Page 50 - 《橡塑技术与装备》2023年2期
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橡塑技术与装备                                          CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT

             用。Sun 等   [17]  研究了不同沥青质含量的环氧沥青的相                 双酚 A 型环氧树脂作为原料。
             分离、黏度、力学性能等。研究发现，沥青质含量较                               环氧树脂的固化剂体系包括聚硫醇、有机酸或酸
             低的环氧沥青表现出更高的黏度、更好的阻尼性能和                           酐、脂肪族或脂环族胺、芳香胺、聚酰胺或酰胺基胺
             力学性能。沥青质含量越高，环氧沥青体系中沥青微                           等几类。根据反应温度的不同，环氧树脂的固化体系
             区相分离尺寸越大，且微区分布不均匀。Han 等                  [18]  将  大概分为四类 ：聚硫醇型固化剂属于低温固化剂体系 ；
             沥青质和软沥青质从沥青中分离出来分别与环氧树脂                           脂肪族胺、脂环族胺、低分子量聚酰胺和改性芳香族
             共混，进一步研究了沥青质和软沥青质对环氧沥青微                           胺属于室温固化剂体系 ；一部分脂环族多胺、叔胺和
             观结构与性能的影响。研究表明，沥青质含量的增加                           咪唑类属于中温固化剂体系 ；酸酐、芳香族多胺、酚
             会导致环氧树脂在固化过程中黏度增大。沥青质含量                           醛树脂等则属于高温固化剂体系。
             较少 (1%) 时，沥青质微区均匀分散在环氧树脂中。随                           在环氧沥青体系中，当环氧树脂与固化剂混合后，
             着沥青质含量增加，沥青质微区尺寸变大，且分散不                           初期混合物的固化时间应满足沥青混凝土的搅拌、运
             均匀。沥青质会提高环氧树脂橡胶态时的储能模量。                           输、摊铺以及碾压所需要的时间。并且，固化剂不但
             而对于软沥青质 - 环氧树脂体系来说，体系的黏度低                         应该高温下可以使环氧树脂固化，而且在混合料铺筑
             于同沥青含量的环氧沥青体系。当含量相同时，环氧                           后的常温条件下，仍需进一步固化。取决于不同性能
             软沥青体系的玻璃化转变温度略高于环氧沥青体系，                           需求，环氧沥青所选用的固化剂不同。早在 20 世纪
             且随着软沥青质含量的增加，环氧软沥青的玻璃化转                           60 年代，Mika   [23]  等人以二乙烯三胺、邻苯二甲酸酐
             变升高。当含量少于 50%( 质量分数 ) 时，环氧软沥青                     为环氧固化剂，焦油为增溶剂制备了环氧沥青材料。
             质的力学性能优于环氧沥青。                                     但焦油等增容剂对材料的性能影响较大。之后，研究
                 在实际应用中，为提高环氧沥青的性能，人们通                         者们也开发了其它环氧沥青固化体系                [24~26] 。我国的研
             常会对基质沥青进行改性           [19~20] 。常见的改性剂如热塑          究学者在环氧沥青固化体系中也做了大量探索，如 ：
             性弹性体、热塑性树脂等，其中 SBS 最为常用且取得                        黄  [27]  等报道了一种道桥用环氧沥青材料，该材料由两
             了极佳的效果      [21] 。原因在于聚丁二烯链段与沥青有较                 部分组成，一部分是环氧树脂，另一部分是含羧基或
             好的相容性，使得 SBS 会吸收沥青中的轻组分发生                         酸酐基的改性沥青和固化剂。陈等               [7]  以脂肪族二元酸
             溶胀，从而使 SBS 颗粒均匀分散在基质沥青中。如                         为固化剂并使用顺酐改性基质沥青制备得到了高性能
             Jiang 等  [22]  将 SBS 改性的沥青与环氧树脂共混制备了              环氧沥青。有些情况下，为附和或提高环氧沥青的某
             环氧沥青材料。研究发现，聚苯乙烯含量为 30%(质                         项性能，会引入一些复合型固化剂。如 ： Zhou 等                  [28]
             量分数 )  的 SBS 改性沥青 - 环氧复合体系表现出最                    以癸二酸、改性桐油酸酐、甲基四氢苯酐为固化剂制
             佳的拉伸强度和韧性。                                        备了环氧沥青复合材料，使固化反应的诱导期缩短，
             1.2 环氧树脂及其固化剂对环氧沥青的影响                             并提高了环氧沥青的拉伸强度、表面硬度和玻璃化转
                 环氧沥青中的环氧树脂体系主要包括环氧树脂、                         变温度。
             固化剂和其它增韧、增容助剂。环氧树脂体系固化后                           1.3 环氧沥青的改性研究
             性能的优劣直接决定环氧沥青的性能。环氧树脂是一                               由于改变了基质沥青的热塑性性质，环氧沥青拥
             种低分子量聚合物，其分子结构主要是由两个或者两                           有优异的综合性能，越来越广泛地被应用到大跨径桥
             个以上的环氧基团和脂肪族、脂环族或芳香族等化合                           梁桥面铺装。但是，作为一种多组分的复合材料，单
             物构成的支链骨架两部分组成。环氧树脂中的环氧基                           纯将各组分简单混合难以达到有效的协同。由于环氧
             团可以与不同类型的固化剂发生固化反应，固化后可                           树脂与沥青在极性、密度等存在差异，难以稳定分散，
             以形成不溶、不熔的交联聚合物。环氧树脂按结构特                           长时间静置容易发生分层。另外，环氧沥青的基质材
             点主要分为缩水甘油醚类、缩水甘油胺类、脂环族环                           料含有丰富的刚性结构苯环，因此其抗压强度和耐磨
             氧树脂类和环氧化烯烃类等几大类。其中缩水甘油醚                           性能良好，但延展性能较差，而钢桥面板变形量大，
             类环氧树脂在实际使用中消耗量最大，而缩水甘油醚                           在使用过程成容易出现温度应力或疲劳造成的开裂，
             类环氧树脂中双酚 A 型环氧树脂由于其性价比高的原                         而交联热固性环氧沥青一旦开裂将难以愈合。针对以
             因，其使用量最高。因此，在环氧沥青中也大多采用                           上问题，人们也进行了一系列的研究对环氧沥青进行

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