环氧沥青材料的制备摘要：利用接枝聚合的方式，以四丁基溴化胺和无水氯化亚锡为相转移剂和反应催化剂，以低分子量的环氧树脂和桐油为原料，合成制备了一种可形成预交联网络的反应型增容剂，以彻底改善渐青与环氧树脂之间的相容性。
该反应型活性增容剂不仅可以有效地将沥青分散至微米级，同时，因其含有可发生固化交联的活性官能团，可以发生凝胶化反应而在热力学上与沥青形成稳定均一的单一相态，一方面可以大大增强沥青的力学性能，另一方面可有效避免在沥青相中形成类似于常规分散剂留下的蜂窝状的破坏应力集中点，增加环氧渐青材料的使用耐久性。
关键词：环氧沥青；制备；基质沥青；固化剂Preparation of epoxy asphalt materialAbstract: the use of graft polymerization, with four butyl bromide and anhydrous stannous chloride as phase transfer agent and catalyst, with low molecular weight epoxy resin and tung oil as raw material, and prepared a form of pre crosslinked network of reactive compatibilizer, to thoroughly improve the compatibility between epoxy and green gradually resin. The reactive compatibilizer can effectively disperse asphalt to the micron level. At the same time, because of active functional groups can occur crosslinking which contains single phase, the gelation reaction can occur in thermodynamics with asphalt to form a stable uniform, on the one hand, can greatly enhance the mechanical properties of the asphalt, another can effectively avoid It is avoided to form a honeycomb failure stress concentration point in the asphalt phase similar to the conventional dispersant, which increases the durability of the epoxy fading material Keywords: epoxy asphalt; preparation; matrix asphalt; curing agent0 前言环氧沥青作为一种新型高性能的复合材料，在力学性能上，它可以同时具有普通基质沥青的高弹性和行车舒适性，以及环氧树脂与钢桥面基材的高粘接力和气候耐久性。
由于在环氧沥青体系的微观结构中，连续相为热固性的环氧树脂，分散相为热塑性的基质沥青，因此在热力学上，环氧树脂可以看作是一种热固性材料，在作为桥面铺装材料时，与普通的基质沥青相比，它具有更高的耐高温性能。
环氧沥青材料的研制主要集中在非极性的普通基质沥青和极性的环氧树脂之间相容性的提高，环氧沥青体系中环氧树脂与固化剂发生化学反应后所形成的交联网络结构的形成方式与结构控制，以及环氧沥青材料在钢桥面铺装应用过程中的铺装工艺等几个方面。
1 研究现状1.1 国外研究现状早在上个世纪的60年代，美国为代表的发达国家就开始环氧树脂改性渐青材料的有关研究。
其中，Thomas F.Mika等人在1967年的时候，就制备得到一种环氧树脂改性沥青材料。
在材料中，环氧渐青固化剂为二乙烯三胺、邻苯二甲酸酐，环氧沥青増容剂为松焦油。
但是，由于在环氧沥青材料的制备过程中，使用了松焦油等有机溶剂，这类的溶剂会最终从环氧沥青材料中挥发出去，在某种程度上，会对材料长期的性能稳定产生较大的影响。
1979年，Hayashi等人，利用顺丁烯二酸作为改性剂，对基质沥青进行化学接枝改性后，再与环氧树脂进行反应，制备得到了一种环氧树脂材料；1982年，Hijikata等人以酚类（如壬基酚等）为基础，通过有机合成，制备了两种具有一定化学反应活性的环氧沥青共溶剂，并讨论了利用壬基酚作为环氧沥青共溶剂时制备得到的环氧沥青材料在热为学上的相容性。
在环氧沥青材料的制备和研究过程中，最具有代表性的企业是美国Chem Co Systems司。
该公司利用首创的双组分法制备得到了一种全新的环氧沥青材料。
在组成上，该材料被单独分成A、B两组分存放，其中，A组分是双醉A型的环氧树脂，B组分由基质沥青、环氧树脂固化剂，以及其他改性助剂等组成。
在使用过程时，先将A组分加热到87±5℃、B组分加热到128±5℃后，按照一定的化学配比混合均匀后即可。
在亚洲国家中，日本为代表的国家，在20世纪70年代开始从事环氧沥青材料的制备研究，其中，最具代表性的是日本北海道大学的间山正一、营原照雄教授。
另外，日本的TAF公司也对环氧沥青进行了工业化生产研究。
在TAF公司生产的环氧沥青材料中，与美国Chem Co Systems公司首创的双组分法制备的环氧沥青材料不同，在组成上，TAF公司制备的环氧沥青材料被单独分成A、B、C三组分存放，其中，A组分为基质沥青，B组分环氧树脂，C组分为固化剂；另外，在环氧沥青的施工工艺上，日本TAF公司的环氧沥青材料与美国Chem Co Systems 公司的环氧沥青也存在较大的差别，日本TAF公司的环氧沥青材料生产过程，需要将A组分加热到150℃，B组分环氧树脂和C组分为固化剂需要加热到60℃。
1.2 我国研究现状目前，在中国区钢桥面的铺装材料中，应用得最为广泛的环氧沥青材料主要是美国Chem Co Systems公司和日本TAF公司的环氧沥青，且主要以美国Chem Co Systems 公司的产品为主，基本上占据了中国工程区钢桥面铺装材料应用量的80%以上。
在环氧沥青混凝止抗压强度、抗弯劲度模量、马歇尔稳定度、车徹动稳定度，以及环氧沥青混凝止模量等性能指标上，日本TAF公司的环氧沥青产品性能略高与美国Chem Co Systems 公司的产品，但是，对于环氧沥青材料在15℃、10Hz、600με条件下的四点弯曲疲劳性能中，日本TAF公司的环氧沥青产品与美国Chem Co Systems公司的产品基本相当。
相对而言，日本TAF公司生产的环氧沥青混凝止还具有施工控制方便，养护时间短，避免或减少铺装层鼓包问题等特点。
而且日本ＴＡＦ公司生产的环氧沥青混凝主高模量特点可Ｗ与钢板形成较强的复合结构，降低铺装层应变水平。
综合各方面性能比较，TAF环氧沥青混凝王目前具有较好的表现，目前从虎口大桥维修工程表现来看TAF环氧沥青混凝土表现也是较好。
在环氧沥青的国产化应用推广研究中，中国工程院院士、东南大学黄卫教授具有不可磨灭的功劳。
早在2001年的时候，在黄卫教授的主导下，环氧沥青材料成功应用在南京长江二桥上，这是环氧沥青在我国的首次应用，经过近15年的使用，该桥面上铺的环氧沥青仍然表现出极为优良的使用效果，同时，黄卫教授在国产环氧沥青的制备研究中，也进行了开创性的研究。
2 环氧沥青的新型制备方法在专利CN 100348668C中，公布了一种道桥用热固性环氧渐青材料，它由A部分和B部分组成，A部分由带簇基或酸巧基的改性渐青和环氧渐青固化剂，以及环氧树脂固化促进剂组成；B部分为纯的环氧树脂材料。
A部分与B部分的质量比为2:1～8:1。
其制备方法为：先基质渐青加热到90～140℃后，再加入环氧渐青固化剂和环氧树脂固化促进剂，并将温度升高至140～160℃后，保持10～60min，通入氮气保护反应3～6h后（或利用冷凝器在60～100℃的冷凝水下回流直至反应结束），加入其它组分进行混合后，再利用抽真空的方法，除去体系中的小分子物质后，最后利用胶体磨进行高速分散混合，以此制得环氧彻青材料的A部分。
在环氧额青材料的应用时，只需要将所制备得到的环氧沥青A部分与环氧沥青B 部分按一定的质量比例，在一定温度下充份混合均匀后即可。
在专利CN1232582中，A部分为沥青、脂肪族二元酸或取羧酸、脂肪酸酐、聚异丁烯丁二酸酐、环氧树脂固化促进剂，B部分了环氧树脂。
其制备方法为：将A部分中的部分中的沥青和其它组分一起加入到反应器中，升温至90～160℃，反应至环氧基团全部反应，然后加入剩余的沥青满青，混合30～60min后，再经胶体磨高速分散得到A 部分。
使用时将A部分和B部分加热到90～160℃混合，拌入或不拌入石料，保温30～60min。
材料最终拉伸强度1.5～1.8MPa，断裂伸长率为170～260%，马歇尔稳定度为59～76kN。
在专利CN100564457C中，A部分为渐青、固化剂、促进剂和消泡剂，B部分为环氧树脂。
其制备方法是将巧青加热到100～120℃，加入固化剂后，转移到胶体磨中进斤商速剪切混合，混合时间为10～60min，然后再加入一定量的环氧树脂固化促进剂，以保证制备的环氧渐青材料在使用过程中的固化速度；同时，还需要加入一定量的消泡剂，以除去环氧沥青材料中的空气，最后利用高速混合，就可以制备得到环氧渐青材料的A部分。
使用时将A部分加热到100～160℃后，与B部分在120～140℃混合揽拌均匀。
在专利CN101735623B中，A部分为环氧树脂，Ｂ部分为渐青、顺丁烯二酸酐、9-十八烯胺、聚癸二酸酐或聚壬二酸酐。
其制备方法为：将顺丁烯二酸酐和沥青在150℃混合揽拌4～6h，将9-十八烯胺以每分钟按Ｂ部分质量２％的速率加入，且9-十八烯胺在混合物温度降低至90℃之前加完，将聚癸二酸酐或聚壬二酸酐一次性加入到混合物中，以制备B部分。
材料最终24h马歇尔稳定度为12～14kN，动稳定度为3600～4600次/mm。
在专利CN101629011B中，A部分为环氧树脂、脂肪酸，B部分为沥青、固化剂。
其制备方法为：将一定量的脂肪酸和环氧树脂加入到反应器中，在140～200℃混合搅拌2～8h，再通过胶体磨揽拌均匀得到A部分；将一定量的渐青和固化剂入到反应器中，在100～140℃混合搅拌0.5～2h，再通过胶体磨搅拌均匀得到B组分。