,并对比分析了水性环氧乳化沥青、乳化沥青稀浆封层、AC-5沥青砂和4.75 mm同步碎石4种常用防水粘层材料的渗水性能.结果 表明:环氧树脂含量对水性环氧乳化沥青粘层材料的断裂拉伸性能、剪切和拉拔性能影响显著,低环氧树脂掺量的粘层材料对温度敏感程度更高,且随着试验温度的升高其力学性能逐渐降低.层间界面的材质和粗糙程度对粘结效果影响较大,新粘层材料用于沥青混凝土和水泥混凝土界面的粘结效果明显优于钢质材料的界面粘结,拉拔强度提高3倍,剪切强度提高1倍.在70 cm水头高度下测试水性环氧乳化沥青粘层材料不渗水,明显优于其他3种材料的渗水性能.开发的高粘结水性环氧乳化沥青防水粘层材料具有良好的力学性能和抗渗水性.     

自乳化水性环氧树脂的合成

用马来酸酐与双酚A型环氧树脂主链上的仲羟基进行醇解反应,在环氧树脂主链上引入亲水性-COOH基团,制得水性环氧树脂。通过红外光谱分析了产物的结构;讨论了反应溶剂、温度、时间、反应物配比等因素对反应结果的影响。并通过正交试验确定合成自乳化水性环氧树脂的最优条件。试验结果表明,以醋酸丁酯为溶剂,反应温度130℃,反应时间4 h,m(马来酸酐)∶m(E-44)=8.6∶100,制得的水性环氧树脂,接枝率(RGH)为86.09%,环氧保留率(RRE)为96.69%,具有良好的水分散性和优异的固化性能。     

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。     

茶油基水性胺类环氧固化剂的结构与性能

以茶油皂脚脂肪酸甲酯为原料制备水性胺类环氧固化剂,通过热失重分析、力学性能测试等考察了封端剂种类、n(四乙烯五胺TEPA)∶n(单环氧甲基四氢邻苯二甲酸双酯SEMeTHP-DE)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)的聚合度及n(环氧)∶n(胺氢)对涂膜性能的影响。结果表明,选择苄基缩水甘油醚为封端剂,物质的量比n(TEPA)∶n(SEMeTHP-DE)为1.2∶1,聚合度为4的AEO(AEO-4)为亲水扩链剂制备的水性胺类环氧固化剂与水性环氧乳液AB-EP-20按n(环氧):n(胺氢)之比1.2∶1进行固化时,涂膜性能最佳,此时漆膜柔韧性1mm、铅笔硬度2H、附着力1级、耐冲击性≥50 kg.cm、耐水性(25℃)≥3d、耐乙醇性(25℃)≥3d。     

固化剂对环氧树脂砂浆修补材料性能的影响

主要探讨了固化剂的掺量、存贮时间及环境因素对环氧树脂砂浆性能的影响.研究结果表明,固化剂掺量为30份/100份环氧树脂时,环氧树脂砂浆早期强度发展很快,3d抗折强度为7.2MPa,抗压强度为24.4MPa;后期强度发展稍慢,90d抗压强度为53.1MPa.固化剂掺量为10份/100份环氧树脂时,后期强度很大,90d抗压强度为96.9MPa,但早期强度发展较慢,固化时间长.40℃环氧树脂砂浆固化迅速,3d抗折强度即高于12.5MPa,抗压强度可达48.1MPa.     

固体环氧树脂水分散体的制备和性能

用中等分子量的固体双酚A型环氧树脂ER-1和环氧乙烷/环氧丙烷的嵌段共聚物Lutrol F68合成了一种活性非离子型乳化剂F68-E,对乳化剂F68-E的结构以及合成过程进行了分析。用乳化剂F68-E对环氧树脂ER-1进行乳化,探讨了使用相反转法乳化时,乳化剂浓度、乳化温度和溶剂种类对环氧树脂水分散体的粒径和力学稳定性的影响。此外,将环氧树脂水分散体制成中温固化体系,对其干膜固化物进行了吸水率测试和动态热机械分析。结果表明,引入12%的乳化剂F68-E后,固化体系的吸水率由1.38%降至0.97%,玻璃化转变温度由102.5℃降至82.6℃。     

Effects of compound curing agent on the thermo-mechanical properties and structure of epoxy asphalt

Epoxy asphalt curing system was prepared by sebacic acid compound with methyl-tetrahydrophthalic anhydride (MeTHPA) or Tung oil anhydride (TOA). Tensile strength, penetration, differential scanning calorimetry, dynamic mechanical thermal analysis, torn section microscopy photographs and scanning electron microscope analysis were utilised to investigate the mechanical properties, thermodynamic behaviour and micro-structure of epoxy asphalt curing systems under different curing agents. The results showed that in the presence of compound curing agent, the tensile strength and surface hardness of the epoxy asphalt curing system effectively improved, the induction period of the curing reaction decreased, the curing reaction mechanism turned to one-step reaction from two-step reaction, the Tg of asphalt phase and epoxy phase could simultaneously increase, and high-temperature damping performance also improved, but the particle size of asphalt dispersed in epoxy resin becomes uneven, while the curing system becomes semi-brittle from toughness. Compared to TOA, the effects of MeTHPA on such performance were more obvious.     

端氨基树枝状大分子PAMAM/环氧树脂体系固化物的性能

以端氨基树枝状大分子PAMAM作为环氧树脂固化剂, 通过拉伸试验、 冲击试验、 DSC、 TGA研究了配比和固化温度对PAMAM与环氧树脂E-44的固化物性能的影响。 结果表明, 最佳固化温度为140℃, 但随着固化温度升高, 配比的影响表现出不同的规律: 80℃固化时, 最佳配比为0.47, 此时拉伸强度和冲击强度最佳, 玻璃化转变温度最高, 交联密度最大; 而在80℃以上固化时, 最佳配比逐渐向低配比方向移动, 140℃固化时, 最佳配比为0.28, 此时拉伸强度和冲击强度最佳, 玻璃化转变温度最高, 交联密度最大。固化物的密度和体积收缩率都是配比为0.47时最大, 而热稳定性都是配比为0.28时最佳。利用滴定法测定了固化物的固化度, 结果表明, 随着固化温度的升高, 低配比体系的固化度迅速提高并接近化学计量点配比体系的固化度。      

新型水性环氧树脂固化剂合成及性能的研究

采用新的合成方法合成了水性环氧树脂固化剂,初步探讨了该水性固化剂的性质。先将双酚A与环氧氯丙烷按质量比1∶2反应生成氯醚醇,再与二乙烯三胺发生胺解反应,形成类似于盐酸化的环氧胺加成物,又以单氯醚醇封闭活性高的伯胺氢,然后用NaOH脱除所有的HCl,再加入有机酸成盐,即形成水性环氧树脂固化剂。同样,将聚乙二醇与环氧氯丙烷反应,再与多胺反应,可将水溶性的链段引入固化剂中,不仅提高了固化剂的水溶性,而且改善环氧树脂的韧性。     

改性环氧树脂灌封材料的研制

用端羧基丁腈橡胶(CTBN)与环氧树脂AG-80反应制得改性环氧树脂(Ⅰ);以硅硼树脂与双酚A型环氧树脂反应得到改性环氧树脂(Ⅱ);将改性环氧树脂(Ⅰ)和(Ⅱ)按比例在室温下充分混匀为A组分,把固化剂、阻燃剂等混配成B组分,将A和B组分按不同配比均匀混合配成灌封材料,并以IR、拉力机等仪器分别对改性树脂、灌封材料进行结构及力学性能的测试表征.筛选出的最佳固化条件为,当A组分与B组分用量为25:1时,于80～100℃固化2～4h,可得到理想的灌封效果.     

油脂基聚氨酯改性脂肪胺水性环氧固化剂的结构与性能

以甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)、高级脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-6)、四乙烯五胺、丙烯腈为原料合成了油脂基聚氨酯改性脂肪胺水性环氧固化剂(CA-B)。将CA-B分别与水性环氧乳液AB-EP-20、AB-EP-44、AB-EP-51组成固化体系,经分析可知,水性体系CA-B/AB-EP-44性能最优。通过差示扫描量热法、涂膜力学性能测试,研究了n(环氧基)∶n(胺氢)对CA-B/AB-EP-44体系固化物性能的影响,结果表明,n(环氧基)∶n(胺氢)为1.1∶1(摩尔比)时涂膜的综合性能最佳,此时漆膜柔韧性达1 mm、铅笔硬度达2 H、附着力达1级、耐冲击性≥60 kg.cm、乙醇渗透量(%(24 h))为15.3,与参比样Ⅰ、参比样Ⅱ(市售)固化物的物理性能相当。     

高固低黏水性紫外光固化环氧丙烯酸酯的合成及性能

利用不同种类的稀释剂对环氧树脂进行降粘改性,而后与丙烯酸进行反应,合成得到具有光敏性的环氧丙烯酸酯,再用顺丁烯二酸酐对其接枝改性引入羧基,经有机碱中和成盐,得到可用于紫外光(UV)固化的高固低黏型水性环氧丙烯酸酯。讨论了反应温度、催化剂种类以及用量对反应的影响;测试了不同稀释剂对体系的降黏效果;并考察了固化漆膜的力学性能。结果表明:该光敏树脂具有固含量高、黏度低、固化速度快、固化后的涂膜硬度较高、对基材附着性好等特点。