阳离子型单组分水性环氧沥青的制备方法及在预防性养护技术中的应用
技术领域
本发明涉及道路材料及其制备方法和用途，特别涉及阳离子型单组分水性环氧沥青的制备方法及在预防性养护技术中的应用。
背景技术
目前道路建养在往“低碳、节能、环保”方向发展，传统铣刨加铺的养护技术因为需要热拌和施工，对环境污染较大，所以专家学者普遍在研究一系列冷施工的预防性养护技术。冷施工的预防性养护技术对胶结料要求较高，其中一个关键性指标是胶结料60℃粘度，粘度越大，对集料的裹附性就越好。目前市面上普遍使用的都是乳化沥青或者聚合物改性乳化沥青类材料，该类材料在60℃的粘度普遍偏低，不足以裹附较大孔隙率的沥青混合料。因此，应用此类材料的微表处、精表处和冷拌冷铺技术在预防性养护技术中应用时耐久性不足。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供阳离子型单组分水性环氧沥青的制备方法及在预防性养护技术中的应用。
技术方案：本发明提供一种阳离子型单组分水性环氧沥青的制备方法及在预防性养护技术中的应用，包括如下步骤：
(1)称量40-60份固体双酚A环氧树脂、5-10份正丁醇、5-10份乙二醇丁醚、10-30份扩链剂加入到反应釜中，升温到90-110℃，反应2-3h，冷却至室温后，加入5-10份无机酸搅拌均匀，得到中间体A；
(2)称量2-6份液体双酚A环氧树脂、40-70份石油沥青、1-7份SBS弹性体混合后加热至160-180℃搅拌发育2-3h，称量1-5份乳化剂、50-100份水调节温度至55-65℃制备成皂液，剪切研磨后得到中间体B；
(3)将中间体A和中间体B混合后加热至50-70℃高速搅拌，保温3h后制得阳离子型单组分水性环氧沥青。
进一步地，所述步骤(1)中固体双酚A环氧树脂的环氧值为0.08-0.22。
进一步地，所述步骤(1)中扩链剂为乙二胺、N-N-二甲基乙醇胺、1，2-丙二胺中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，所述步骤(1)中无机酸为醋酸、碘酸、硼酸中的一种。
进一步地，所述步骤(2)中液体双酚A环氧树脂环氧值为0.38-0.56。
进一步地，所述阳离子型单组分水性环氧沥青为撒布型时，步骤(2)中乳化剂为快裂快凝型的1831、18331、AA-63D中的一种。
进一步地，所述阳离子型单组分水性环氧沥青为拌和型时，步骤(2)中乳化剂为慢裂快凝型的MQK-3M、SM-LS中的一种。
进一步地，所述中间体A与中间体B的质量比为2∶1，搅拌速度为2000-4000r/min。
进一步地，所述阳离子型单组分水性环氧沥青撒布施工时撒布量为0.8-1.2kg/m2；在拌和施工时油石比为9-12％。
权利要求1制备得到的阳离子型单组分水性环氧沥青用于预防性养护技术。
本发明通过先制备阳离子型单组分水性环氧预聚体，再与液体环氧改性乳化沥青混合搅拌，根据相似相容原理液体环氧改性乳化沥青中的液体环氧分子与水性环氧预聚体发生分子迁移，形成具有流动性的乳液。经过水性环氧预聚体与液体环氧树脂双重改性的乳化沥青力学性能显著提升，尤其是其60℃粘度可达20000Pa·S以上，能够很好的裹附集料。目前冷拌冷铺技术由于胶结料性能不足只能采用密级配的混凝土，导致路面噪音较大，行车舒适性差。阳离子型单组分水性环氧沥青力学性能优异，可用于孔隙率在12-16％的冷拌沥青混合料，压实后路面耐久性好、行车噪音低。
有益效果：本发明的阳离子型单组分水性环氧沥青固含量不低于58％，软化点不小于85℃，粘结强度不小于0.6MPa，断裂伸长率不小于80％，60℃粘度不小于20000Pa·S。制备的阳离子型单组分水性环氧沥青分为撒布型和拌和型，其中撒布型用于精表处、冷铺抗滑表处等技术，拌和型用于冷拌冷铺预防性养护技术中，从而更加适于实用，且具有产业上的应用价值。
具体实施方式
实施例1
(1)称量50份环氧值为0.11固体双酚A环氧树脂、8份正丁醇、5份乙二醇丁醚、20份乙二胺加入到反应釜中，升温到100℃，反应2.5h，冷却至室温后，加入8份醋酸搅拌均匀，得到中间体A；
(2)称量4份环氧值为0.46液体双酚A环氧树脂、70份70#石油沥青、5份SBS弹性体混合后加热至170℃搅拌发育3h，称量3份1831型乳化剂、80份水调节温度至60℃制备成皂液，剪切研磨后得到中间体B；
(3)将中间体A和中间体B(其中中间体A的质量/中间体B的质量＝2：1)混合后加热至60℃以3000r/min高速搅拌，保温3h后制得阳离子型单组分水性环氧沥青。
制备的阳离子型单组分水性环氧沥青撒布量为1.0kg/m2，测试阳离子型单组分水性环氧沥青的技术指标如下：
表1 阳离子型单组分水性环氧沥青技术指标
实施例2
(1)称量45份环氧值为0.20固体双酚A环氧树脂、6份正丁醇、9份乙二醇丁醚、15份N-N二甲基乙醇胺加入到反应釜中，升温到110℃，反应3h，冷却至室温后，加入10份硼酸搅拌均匀，得到中间体A；
(2)称量5份环氧值为0.45液体双酚A环氧树脂、65份70#石油沥青、3份SBS弹性体混合后加热至165℃搅拌发育2h，称量4份MQK-3M乳化剂、80份水调节温度至58℃制备成皂液，剪切研磨后得到中间体B；
(3)将中间体A和中间体B(其中中间体A的质量/中间体B的质量＝2∶1)混合后加热至55℃以3800r/min高速搅拌，保温3h后制得阳离子型单组分水性环氧沥青。
制备的阳离子型单组分水性环氧沥青油石比为10％，测试阳离子型单组分水性环氧沥青的技术指标如下：
表2 阳离子型单组分水性环氧沥青技术指标
实施例3
(1)称量55份环氧值为0.08固体双酚A环氧树脂、5份正丁醇、10份乙二醇丁醚、30份1，2-丙二胺加入到反应釜中，升温到95℃，反应2.5h，冷却至室温后，加入7份碘酸搅拌均匀，得到中间体A；
(2)称量2份环氧值为0.54液体双酚A环氧树脂、60份70#石油沥青、2份SBS弹性体混合后加热至165℃搅拌发育2.5h，称量2份AA-63D型乳化剂、70份水调节温度至62℃制备成皂液，剪切研磨后得到中间体B；
(3)将中间体A和中间体B(其中中间体A的质量/中间体B的质量＝2∶1)混合后加热至63℃以2800r/min高速搅拌，保温3h后制得阳离子型单组分水性环氧沥青。
制备的阳离子型单组分水性环氧沥青撒布量为1.1kg/m2，测试阳离子型单组分水性环氧沥青的技术指标如下：
表3 阳离子型单组分水性环氧沥青技术指标
实施例4
(1)称量44份环氧值为0.13固体双酚A环氧树脂、6份正丁醇、7份乙二醇丁醚、15份乙二胺与N-N二甲基乙醇胺(乙二胺与N-N二甲基乙醇胺质量比为1∶1)加入到反应釜中，升温到105℃，反应2.7h，冷却至室温后，加入8份醋酸搅拌均匀，得到中间体A；
(2)称量3份环氧值为0.43液体双酚A环氧树脂、55份70#石油沥青、6份SBS弹性体混合后加热至175℃搅拌发育2h，称量4份18331型乳化剂、90份水调节温度至62℃制备成皂液，剪切研磨后得到中间体B；
(3)将中间体A和中间体B(其中中间体A的质量/中间体B的质量＝2：1)混合后加热至56℃以4000r/min高速搅拌，保温3h后制得阳离子型单组分水性环氧沥青。
制备的阳离子型单组分水性环氧沥青撒布量为0.9kg/m2，测试阳离子型单组分水性环氧沥青的技术指标如下：
表4 阳离子型单组分水性环氧沥青技术指标
实施例5
(1)称量58份环氧值为0.21固体双酚A环氧树脂、6份正丁醇、6份乙二醇丁醚、28份1，2-丙二胺加入到反应釜中，升温到100℃，反应2.8h，冷却至室温后，加入8份硼酸搅拌均匀，得到中间体A；
(2)称量5份环氧值为0.48液体双酚A环氧树脂、58份70#石油沥青、3份SBS弹性体混合后加热至178℃搅拌发育3h，称量4份SM-LS型乳化剂、90份水调节温度至62℃制备成皂液，剪切研磨后得到中间体B；
(3)将中间体A和中间体B(其中中间体A的质量/中间体B的质量＝2∶1)混合后加热至68℃高速以3200r/min搅拌，保温3h后制得阳离子型单组分水性环氧沥青。
制备的阳离子型单组分水性环氧沥青油石比为12％，测试阳离子型单组分水性环氧沥青的技术指标如下：
表5 阳离子型单组分水性环氧沥青技术指标
