本發(fā)明涉及路面材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

環(huán)氧瀝青路面材料是一種被廣泛使用的路面材料，在城市主干道、公路等道路上有著非常廣泛的應(yīng)用。但是，在一些常年處于高溫的地區(qū)，長(zhǎng)時(shí)間的使環(huán)氧瀝青路面材料處于高溫環(huán)境下，瀝青材料會(huì)發(fā)生受熱變形的現(xiàn)象，從而極大的影響了道路的使用效果以及使用壽命。

此外，環(huán)氧瀝青路面除了存在耐熱性能差的問題外，在雨水較多的地區(qū)，長(zhǎng)時(shí)間的積水對(duì)路面粘結(jié)層的防水性能也是極大的考驗(yàn)，長(zhǎng)時(shí)間的積水如果不能排放，則會(huì)導(dǎo)致路面粘結(jié)層失效，進(jìn)而導(dǎo)致路面容易被車轍損壞。因此，提高環(huán)氧瀝青路面的耐熱性能和防水性能是一個(gè)厄待解決問題，需要對(duì)環(huán)氧瀝青路面材料的成分進(jìn)行組合，賦予復(fù)合后的環(huán)氧瀝青路面材料更好的耐熱和防水性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料及其制備方法，解決了現(xiàn)有的環(huán)氧瀝青路面容易高溫軟化以及路面的粘結(jié)層因積水排放不暢，導(dǎo)致粘結(jié)層失效，進(jìn)而造成路面損壞的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

設(shè)計(jì)一種耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料，由以下重量份的組分制成：煤焦瀝青40-50份、酚醛環(huán)氧樹脂20-25份、甲基硅樹脂5-10份、增韌劑3-5份、2-乙基-4-甲基咪唑1-2份、三乙烯四胺1-2份、硅膠粉3-5份、珍珠巖粉3-5份、空心玻璃微珠1-2份。

優(yōu)選的，該耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料由以下重量份的組分制成：煤焦瀝青45份、酚醛環(huán)氧樹脂22份、甲基硅樹脂8份、增韌劑4份、2-乙基-4-甲基咪唑1.5份、三乙烯四胺1.5份、硅膠粉4份、珍珠巖粉4份、空心玻璃微珠1.5份。

優(yōu)選的，所述增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。

優(yōu)選的，所述硅膠粉的粒徑為10-30mm。

優(yōu)選的，所述珍珠巖粉的粒徑為5-15mm。

本發(fā)明還涉及一種耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料的制備方法，包括下列步驟：

（1）按以下重量份數(shù)稱取各組分：煤焦瀝青40-50份、酚醛環(huán)氧樹脂20-25份、甲基硅樹脂5-10份、增韌劑3-5份、2-乙基-4-甲基咪唑1-2份、三乙烯四胺1-2份、硅膠粉3-5份、珍珠巖粉3-5份、空心玻璃微珠1-2份；優(yōu)選的，所述增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。優(yōu)選的，所述硅膠粉的粒徑為10-30mm；所述珍珠巖粉的粒徑為5-15mm。

（2）先將所述煤焦瀝青加熱到120-150℃，再向其中加入酚醛環(huán)氧樹脂、甲基硅樹脂，保持溫度為120-150℃，在3000-5000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌30-60min，得到瀝青-樹脂混合物；

（3）向步驟（2）所得的瀝青-樹脂混合物中加入所述增韌劑，在120-150℃的溫度下，以1000-1500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20-30min，攪拌完畢后靜置1-2h，得到改性瀝青；

（4）將步驟（3）所得的改性瀝青加熱到120-150℃，再向其中加入硅膠粉、珍珠巖粉和空心玻璃微珠，在300-500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌1-2h，攪拌完畢后將體系降溫至60-80℃，保溫3-5h，待保溫結(jié)束后，即得到所述耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明的耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料中加入了耐熱性好的酚醛環(huán)氧樹脂和甲基硅樹脂，還加入了耐熱性好的硅膠粉，在提高環(huán)氧瀝青路面材料機(jī)械性能的同時(shí)，也使其具備較好的耐熱性能。

2.本發(fā)明的耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料中加入珍珠巖粉和空心玻璃微珠，利用珍珠巖粉的憎水性以及珍珠巖粉和空心玻璃微珠的空心蜂巢結(jié)構(gòu)，使進(jìn)入路面材料中的水分都能夠快速排出，從而提高路面的防水性能。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但以下實(shí)施例只是用來詳細(xì)說明本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在以下實(shí)施例中所涉及的操作方法如無特別說明，均為常規(guī)操作方法；所涉及的工業(yè)原料如無特別說明，均為市售常規(guī)工業(yè)原料。

實(shí)施例1：一種耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料，由以下重量份數(shù)的組分制成：煤焦瀝青50份、酚醛環(huán)氧樹脂25份、甲基硅樹脂5份、鄰苯二甲酸二丁酯5份、2-乙基-4-甲基咪唑2份、三乙烯四胺1份、粒徑為30mm的硅膠粉5份、粒徑為15mm的珍珠巖粉3份、空心玻璃微珠1份。

其制備方法包括下列步驟：

（1）按上述重量份數(shù)選取原料；

（2）將煤焦瀝青加熱到150℃，向其中加入酚醛環(huán)氧樹脂、甲基硅樹脂，保持溫度為150℃，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌60min，得到瀝青-樹脂混合物；

（3）向步驟（2）所得的瀝青-樹脂混合物中加入鄰苯二甲酸二丁酯，在150℃的溫度下，以1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20min，攪拌完畢后靜置1h，得到改性瀝青；

（4）將步驟（3）所得的改性瀝青加熱到150℃，向其中加入硅膠粉、珍珠巖粉和空心玻璃微珠，在300r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌1h，攪拌完畢后將體系降溫至60℃，保溫3h，待保溫結(jié)束后，即得到所述耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料。

實(shí)施例2：一種耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料，由以下重量份數(shù)的組分制成：煤焦瀝青45份、酚醛環(huán)氧樹脂22份、甲基硅樹脂8份、鄰苯二甲酸二辛酯4份、2-乙基-4-甲基咪唑1.5份、三乙烯四胺1.5份、粒徑為20mm的硅膠粉4份、粒徑為8mm的珍珠巖粉4份、空心玻璃微珠1.5份。

其制備方法包括下列步驟：

（1）按上述重量份數(shù)選取原料；

（2）將煤焦瀝青加熱到130℃，向其中加入酚醛環(huán)氧樹脂、甲基硅樹脂，保持溫度為130℃，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌40min，得到瀝青-樹脂混合物；

（3）向步驟（2）所得的瀝青-樹脂混合物中加入鄰苯二甲酸二辛酯，在140℃的溫度下，以1200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌25min，攪拌完畢后靜置1.5h，得到改性瀝青；

（4）將步驟（3）所得的改性瀝青加熱到130℃，向其中加入硅膠粉、珍珠巖粉和空心玻璃微珠，在400r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌1.5h，攪拌完畢后將體系降溫至70℃，保溫4h，待保溫結(jié)束后，即得到所述耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料。

實(shí)施例1、2中制備的環(huán)氧瀝青路面材料的性能見下表1。

由表1可知，實(shí)施例1和實(shí)施例2的耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料的孔隙率大、車轍動(dòng)穩(wěn)定度好、浸水殘留穩(wěn)定度高、滲水系數(shù)大、摩擦系數(shù)也大，相對(duì)于常規(guī)環(huán)氧瀝青路面材料來說，具備更好的耐熱防水功能。

為了進(jìn)一步檢測(cè)實(shí)施例1和實(shí)施例2制備出的耐熱防水的環(huán)氧瀝青路面材料的耐熱防水性能，將實(shí)施例1和實(shí)施例2制備出的路面材料浸入到水中，室溫下分別浸泡5天、10天、15天，到期后按壓環(huán)氧瀝青路面材料觀察是否有滲水現(xiàn)象產(chǎn)生，再另取實(shí)施例1、實(shí)施例2制備出的路面材料加熱至250℃，并于250℃下靜置5天、10天、15天，觀察其變化，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表2。

從上表2可知，實(shí)施例1和實(shí)施例2制備出的的環(huán)氧瀝青路面材料具備較好的防水性能和耐熱性能，可以用于道路材料中提高道路材料的防水、耐熱性能。

本發(fā)明中，由于酚醛環(huán)氧樹脂具備良好的耐高溫性以及耐腐蝕性，將其加入到煤焦瀝青中，在高溫和機(jī)械攪拌的作用下，酚醛環(huán)氧樹脂軟化流動(dòng)，以利于其在煤焦瀝青中的溶解，并且溶解后的酚醛環(huán)氧樹脂能夠充分吸收煤焦瀝青中的油分和軟瀝青組分，使體積發(fā)生膨脹，形成海綿狀；在冷卻以后，酚醛環(huán)氧樹脂再度硬化，形成物理交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，煤焦瀝青則進(jìn)入其三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，成為一個(gè)有機(jī)的高分子彈性體，使煤焦瀝青的耐熱性能以及機(jī)械性能得到很大的改善；甲基硅樹脂也具備較強(qiáng)的耐熱性，將其加入到煤焦瀝青中，和酚醛硫化樹脂協(xié)同作用，進(jìn)一步提高煤焦瀝青的耐熱性能；需要說明的是，酚醛環(huán)氧樹脂的優(yōu)點(diǎn)是性能較全面，耐高低溫、耐熱老化、大氣老化和濕熱老化，主要缺點(diǎn)是脆性大，而甲基硅樹脂的硅氧烷基能與環(huán)氧樹脂的羥基反應(yīng)，二者結(jié)合的改型物具有有機(jī)硅和環(huán)氧樹脂的雙重優(yōu)點(diǎn)，由于大分子的剛性和交聯(lián)密度高所以脆性大，影響了粘結(jié)強(qiáng)度，尤其是線受力強(qiáng)度，因此需要加入增韌劑來降低其脆性，增大其韌性，進(jìn)而提高其承載強(qiáng)度；2-乙基-4-甲基咪唑、三乙烯四胺均作為固化劑配合使用，能夠酚醛環(huán)氧樹脂和甲基硅樹脂迅速開環(huán)聚合，促進(jìn)反應(yīng)的高效進(jìn)行。

本發(fā)明在改性瀝青中加入硅膠粉能夠進(jìn)一步的提高材料的耐熱性能，而加入的珍珠巖粉作為一種憎水劑，能夠使積存在路面的水分不和路面材料結(jié)合，迅速通過排水裝置將滲入的水分排除，此外，珍珠巖粉和空心玻璃微珠都屬于空心蜂巢結(jié)構(gòu)，能夠使進(jìn)入路面材料中的水分都能夠快速排出，從而提高路面的排水性能。

需要說明的是，本發(fā)明權(quán)利要求書中涉及數(shù)值范圍時(shí)，應(yīng)理解為每個(gè)數(shù)值范圍的兩個(gè)端點(diǎn)以及兩個(gè)端點(diǎn)之間任何一個(gè)數(shù)值均可選用，由于采用的步驟方法與實(shí)施例1-2相同，為了防止贅述，本發(fā)明的描述了優(yōu)選的實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。