水性环氧树脂使用方法(水性不饱和聚酯树脂改性乳化沥青坑槽黏结料)
Posted
篇首语:丈夫欲遂平生志,一载寒窗一举汤。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了水性环氧树脂使用方法(水性不饱和聚酯树脂改性乳化沥青坑槽黏结料)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
水性环氧树脂使用方法(水性不饱和聚酯树脂改性乳化沥青坑槽黏结料)
吕文江 王琛锐 孙梦青 刘新月 刘彤 张洪亮
陕西交通控股集团有限公司 长安大学教育部特殊地区公路工程重点实验室
摘 要:路面的坑槽病害对行车安全造成极大威胁,因此坑槽修补在路面养护工程中十分重要。在坑槽冷补法修补中,黏结料的性能对坑槽修补效果具有重要影响。将黏结性能优异的不饱和聚酯树脂(UP)制备成乳液并改性乳化沥青,通过荧光显微测试方法确定制备水性UP乳化沥青黏结料的最佳工艺和参数,再通过储存稳定性试验和拉拔试验等获得黏结料的最佳配方,最后利用黏度试验、热重分析技术等对黏结料的性能进行综合评价。结果表明:水性UP乳液的最佳制备工艺是在3 000 r/min的高速剪切机中剪切20 min,最佳配方为水性UP乳液∶阴离子乳化沥青∶马来酸酐∶过氧化苯甲酰(BPO)∶N,N二甲基苯胺(DMA)=3∶7∶0.03∶0.075∶0.037 5。在最佳工艺和配方下制备的黏结料具有良好的热稳定性和耐久性,其黏度增长速率随温度升高而加快。
关键词:道路工程;坑槽;黏结料;水性不饱和聚酯树脂改性乳化沥青;工艺参数;配方;性能;
基金:陕西省交通建设科技项目,项目编号2019-13;
坑槽是沥青混凝土路面的主要病害之一,严重影响了路面的结构性能和行车安全性[1],坑槽修补也已成为许多公路养护机构预算中一项重大支出。常用的坑槽修补方法主要有热补法、冷补法、温补法和热再生法。热补法具有技术成熟、修补效果好的优势,但对施工条件要求较高、修补工艺复杂且施工过程会产生较多有毒有害气体。温补法和热再生法对使用的材料、设备与技术要求较高,目前仍处于研发阶段[2]。冷补法相对于其他3种修补方法有较多优势,如施工受环境影响较小、施工过程中不产生有毒气体、修补中采用冷补料施工工艺简单等。黏结料是冷补法是否成功的关键。如果黏结料早期强度较低、强度增长较慢且耐久性不良,常导致修补后出现坑槽二次破损现象,反之性能优良的坑槽界面黏结料将显著提高路面坑槽修补效果[3]。
在坑槽修补中,冷补法常使用的黏结料是涂膜类黏结料,主要包括热熔型黏结料、冷涂型黏结料和热固性黏结料。热熔型黏结料具有黏结强度高、弹性恢复能力强等优点,缺点是黏结性能受环境变化影响较大、施工时受环境约束较多且高温稳定性较差。目前,热熔型黏结材料多用于路面层间黏结及桥面铺装防水黏结层[4,5,6]。冷涂型黏结料分为两种,分别是溶剂型黏结料和水乳型黏结料。溶剂型黏结料稳定性好,但生产成本高且材料中存在对环境和人体均有害的热敏性挥发物质,故应用较少。水乳型黏结料生产成本低、不污染环境、使用安全、适用范围较广,但其使用性能受环境影响较大且储存稳定性差。Louay等[7]利用直剪试验研究了乳化沥青黏结料种类、洒布量对层间黏结性能的影响,结果表明,SS-1 h、SS-1、CRS-1、Trackless、PG 64-22等5种乳化沥青黏结料的最佳洒布量均为0.7 l/m2。黄余阳阳[8]通过室内剪切试验,研究了温度对界面黏结性能的影响,结果表明,界面抗剪强度随着温度升高而下降。艾长发等[9]通过三点弯曲疲劳试验研究了乳化沥青用量及温度对层间黏结小梁疲劳寿命的影响,研究发现,随着黏结料用量增加,疲劳寿命先增大后减小,最佳用量为0.65 kg/m2;在15℃和0℃下,应力比为0.2时,疲劳寿命分别约为6 000次和35 100~63 600次,且疲劳寿命会随着应力比的增大而降低。热固性黏结料常用水性环氧乳化沥青/环氧沥青,黏结强度大、高温稳定性好。王进勇等[10]研究不同水性环氧掺量对水性环氧乳化沥青的黏结性能、黏度及高温性能的影响,确定水性环氧的最佳掺量为20%。陈淼荥[11]自制水性环氧乳化沥青,并对其抗剪、拉拔性能及高温稳定性进行测试,结果表明,最佳水性环氧树脂的掺量约为35%,水性环氧树脂乳化沥青的界面黏结力与温度成负相关,最高施工温度不宜超过60℃。相对于其他的涂膜类黏结料,热固性黏结材料的性能最佳,但由于环氧树脂价格高,导致这类黏结料的成本比较高。因此,若能用其他价格较低的树脂来代替环氧树脂,则可能降低热固性黏结材料的成本。
水性不饱和聚酯树脂(水性UP)是一种以水做填料的新型树脂,固化后具有黏结性能好、强度高、耐高温、安全环保等优点,其固化物主要应用于化学化工[12,13]与建筑材料[14,15]等方面,力学性能与水性环氧树脂相似,但价格仅为水性环氧树脂的一半左右,故用水性UP替代水性环氧树脂制备的乳化沥青可能会成为获得性能良好、价格适中的黏结料。
综上所述,本文旨在开发一种用作沥青路面坑槽黏结料的水性不饱和聚酯树脂改性乳化沥青。首先确定水性不饱和聚酯树脂乳液改性乳化沥青的最佳制备工艺参数,然后通过储存稳定性试验、拉拔试验、拉伸试验等确定水性UP乳化沥青的最佳配方,最后应用黏度试验、拉拔试验、热重分析试验等对水性UP乳化沥青的性能进行评价。
1 材料
水性UP乳化沥青的主要成分包括水性UP乳液、乳化沥青、固化剂-促进剂和相容剂。
1.1UP乳液
水性UP乳液的成分包括UP、乳化剂和去离子水。树脂方面,优选稳定性好、拉拔强度大的双酚A型UP树脂。树脂乳化剂是能够使两种互不相容的混合溶液形成稳定乳状液的表面活性剂,由于复配乳化剂比单一乳化剂拥有更好的乳化效果[16,17],选择材料为十二烷基硫酸钠(SDS)/烷基酚聚氧乙烯醚(TX-10)、复配比为1∶13的复配乳化剂。选择超纯ZLS去离子水,掺量为80%。
水性UP乳液采用相反转法制备。制备过程:首先将乳化剂和UP分别置于烘箱中加热,降低黏度,使其易于流动;然后按照最佳配比称取UP和乳化剂投入三口烧瓶中,启动电动搅拌器,以400 r/min的速度搅拌5~10 min, 使二者充分混合;最后将恒温水浴锅升温至50℃的同时提高搅拌器转速至800 r/min, 并缓慢滴加去离子水,当观察到乳液体系黏度出现骤降时,保持此时搅拌器转速并适当提高滴加去离子水速度(为保证乳液的稳定性,乳化时间不超过30 min),即可制备水性UP乳液。为保证乳液的稳定性,具体工艺流程见图1。
图1 水性UP乳液制备工艺流程 下载原图
1.2乳化沥青
参考相关研究经验[18,19]和工程实践经验,对乳化沥青原材料的种类和掺量进行拟定。乳化沥青包括基质沥青、沥青乳化剂、稳定剂和外加剂。由于本文研发的黏结料主要用于北方地区,因此基质沥青选用A-90号基质沥青,掺量为60%。为避免沥青乳化剂与乳液乳化剂反应,沥青乳化剂采用阴离子乳化剂,掺量为1.1%。为了提高乳化沥青的稳定性,选用与阴离子乳化剂搭配效果较好的羧甲基纤维素钠作为稳定剂,掺量为0.4%。在乳化沥青的制备过程中,需要调节pH值来提高乳化剂的活性,根据乳化剂类型选用氢氧化钠作为外加剂,调节pH值至11.5~12.5。
乳化沥青的制备过程:取一定量的基质沥青放在烘箱中,以130℃加热一定时间,使基质沥青呈流动状态,备用。预热胶体磨乳化机,将水、沥青乳化剂、稳定剂和外加剂混合后加热至50℃~60℃,缓慢倒入胶体磨乳化机中进行高速剪切1 min左右,然后加入130℃的热沥青,继续高速剪切2~3 min, 即可制得乳化沥青。
1.3相容剂
由于树脂属于极性材料而沥青属于弱极性材料,两者存在极性差异,相容性较差。因此,选用马来酸酐作为相容剂来提高体系的相容性[20,21],并通过储存稳定性试验与荧光显微试验确定最佳掺量。
1.4固化剂-促进剂
水性UP树脂乳液固化体系通常采用氧化-还原体系,过程较为复杂,且固化剂掺量对树脂固化后的黏结性能影响较大[22],选择过氧化苯甲酰(BPO)作为固化剂,选用N,N二甲基苯胺(DMA)作为促进剂,采用拉拔试验对固化剂-促进剂掺量进行优选。
2 制备工艺的确定
2.1制备方法的确定
根据制备改性乳化沥青过程中对沥青进行改性和乳化的先后顺序不同,将制备方法分为先改性后乳化法、边改性边乳化法和先乳化后改性法等3种[23]。先改性后乳化法操作复杂,对设备要求较高,安全性低;边改性边乳化法虽然效果较好,但是考虑到水性UP乳化沥青的热固性与热沥青的温度,该方法也不适用于本文乳化沥青的制备。因此,从生产效果、生产工序以及生产安全等角度考虑,本文选择先乳化后改性法制备改性乳化沥青。具体工艺流程见图2。
图2 先乳化后改性法制备水性UP乳化沥青工艺 下载原图
2.2制备工艺参数的确定
水性UP乳化沥青是在高速剪切机中剪切分散得到的,因此改性乳化沥青的质量与剪切速率和剪切时间密切相关,故本节将通过荧光显微测试对高速剪切机的剪切速率和剪切时间进行研究,优选制备的最佳工艺。参考相关研究经验[24],本文拟定剪切时间分别为10 min、20 min和30 min,剪切速率分别为2 000 r/min、3 000 r/min和4 000 r/min。
首先,在不同剪切时间和剪切速率下配制9份配方相同的改性乳化沥青试样,分别装入干净的烧杯中备用。试样中水性UP乳液与乳化沥青的比例为3∶7,BPO(固化剂)、DMA(促进剂)和马来酸酐(相容剂)的掺量分别为2.0%、1.0%和2.0%。制备载玻片并依次编号后放入冰箱内处理30 min,即可得到试验载玻片。将制备好的试验载玻片置于Olympus CKX41荧光显微镜下,激发波长选择450~490 nm的蓝色光,放大倍数选择200X,观察水性UP乳化沥青的分散相。
水性UP乳化沥青的荧光测试结果如表1所示。由于马来酸酐掺量过多时将与水性UP发生化学反应,会在分散相中出现较多的凝团现象,故在水性UP乳化沥青的分散相中有部分黑色凝团大颗粒。通过观察乳化沥青的分散相可知,随着剪切速率的提升和剪切时间的延长,分散相的均匀性有所提高,但是当剪切速率从3 000 r/min提高到4 000 r/min、剪切时间从20 min延长至30 min时,试样整体的分散相变化不大。因此,水性UP乳化沥青的最佳制备工艺为在3 000 r/min的剪切速率下剪切20 min。
表1 水性UP乳化沥青荧光图像 导出到EXCEL
|
| ||
| 3 000 | 4 000 | |
| |||
| |||
|
3 最佳配比的确定
在最佳掺量的确定过程中,当讨论一个因素的最佳掺量时,除该因素变化外,其他因素的掺量保持不变。
3.1相容剂掺量的确定
参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011),初步拟定6种马来酸酐(相容剂)掺量,分别为水性UP质量的0、1%、2%、3%、4%、5%,然后通过储存稳定性试验和荧光显微测试结果确定相容剂最佳掺量。
储存稳定性试验方法:首先,根据拟定的6种相容剂掺量制备水性UP乳化沥青;然后,分别取6种试样各250 g加入到储存稳定性试管中,进行编号后在25℃下分别静置1 d和5 d。静置完成后分别从上管、下管中取出50 g水性UP乳化沥青,将其搅拌均匀后各取10 g置于干净的表面皿中。记上层改性乳化沥青蒸发残留物含量为PA,下层为PB,将PA和PB相减后取绝对值,即可得到各试样的储存稳定性Ss,计算结果见图3。同时,对不同马来酸酐掺量的水性UP乳化沥青进行荧光显微试验,试验结果见图4。
图3 相容剂掺量~储存稳定性值曲线 下载原图
图4 不同马来酸酐掺量的水性UP乳化沥青荧光测试图像 下载原图
储存稳定性Ss越小,储存稳定性越好。从图3可以看出,无论是静置1 d还是5 d, 当马来酸酐掺量从0增加到1%时,储存稳定性值减小,当马来酸酐掺量从1%增加到5%时,储存稳定性值逐渐增大。这种现象的发生可能是因为一定量的马来酸酐掺量可以提高水性UP乳化沥青的稳定性,而过量的马来酸酐与水性UP发生化学反应,降低了乳化沥青的稳定性[22]。从荧光显微测试的改性乳化沥青荧光分散相图中可以看出,当马来酸酐掺量从1%增加到5%时,分散相中黑色凝团颗粒逐渐增多,即乳液的稳定性逐渐下降。综上,水性UP乳化沥青的马来酸酐(相容剂)掺量选择1%。
3.2固化剂-促进剂掺量的确定
初步拟定固化剂的掺量为水性UP乳液的1.5%、2.0%、2.5%、3.0%和3.5%[25],促进剂掺量为固化剂的一半,然后通过拉拔试验进行优选。试验过程如下:首先,制备不同固化剂-促进剂掺量的水性UP乳化沥青,然后以0.5 kg/m2的洒布量将试样均匀涂抹于室内小型黏结强度拉拔仪的拉拔头,粘在100 mm×100 mm×5 mm钢板上,最后在25℃下养生2 d测定其拉拔强度。拉拔试验结果如图5所示。
图5 不同固化剂-促进剂掺量的水性UP乳化沥青拉拔试验结果 下载原图
观察图5中拉拔强度大小变化可知,随着固化剂掺量的增加,拉拔强度先增大后减小,即固化剂掺量不足或过量都会降低水性UP乳化沥青的黏结性能。因此,水性UP乳化沥青的固化剂掺量选为2.5%,相应促进剂的掺量为1.25%。
3.3水性UP乳液掺量的确定
在水性UP乳化沥青的共混体系中,沥青分子吸附于水性UP树脂分子表面。随着水分的不断蒸发,UP与固化剂的交联作用不断加强,逐渐形成稳定的三维网状空间结构。因此,水性UP的掺量决定着空间结构的强度大小,也决定着乳化沥青体系的稳定性。若UP掺量过少,则在整个空间结构中不能形成连续骨架,导致整个体系的强度不足;若UP掺量过多,则会导致整个体系的空隙过大,整体性能不良。基于此,本文初步拟定水性UP掺量为5%、10%、20%、30%和40%,通过拉拔试验、拉伸试验和动态剪切流变试验(DSR试验)对水性UP树脂乳液的掺量进行优选。
拉拔试验过程如下:首先,制备不同水性UP掺量的水性UP乳化沥青,然后将试件在25℃下放置2 d, 待其固化后参考3.2节拉拔试验方法进行试验,结果如图6所示。
参考相关研究经验[26],利用“低温/常温混合加热”法制备蒸发残留物,依据ASTM标准对材料进行拉伸试验,以试件破坏时的荷载表示强度,以试件断裂时的延伸率表示其韧性[27],对材料的延展性进行评价。具体拉伸试验过程:首先,以最佳配方在最佳工艺下制备不同水性UP掺量的水性UP乳化沥青;然后将试样均匀倒入236 mm×177 mm的硅胶盘中,在室温下养生24 h后放入60℃的烘箱中加热24 h, 使试样中的水分充分挥发,取出硅胶盘,冷却养护;养护完成后,用大小相同的哑铃状裁刀依次从硅胶盘中将试件裁出并进行编号;最后,选择拉伸试验机在25℃下以500 mm·min-1的速率对试件进行拉伸试验,直至拉伸试件断裂,试验结果如图7所示。
图6 不同水性UP掺量的水性UP乳化沥青的拉拔强度 下载原图
图7 不同水性UP掺量的水性UP乳化沥青的拉伸试验结果 下载原图
由于水性UP树脂的加入使乳化沥青偏向于热固性材料,对乳化沥青的高温性能产生较大影响,因此,本文对不同掺量的水性UP乳化沥青进行动态剪切流变试验,根据复合剪切模量G*和相位角δ获取车辙因子G*/δ,优选水性UP乳液的掺量。首先采用制备蒸发残留物来浇筑DSR试模,静置试模使其冷却固化。然后设置试验温度范围在50℃~80℃,选择25号转子,设定10 rad/s的试验频率进行剪切流变试验,试验结果如图8所示。
通过拉拔试验的结果可知,水性UP乳化沥青的黏结强度随着水性UP掺量的增加而增大,水性UP掺量从5%增加到20%时,试样的拉拔强度增长较快;水性UP掺量从20%增加到40%时,试样的拉拔强度增长较慢,趋于稳定。因此,根据对拉拔强度的影响规律,水性UP乳液的掺量应不低于20%。
图8 水性UP乳化沥青车辙因子 下载原图
拉伸试验结果曲线图可发现,随着水性UP树脂掺量的增加,水性UP乳化沥青的拉伸强度逐渐增大,断裂延伸率逐渐减小。这是因为在整个混合体系中,由水性UP树脂固化而形成的三维网状空间结构提供主要强度,而散布于三维网状空间结构的沥青提供延展性。水性UP树脂掺量增加,三维网状空间结构强度增大,拉伸强度随之增大;沥青含量相对减少,延展性也就随之降低。水性UP树脂掺量由5%增加到20%时,拉伸强度的增长速率和断裂延伸率的降低速率都较快,掺量由20%增加到40%时,拉伸强度的增长速率减缓,断裂延伸率的降低速率依旧较快。《道路用水性环氧树脂乳化沥青混合料》(GB/T 38990-2020)对水性环氧乳化沥青的性能要求,拉伸强度不低于0.1 MPa, 断裂延伸率不低于50%。根据该规范的要求,水性UP的掺量应在20%~30%之间。
通过DSR试验结果可知:在同一温度下,水性UP树脂掺量越多,试样的车辙因子值越大,即高温稳定性越好。同时,可以明显观察到,当水性UP树脂掺量从20%增加至30%时,试样的车辙因子值有很大提升,即水性UP掺量为30%的改性乳化沥青高温稳定性更好。
综合拉拔试验、拉伸试验和DSR试验的结果,本文水性UP树脂的掺量确定为30%。
4 性能评价
4.1基本性能
依据《色漆、清漆和塑料不挥发物含量的测定》(GB/T 1725-2007)和《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中的试验方法,对最佳配方下制备水性UP乳化沥青的基本性能进行测试,结果见表2。
表2 水性UP乳化沥青技术指标 导出到EXCEL
| 检测值 | 指标 | 依据 | ||
| 中裂 | 快裂或中裂 | T0658 | ||
| - | +/- | T0653 | ||
| 0.09 | ≤0.1 | T0652 | ||
|
| 1.7 | ≤2 | T0655 | |
| 4.8 | ≤5 | |||
|
| 61.4 | ≥60 | T0651 | |
| 0.76 | ≥0.1 | |||
| 55.4 | ≥50 | T0528 |
4.2不同温度下的黏结性能
水性UP乳化沥青的黏度变化受养生时间和储存温度影响较大,故水性UP乳化沥青用作黏结料时也存在最佳洒布时间,参考相关文献[28]的研究经验,以黏结料从制备完成到黏度处于1 000~3 000 Pa·s的时间作为最佳洒布时间。具体试验过程:首先,在最佳配比下制备水性UP乳化沥青,取8 g±0.05 g作为试样备用。选择布氏黏度仪,在设定的温度(25℃、45℃和60℃)下选择27号转子,以50 r/min的试验速度进行黏度试验。在25℃和45℃下,每隔30 min记录一次黏度数据;由于温度较高导致黏度变化较快,因此在60℃下每隔10 min记录一次数据。试验结果见图9。
由图9可知,在25℃试验条件下,水性UP乳化沥青的黏度增长速度较慢,最佳洒布时间为135~320 min; 在45℃试验条件下,水性UP乳化沥青的黏度增长速度加快,最佳洒布时间为85~175 min; 在60℃试验条件下,水性UP乳化沥青的黏度增长速度很快,最佳洒布时间缩短为32~55 min。
《路桥用水性沥青防水涂料》(JT/T 535-2015)规定道桥用水性涂料的黏结强度应不小于0.4 MPa, 因为水性UP乳化沥青的强度增长需要一定时间,所以应确定水性UP乳化沥青在不同温度、不同养生条件下的拉拔强度,以保证黏结料的的强度在开放交通之前满足要求。本节参考.2节拉拔试验的方法,测试不同温度及养生时间下试件的拉拔强度,不同试验温度下拉拔强度随时间的发展曲线见图10。
图9 不同温度下水性UP乳化沥青黏度曲线 下载原图
图10 不同温度下水性UP乳化沥青拉拔强度变化曲线 下载原图
从图10可知,25℃、45℃、60℃时,拉拔强度达到0.4 MPa分别需要13.5 h、8.4 h和4 h, 这些时间即为相应温度下开放交通的时间。需要说明,0.4 MPa仅是最低的要求,若非特殊情况,可以选择当黏结料强度变化趋于稳定时再开放交通。其次,开放交通时间还需要考虑修补后冷补沥青混合料的早期强度要求。
4.3热稳定性试验
水性UP乳化沥青作为黏结料常用于坑槽冷补法,但由于夏季北方路面温度可能高达60℃以上,故需充分考虑黏结料的耐热性。水性UP乳化沥青属于热固性材料,《水乳型沥青防水涂料》(JC/T 408-2005)中对水乳型黏结料的热稳定要求已不再适用,故本文采用热重分析技术对热稳定性进行评价,当水性UP乳化沥青在相应温度内质量损失率小于5%时,认定该黏结料具有较好的稳定性[29]。具体操作流程:首先,选用STA 449 F3 Jupiter同步热分析仪,设定测温范围25℃~500℃、升温速率0.02~250 K/min, 对水性UP乳化沥青的固化物进行分析。采用升温法建立以温度(℃)为横轴、以质量(%)为纵轴的TGA曲线。然后将TGA曲线做关于温度的一阶导数,建立Devri.Mass-Temp.曲线(DTG曲线),综合TGA曲线和DTG曲线评价水性UP乳化沥青的热稳定性,试验结果如图11所示。
图11 水性UP乳化沥青DSC试验结果 下载原图
根据图11中热重分析结果可知,在25℃~500℃内水性UP乳化沥青共发生5次质量损失,质量总损失为66.24%;其中,质量损失最大时的温度在440℃左右,损失33.04%;在80℃以内,质量总损失为1.3%,小于5%。综上所述,水性UP乳化沥青的热稳定性良好,可以满足规范对坑槽黏结料的高温稳定性要求。
4.4耐老化性试验
采用拉伸试验对老化前后水性UP乳化沥青的断裂延伸率进行比较[30],评价水性UP乳化沥青的耐老化性。具体试验过程:首先,在室温下,以最佳工艺和最佳掺量制备水性UP乳化沥青拉伸试样,待养生成型后置于80℃的恒温干燥箱中老化7 d; 老化完成后取出试件,在标准环境(23℃±2℃)中放置4 h, 然后进行拉伸试验,具体试验结果见表3。
表3 水性UP乳化沥青7 d老化试验结果 导出到EXCEL
| 老化前断裂 | 老化后断裂 | 延伸保持 |
| 55.4 | 45.6 | 82.4 |
由表3可知,老化前后水性UP乳化沥青的断裂延伸率分别为55.4%和45.6%,延伸保持率为82.4%。虽然持续的高温老化作用会降低延伸性能,但在80℃下老化7 d的水性UP乳化沥青的延伸保持率仍为82.4%,大于《路桥用水性沥青防水涂料》(JT/T 535-2015)规定的80%,满足要求。
5 结语
本文首先确定了水性UP乳化沥青的最佳制备工艺和配方,然后对水性UP乳化沥青用作坑槽黏结料的性能进行评估,得到以下结论。
(1)通过荧光显微测试得到水性UP乳化沥青的最佳制备工艺为:剪切速度3 000 r/min, 剪切时间20 min。
(2)利用储存稳定性试验、荧光显微测试、拉拔试验和DSR试验等,确定水性UP乳化沥青的最佳配方为:双酚A型水性UP树脂∶阴离子乳化沥青∶马来酸酐∶BPO∶DMA=3∶7∶0.03∶0.075∶0.037 5。
(3)黏度试验表明,随着温度升高,黏度增长加快。25℃、45℃、60℃下黏结料最佳洒布时间分别为135~320 min、85~175 min和32~55 min。拉拔试验表明,强度达到0.4 MPa, 25℃、45℃和60℃下分别需要13.5 h、8.4 h和4 h。
(4)根据热稳定性试验可知,在80℃以内,水性UP乳化沥青的质量总损失为1.3%,小于5%,具有良好的热稳定性。
(5)耐老化性能测试结果表明,老化7 d后的水性UP乳化沥青试件延伸保持率为82.4%,大于《路桥用水性沥青防水涂料》(JT/T 535-2015)规定的80%。
参考文献
[1] 韩传玉,袁英爽.沥青路面坑槽破坏快速修补技术研究[J].中外公路,2013,33(6):59-63.
[2] 吴道新.沥青路面坑槽修补质量的影响因素及控制方法[J].筑路机械与施工机械化,2018,35(2):110-113.
[3] Chen L,Pan S,Qian Z,et al.Quantifiable field performance evaluation technique of asphalt pavement potho-le patching[J].Journal of southeast university:Nnatural Science Edition,2018,48(6):1088-1093.
[4] Wang H,Jin C,Liu H,et al.Rubber asphalt waterproof adhesive layer for steel bridge gussasphalt pavement[J].International Journal of Structural Integrity,2020,12(2):261-270.
[5] 李乐,孙鹏飞,翟书永.水性环氧乳化沥青桥面防水黏结层施工技术[J].中国公路,2020,(2):106-107.
[6] 何锐,武书华,管勤,等.沥青路面层间黏结性能影响因素试验研究[J].中外公路,2015,35(4):272-276.
[7] Louay N,Abraham B,et al.Effects of pavement surface type and sample preparation method on tack coat interface shear strength[J].Transportation Research Record Journal of the Transportation Research Board,2010,2180(1):93-101.
[8] 黄余阳阳.沥青路面层间黏结性能影响因素研究[D].长安大学,2013.
[9] 艾长发,成猛,杨涛,等.含层间界面的沥青混合料复合小梁弯曲疲劳试验[J].公路交通科技,2011,28(12):27-31.
[10] 王进勇,陈飞,程谞,等.水性环氧-乳化沥青及其混合料性能研究[J].重庆交通大学学报:自然科学版,2020,39(1):85-91.
[11] 陈淼荥.水性环氧树脂改性乳化沥青胶结料界面黏结性能研究[J].公路交通技术,2019,35(5):36-41.
[12] Brannon R,Coleman D,Miller D.Using ethylene oxide alkylphenol adduct emulsifier:US,4616062[P].1986.
[13] 袁莉,马晓燕,黄韵,等.有机累托石/不饱和聚酯/玻璃纤维三元复合材料的研究[J].高分子材料科学与工程,2005,(3).294-297.
[14] 朱军民,周菊兴.成盐法制备含水不饱和聚酯树脂的研究[J].塑料工业,1998,(2):36-39.
[15] 朱军民,周菊兴.含水不饱和聚酯树脂的制备及其性能的研究[J].热固性树脂,1997,(4):5-7.
[16] 黄娟萍,李素芳,李娇,等.水性环氧复合乳化剂的合成及性能[J].应用化学,2014,31(3):256-261.
[17] 张进,张童,佟飞,等.非离子-离子复合乳化剂制备水性环氧E-44乳液[J].山东化工,2017,(18):26-29.
[18] 刘少文,张明.SBS聚合物改性乳化沥青作为桥面防水黏结材料路用性能研究[J].工程力学,2009,26(z1):98-103.
[19] 王锋.水性环氧乳化沥青的制备及其混合料性能研究[D].重庆交通大学,2014.
[20] 沈开猷.不饱和聚酯树脂及其应用[M].北京:化学工业出版社,2005.
[21] 亢阳,陈志明,闵召辉,等.顺酐化在环氧沥青中的应用[J].东南大学学报:自然科学版,2006,(2).308-311.
[22] 李洋,虞浩,司晶晶.固化剂掺量对二阶树脂黏结剂性能的影响研究[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版,2020,44(6):1067-1071.
[23] 李荫国,李桂芝,周玉芝,等.对微表处用原材料选用及技术要求的建议[J].石油沥青,2004,(6):37-42.
[24] 李致立.水性环氧乳化沥青制备工艺与微结构及其基本性能[D].重庆交通大学,2016.
[25] Gao Y,Zhang H,Huang M,et al.Unsaturated polyester resin concrete:A review[J].Construction and Build-ing Materials,2019,228:116709.
[26] Hanz A,Arega Z,Bahia H.Rheological behavior of emulsion residues produced by evaporative recovery method[J].Transportation Research Record Journal of the Transportation Research Board,2010,2179(2010):102-108.
[27] 任天斌,黄艳霞,范亚平,等.自乳化型水性环氧树脂固化剂的制备及性能[J].建筑材料学报,2006,(3):317-322.
[28] 侯芸,董元帅,樊云龙,等.基于微观角度水性环氧乳化沥青固化机理研究[J].公路,2020,65(9):245-250.
[29] 张倩,马昭,徐义恒,等.老化对水性环氧树脂复合SBR改性乳化沥青粘弹性的影响[J].功能材料,2020,51(5):5208-5215.
[30] 石程光.桥面铺装材料结构组合与防水黏结层性能研究[D].吉林大学,2015.
声明:我们尊重原创,也注重分享。有部分内容来自互联网,版权归原作者所有,仅供学习参考之用,禁止用于商业用途,如无意中侵犯了哪个媒体、公司、企业或个人等的知识产权,请联系删除,另本头条号推送内容仅代表作者观点,与头条号运营方无关,内容真伪请读者自行鉴别,本头条号不承担任何责任。
相关参考
水性UV涂料的组分主要是含有丙烯酸类或其它不饱和双键的可溶于水或分散于水中的树脂,按树脂在水中的存在形式可以分为以下三大类:乳液:这类UV树脂往往是由无水的不饱和聚酯或丙烯酸酯类直接形成,通常需要加入1~2种乳化...
水性环氧沥青防水涂料与改性沥青的区别:一个是采用环氧树脂沥青为主要原料,配以各种表多种化学助剂,经特殊工艺制成的防水材料;一个是沥青为基料,再掺加大剂量的高分子聚合物树脂进行改性,生产的一种新型防水涂...
水性环氧沥青防水涂料与改性沥青的区别:一个是采用环氧树脂沥青为主要原料,配以各种表多种化学助剂,经特殊工艺制成的防水材料;一个是沥青为基料,再掺加大剂量的高分子聚合物树脂进行改性,生产的一种新型防水涂...
水性环氧沥青防水涂料与改性沥青的区别:一个是采用环氧树脂沥青为主要原料,配以各种表多种化学助剂,经特殊工艺制成的防水材料;一个是沥青为基料,再掺加大剂量的高分子聚合物树脂进行改性,生产的一种新型防水涂...
环氧树脂的固化剂(固化剂乳化型水性环氧乳化沥青及稀浆混合料性能研究)
谢邦柱山西省交通科技研发有限公司摘要:用“固化剂乳化型”水性环氧体系作为新型聚合物改性剂制备水性环氧改性乳化沥青,以其作为胶结料应用于微表处罩面能有效改善常规微表处存在的耐久性差、耐候性欠佳、抗剪切破...
环氧树脂的固化剂(固化剂乳化型水性环氧乳化沥青及稀浆混合料性能研究)
谢邦柱山西省交通科技研发有限公司摘要:用“固化剂乳化型”水性环氧体系作为新型聚合物改性剂制备水性环氧改性乳化沥青,以其作为胶结料应用于微表处罩面能有效改善常规微表处存在的耐久性差、耐候性欠佳、抗剪切破...
环氧树脂的固化剂(固化剂乳化型水性环氧乳化沥青及稀浆混合料性能研究)
谢邦柱山西省交通科技研发有限公司摘要:用“固化剂乳化型”水性环氧体系作为新型聚合物改性剂制备水性环氧改性乳化沥青,以其作为胶结料应用于微表处罩面能有效改善常规微表处存在的耐久性差、耐候性欠佳、抗剪切破...
...其各种改性物为代表,除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。水稀释型水稀释型是指以后乳化乳液为成膜物配制的漆,使溶剂型树脂溶在有机溶剂中,然后在乳化剂的帮助下靠强烈的机械搅拌使树...
...进技术。目前轨道车辆水性涂装体系为:水性环氧底漆+不饱和聚酯腻子+水性聚氨酯中间层+水性聚氨酯面漆层。根据外观要求的不
...进技术。目前轨道车辆水性涂装体系为:水性环氧底漆+不饱和聚酯腻子+水性聚氨酯中间层+水性聚氨酯面漆层。根据外观要求的不