阅读说明：本技术 一种单组分二阶反应水性环氧沥青防水粘结胶 (Single-component second-order reaction water-based epoxy asphalt waterproof adhesive ) 是由 杨建忠 周明 吴立新 郑坚 刘轶伦 邓宏 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种单组分二阶反应水性环氧沥青防水粘结胶,按重量份包括如下组分：E20环氧树脂15-30份、E44环氧树脂2-8份、改性环氧树脂15-20份、氟碳树脂19-26份、特种沥青15-22份、固化剂20-38份、水性氨基树脂交联剂10-15份、乳化剂12-17份、助溶剂1-8份、调节剂5-10份、催化剂0.5-2份,水15-20份。本发明无毒、无溶剂、无污染、绿色水性环保产品。配制方便,常温施工、不需加热、不需撒布碎石,施工方便。渗透性好,对混凝土表面的裂缝和缺陷有修补功能。一阶反应后与水泥混凝土基层粘结附着力强度高(大于1.3Mpa)。与160℃高温沥青混合料铺装层发生二阶热固反应,与结构粘结强度高,抗剪抗拉能力强。本发明原料成本低廉,成本优势明显,具有较强的应用前景。(The invention discloses a single-component second-order reaction water-based epoxy asphalt waterproof adhesive which comprises the following components in parts by weight: 15-30 parts of E20 epoxy resin, 2-8 parts of E44 epoxy resin, 15-20 parts of modified epoxy resin, 19-26 parts of fluorocarbon resin, 15-22 parts of special asphalt, 20-38 parts of curing agent, 10-15 parts of waterborne amino resin crosslinking agent, 12-17 parts of emulsifier, 1-8 parts of cosolvent, 5-10 parts of regulator, 0.5-2 parts of catalyst and 15-20 parts of water. The invention is a green water-based environment-friendly product without toxicity, solvent and pollution. The preparation is convenient, the construction is carried out at normal temperature, heating and spreading of broken stones are not needed, and the construction is convenient. The permeability is good, and the repairing function is provided for the cracks and defects on the surface of the concrete. The adhesive force strength of the first-order reaction product and the cement concrete base layer is high (more than 1.3 Mpa). The asphalt mixture has second-order thermosetting reaction with a paving layer of the asphalt mixture with high temperature of 160 ℃, and has high bonding strength with the structure and strong shearing and tensile capabilities. The invention has the advantages of low cost of raw materials, obvious cost advantage and stronger application prospect.)

一种单组分二阶反应水性环氧沥青防水粘结胶

技术领域

本发明涉及道路材料领域，具体涉及一种单组分二阶反应水性环氧沥青防水粘结胶。

背景技术

水泥混凝土是沥青路面最主要的基层结构形式；沥青路面铺装结构(自下而上)依次为水泥混凝土-防水粘结层-沥青混合料铺装层。由于水泥混凝土基层和沥青混合料铺装层是两种不同性质的材料(材质不一样、弹性模量不一样、变形系数不一样、强度不一样等)，因而它们之间的界面结合是薄弱环节，而防水粘结层的作用就是为了改善和增强这一薄弱界面。通过防水粘结层的粘结作用，混凝土基层与沥青混合料铺装层粘结在一起而成为一个整体，共同承受行驶车辆的荷载、车轮撞击以及爬坡急刹而产生的各种剪切破坏力。如果防水粘结层丧失粘结功能或粘结效果不理想，则沥青混合料铺装层面临单兵作战的风险，抗撞击抗剪切破坏的能力相对减弱。具体表现，在水平方向上易产生相对位移而发生剪切破坏，从而出现推移拥包等病害；车轮的剧烈撞击和荷载的持续作用，沥青混合料铺装层容易出现松散剥落等病害，超载情况下更为严重。

由此可见，防水粘结层能不能提供足够的粘结强度，直接关系到路(桥)面铺装体系的质量，影响到道路桥梁的使用寿命。中国专利CN201710229414中公开了一种双组份环氧沥青乳液材料及其制备方法，该材料由A部分和B部分组成；所述的A部分由沥青、水、乳化剂、环氧树脂乳液和助剂组成；所述B部分为固化剂乳液，用于道桥工程建设、养护。中国专利CN201610870900公开了一种用玻璃纤维和水性环氧乳化沥青道路修补材料，包括道路再生旧集料、新集料、增强纤维和水性环氧乳化沥青。其将道路再生旧集料、玻璃纤维和新集料在使用时干拌混合然后加入水性环氧沥青搅拌均匀，得到固化时间短、固化强度高的道路修补材料。专利CN201310414087公开了一种彩色高聚物改性水乳型沥青基防水涂料及其制备方法，该材料用高浓度超细悬浮微乳液型阴离子改性彩色乳化沥青和SBS橡胶、氯丁橡胶、高分子树脂、环氧树脂等多种合成高分子聚合物及增塑剂等多种功能助剂作为原料，运用特殊生产工艺混合制备成，经测试，成膜后色彩艳丽，低温-30℃不脆裂，高温120℃不流淌，弹性回复率高达90％，可稳定储存2年以上，使用寿命达50年。

综上，如何提供一种健康环保、成本较低，配制简单、耐久性佳，力学性能强的环氧沥青防水粘结胶，是本领域技术人员仍待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种配制简单、环保性能好、施工方便，力学性能强，综合性能优越的单组分二阶反应水性环氧沥青防水粘结胶。

为实现上述目的，本发明的技术方案是一种单组分二阶反应水性环氧沥青防水粘结胶，所述粘结胶是按重量份包括如下组分：E20环氧树脂15-30份、E44环氧树脂2-8份、改性环氧树脂15-20份、氟碳树脂19-26份、特种沥青15-22份、固化剂20-38份、水性氨基树脂交联剂10-15份、乳化剂12-17份、助溶剂1-8份、调节剂5-10份、催化剂0.5-2份，水15-20份。单组分是指此配方即为最终配方，即配即用储存时间久，不沉淀，并不需要与其他组分再次混合，配制简单。二阶反应水性环氧沥青防水粘结胶是用于混凝土桥面、钢桥面、复合式路面、隧道路面以及特殊建筑的改进型防水粘结材料，是单组份黑色均匀液体。环氧沥青防水粘结胶在一定比表面积下充分接触空气中的O₂、SO₂等活性气体即发生共聚性物理化学反应，这是产品一阶反应阶段；这一阶段反应生成一定强度的弹性胶质材料，可以防止施工车辆以及高温沥青混凝土铺筑设备破坏防水粘结层。在热沥青混凝土铺筑过程中，弹性胶质防水粘结层在100℃以上的温度下溶化，大骨料嵌入弹性防水粘结层中形成剪力键，起到良好的粘结、剪切作用。在路面温度下降到40℃以下后，整个反应完成，形成更高弹塑性的防水粘结层，产品的二阶反应即完成。

优选的所述改性环氧树脂为聚硅氧烷改性环氧树脂，Tg(玻璃化温度)值70-80℃，固含量为30-40％。

优选的所述氟碳树脂为固含量大于45％的三氟氯乙烯/乙烯基酯树脂。

特种沥青它的主要成分为天然沥青与石油沥青共混物中加入石油基活性反应物质。

固化剂是一类增进或控制固化反应的物质。树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应，使热固性树脂发生不可逆的变化过程，固化是通过添加固化剂来完成的。优选的所述固化剂为酮亚胺、丁烷二异氰酸酯、1，3-二(异氰酸根合甲基)环己烷、1，5-亚萘基二异氰酸酯、异氰酸酯二聚物、异氰脲酸酯中的一种或几种。

优选的所述助溶剂为甲基顺丁烯二酸、丙二醇甲醚、季戊四醇、二十碳五烯酸异丙醇酯中的一种或两种以上。

乳化剂降低了混合体系中各组分的界面张力，并在微滴表面形成较坚固的薄膜，由于乳化剂给出的电荷而在微滴表面形成双电层，阻止微滴彼此聚集，而保持均匀的乳状液。优选的树脂乳化剂为二聚酸或杭州电化集团助剂化工有限公司生产的601乳化剂或季铵盐类。

调节剂是一类具有两个不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于环氧沥青防水粘结胶中，提高环氧沥青防水粘结胶性能。优选的所述调节剂为丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯组合物、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-甲基丙烯酸-丙烯酸组合物、丙烯酸-丙烯酸羟丙脂-丙烯磺酸钠组合物中的一种或几种。

催化剂能够降低体系的活化能，增强环氧沥青防水粘结胶组分的相容性，进而增加材料的性能。优选的所述催化剂为环糊精、冠醚、十二烷基三甲基氯化铵中的一种或两种以上混合物。

水性氨基树脂交联剂能够提高对于特殊底材的附着力，提升耐水性能，用作树脂材料的热交联剂。优选的所述水性氨基树脂交联剂为氮丙啶或N-羟基化合物类。

本发明的优点和有益效果在于：

1.无毒、无溶剂、无污染、绿色水性环保产品。

2.配制方便，常温施工、不需加热、不需撒布碎石、8-24小时(一阶反应后)不粘车轮和摊铺机履带，施工方便。

3.渗透性好，对混凝土表面的裂缝和缺陷有修补功能。

4.一阶反应后与水泥混凝土基层粘结附着力强度高(大于1.3Mpa)。

5.与160℃高温沥青混合料铺装层发生二阶热固反应，与结构粘结强度高，抗剪抗拉能力强。本发明原料成本低廉，成本优势明显，具有较强的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

E20环氧树脂15份、E44环氧树脂2份、改性环氧树脂15份、氟碳树脂19份、特种沥青15份、固化剂丁烷二异氰酸酯20份、水性氨基树脂交联剂氮丙啶10份、乳化剂二聚酸12份、助溶剂甲基顺丁烯二酸1份、调节剂丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯组合物5份、催化剂环糊精0.5份，水15份。

实施例2

E20环氧树脂25份、E44环氧树脂5份、改性环氧树脂20份、氟碳树脂26份、特种沥青22份、固化剂1，3-二(异氰酸根合甲基)环己烷38份、水性氨基树脂交联剂氮丙啶10份、乳化剂二聚酸17份、助溶剂丙二醇甲醚8份、丙烯酸-丙烯酸羟丙脂-丙烯磺酸钠组合物与丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯组合物质量比为3:2的调节剂10份、催化剂冠醚2份，水20份。

实施例3

E20环氧树脂20份、E44环氧树脂3份、改性环氧树脂20份、氟碳树脂26份、特种沥青22份、固化剂1，5-亚萘基二异氰酸酯38份、水性氨基树脂交联剂N-羟基化合物类15份、乳化剂二聚酸17份、助溶剂季戊四醇8份、调节剂丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯组合物10份、催化剂冠醚2份，水15份。

实施例4

E20环氧树脂15份、E44环氧树脂8份、改性环氧树脂15份、氟碳树脂26份、特种沥青20份、固化剂异氰酸酯二聚物30份、水性氨基树脂交联剂N-羟基化合物类15份、601乳化剂15份、助溶剂二十碳五烯酸异丙醇酯5份、调节剂丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-甲基丙烯酸-丙烯酸组合物10份、催化剂十二烷基三甲基氯化铵1份，水20份。

实施例5

E20环氧树脂30份、E44环氧树脂8份、改性环氧树脂17份、氟碳树脂20份、特种沥青22份、固化剂异氰脲酸酯38份、水性氨基树脂交联剂氮丙啶12份、601乳化剂12份、甲基顺丁烯二酸wt％：丙二醇甲醚wt％＝2:1助溶剂7份、调节剂丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-甲基丙烯酸-丙烯酸组合物7.5份、催化剂十二烷基三甲基氯化铵2份，水15份。

实施例6

E20环氧树脂30份、E44环氧树脂2份、改性环氧树脂15份、氟碳树脂25份、特种沥青15份、异氰脲酸酯wt％:1，5-亚萘基二异氰酸酯wt％＝1:1的固化剂25份、水性氨基树脂交联剂氮丙啶15份、乳化剂二聚酸15份、助溶剂二十碳五烯酸异丙醇酯6份、调节剂丙烯酸-丙烯酸羟丙脂-丙烯磺酸钠组合物10份、催化剂环糊精1.5份，水15份。

实验例

实施例1-6与对比例市售的防水粘结胶的性能测试对比：以水泥混凝土为底材，规格为250×450mm，单组分二阶反应水性环氧沥青防水粘结胶为黑色均匀液体，无明显颗粒，涂层样板的制备按《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)与《水泥混凝土桥面水性环氧沥青防水粘结层施工技术规范》(DB32/T2285-2012)进行，水泥混凝土基层抛丸、清理浮灰清洁混凝土面层，水泥混凝土打底处理，喷涂或喷洒单组分二阶反应水性环氧沥青防水粘结胶，按0.7-0.8kg/m²制样，经8-24小时自然干燥，铺筑热沥青混凝土。发明性能和市售的防水粘结胶性能对比见下表：

从上表可以看出实施例1-6，根据JTG E20-2011中T0651-1993的试验方法，蒸发残留物含量≥50％，对比例为40％，在水压0.3MPa，30min条件下不透水，而对比例已经透水，耐热性强，70℃不流淌、不滑动，对比例则表面已经流淌剥离。附着力、剪切强度本发明也优于市售的防水粘结胶材料。发明在Ca(OH)₂碱中浸泡15天无异常，3％盐水中浸泡15天均无异常，发明稳定牢靠，具有充分的耐腐蚀性，而对比例已经分离解体，露出混凝土层。采用重锤(500g，300mm高)自由下落后，本发明不穿孔不渗水，而对比例已经穿孔渗水，另外发明的干燥性能也优于对比例，符合GB/T 16777-2008的要求。

综上所述本发明防水性能强，配制好后储存稳定性好，不易沉淀，能够长期使用，施工性好，适合各种施工方法。一阶反应后与水泥混凝土基层粘结附着力强度大于1.3Mpa。与高温160℃沥青混合料铺装层发生二阶热固反应，与结构粘结强度高，抗剪抗拉能力强。综合性能远优于目前市售的防水粘胶材料。环保无毒，单组分二阶反应水性环氧沥青防水粘结胶使用专门配方，对人和环境无害，更符合环保要求。成本优势明显，具有较强的应用前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。