老化对水性环氧树脂复合SBR改性乳化沥青粘弹性的影响

普通乳化沥青用作沥青路面粘结料时,存在着粘结性差、耐久性差等缺点。为改善其性能,将水性环氧树脂(WER)与苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)混合,采用乳化法和改性法制备出了SBR+WER(SW)型高性能路面粘结料。为研究老化对水性环氧树脂复合SBR改性乳化沥青粘弹性的影响,选取了SBR改性乳化沥青作为对比。研究了SW型粘结料和SBR改性乳化沥青老化前后蒸发残留物的质量损失、针入度、软化点、延度和粘度,以及复数剪切模量、相角和车辙因子。结果表明:相比于SBR改性乳化沥青,SW型粘结料具有更好的抗老化性能,水性环氧树脂的加入使得SW型粘结料在老化作用下具有更稳定的低温变形能力,并且还改善了其高温抵抗变形能力和耐久性。

水性环氧树脂(WER)-丁苯橡胶(SBR)复合改性乳化沥青韧性性能

为了研究水性环氧树脂(waterborne epoxy resin,WER)-丁苯橡胶(styrene-butadiene rubber,SBR)复合改性乳化沥青(WER and SBR composite modified emulsified asphalt,WER-SCMEA)的韧性性能,选择改性剂WER和SBR对乳化沥青进行改性,通过低温拉伸性能和差示扫描量热试验对WER-SCMEA的韧性性能进行研究,并与SBR改性乳化沥青进行对比分析。结果表明:随着WER掺量的增加,WER-SCMEA的抗拉强度逐渐增大,断裂延伸率显著减小,但WER质量分数为10%的乳化沥青试件仍具有超过100%的断裂延伸率。沥青经过WER改性后,其玻璃化转变温度呈现先降后升的规律。当WER掺量高于8%时,其玻璃化转变温度上升到与基质沥青相当;继续增加WER掺量,玻璃化转变温度急剧上升;当WER掺量达到15%时,沥青的玻璃化转变温度仍小于所在地的最低服务温度。

基于响应曲面法的WER-SBR复合改性乳化沥青性能研究

为了定量分析水性环氧树脂(WER)和丁苯橡胶乳液(SBR)对乳化沥青性能的影响,并优化其配合比设计。基于响应曲面法设计了三因素三水平正交试验并以WER掺量、SBR掺量及固化温度为试验变量,以三大指标、车辙因子以及S/m值作为响应指标,利用Box-Behnken模型进行WER-SBR复合改性乳化沥青试验设计,并对试验结果进行回归分析。结果表明:WER能显著提高乳化沥青的高温性能,而低温性能的改善主要得益于SBR的低温柔韧性,固化温度对各响应指标的影响均呈现先增加后减小的变化趋势;当WER掺量为16%,SBR掺量为4%,固化温度为70℃时综合性能最优,其三大指标均满足规范值,高低温性能均优于单一改性乳化沥青和基质乳化沥青;实际试验值与预测值误差均不超过1%,表明改性剂掺量及固化条件可以利用响应曲面法进行设计、优化、预测,且结果具有一定的可靠度。

水性环氧树脂对SBR乳化沥青的复合改性作用

研究了不同掺配比例的水性环氧树脂对两种常见类型的阳离子SBR改性乳化沥青性能影响,采用蒸发残留物三大指标评价了复合改性乳化沥青的性能,基于单因素方差分析,采用48 h浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂抗拉强度、湿轮磨耗试验评价了水性环氧树脂和SBR在BCR型阳离子乳化沥青混合料中发挥的复合改性作用。结果表明:适量水性环氧树脂的掺入可以提高SBR改性乳化沥青蒸发残留物软化点、混合料的高温稳定性以及耐磨耗剥落能力,高掺量的水性环氧树脂会削弱SBR改性乳化沥青的低温延度以及混合料的抗冻融性能,高固含量的SBR改性乳化沥青不适宜再掺入高掺量的水性环氧树脂作为复合改性剂,通过室内试验推荐了不同类型SBR乳化沥青的水性环氧树脂掺量。

水性环氧树脂对SBR改性乳化沥青老化前后性能的影响

采用水性环氧树脂(WER)对SBR改性乳化沥青进行复合改性,分析不同WER掺量的SBR改性乳化沥青老化前后的基本物理性能、流变性能,并进行红外光谱分析。结果表明,加入WER后,SBR乳化沥青的高温稳定性明显增强,针入度和延度减小,软化点升高;WER可以提高SBR改性乳化沥青的抗老化性能,而且这种效果随着WER掺量的增加而更加明显,建议WER的掺量应控制在9%~15%。

有机金属框架材料/水性环氧树脂复合涂层性能研究

为提高水性环氧树脂的机械及防腐性能,首先制备有机金属框架材料,得到三种不同的有机金属框架材料,然后按照不同比例与水性环氧树脂混合均匀得到复合乳液,将其固化为涂层和薄膜。通过扫描电子显微镜、热重分析仪、电化学工作站等对有机金属框架材料和复合薄膜、涂层进行表征。结果表明,加入有机金属框架材料后,水性环氧树脂薄膜性能有所增强。其中加入质量分数为0.3%的ZIF-8/EP复合材料时性能较好,薄膜的拉伸强度为14.68 MPa,与水的接触角为64.4°,阻抗为1.045×10^(9)Ω/cm^(2),相比于纯环氧树脂,其阻抗提升了8.383×10^(8)Ω/cm^(2),薄膜的拉伸强度提升了399.3%,水接触角增加了25.9°。

WER-SBR复合改性乳化沥青性能研究

采用正交试验,以水性环氧树脂(Waterborne Epoxy Resin,WER)掺量、丁苯橡胶(Styrene Butadiene Rubber,SBR)掺量与固化剂比例[m(固化剂)∶m(WER)]作为研究因素,通过沥青基本性能试验和沥青混合料性能试验,分析WER掺量、SBR掺量与固化剂比例对WER-SBR复合改性乳化沥青路用性能的影响。结果表明,WER可显著改善复合改性乳化沥青的高温稳定性,但对低温延展性能会产生一定负面影响;掺入SBR可提升复合改性乳化沥青的高温稳定性、低温延展性,一定程度上平衡WER对复合改性乳化沥青低温性能的负面影响;固化剂比例对复合改性乳化沥青性能的影响较小;推荐采用12%WER掺量、4%SBR掺量、1.0∶1.0固化剂比例作为WER-SBR复合改性乳化沥青的配比。

WER-SBR复合改性乳化沥青的制备及其性能表征

为改善乳化沥青抗剥落性能差、黏结性能不足和强度低等问题,利用水性环氧树脂(WER)复配丁苯橡胶(SBR)制备WER-SBR复合改性乳化沥青(WSEA)。首先通过拉伸强度和断裂伸长率优选固化剂掺量,制备性能良好的WER体系;然后以不同WER和SBR剂量对乳化沥青进行改性;最后通过对WSEA蒸发残留物进行三大指标试验、拉伸试验、高温流变试验获得复合改性乳化沥青的基本性能、力学性能、高温流变性能,并推荐各改性剂最优掺量。结果表明:固化剂掺量为环氧树脂总量的40%左右时,具有良好的拉伸强度和断裂伸长率。针入度与延度随WER掺量增加而逐渐减小,软化点趋势则相反;相比较单掺5%的WER,复掺SBR其延度可显著提高。WER可大幅提升WSEA的断裂强度,相反也会降低其断裂伸长率,复配3%的SBR其断裂延伸率和断裂强度达到最优。WER能够明显提升WSEA的高温流变性能,当掺量为15%左右时性能改善最为显著。

水性环氧树脂对SBR改性乳化沥青与集料黏附性的影响

在SBR改性乳化沥青与集料中以不同掺量及掺加方式添加两种交联程度不同的水性环氧树脂(W-1、W-2),并引入表面能理论进行SBR改性乳化沥青与集料黏附性能研究。结果表明:水性环氧树脂(WER)能够通过增加胶结料表面酸性力和集料表面碱性力进而改善二者的黏附性能,随着WER掺量增加,混合料水稳定性评价指标(ER)呈先增大后减小的趋势,最佳掺量为8%。交联程度高的WER对沥青与集料的黏附抗剥落性能提高明显。对于W-1,更适合作为改性剂来提高胶结料稳固粘结作用;对于W-2,更适作为层间粘结剂使用,用于改性SBR改性乳化沥青;ER和沥青剥落率呈负相关的线性关系,当W-1、W-2掺量为8%时,在满足4级黏附等级的情况下,ER应满足:ER_(W-1)≥0.7477,ER_(W-2)≥0.6912。

水性环氧树脂/SBR复合改性乳化沥青制备及微表处性能评价

将水性环氧树脂与SBR改性乳化沥青进行复配,制备了复合改性乳化沥青,并将其应用于微表处混合料中,通过拌合试验、粘聚力试验、湿轮磨耗试验和负荷车轮碾压试验,研究了微表处混合料的施工性能和路用性能。结果表明:掺加水性环氧树脂使改性乳化沥青针入度和延度降低,软化点升高,抗老化能力增强;微表处混合料可拌合时间随水性环氧掺量和外加水量的增加而延长,推荐外加水量为7%;水性环氧树脂对微表处早期强度有不利影响,应将掺量控制在16%以下;随着水性环氧掺量的增加,1 h湿轮磨耗值先减小后增大,掺量达到8%时,微表处的耐磨耗性能最好;水性环氧树脂增强了微表处混合料水稳定性和抗车辙性能。

水性环氧树脂/丁苯橡胶复合改性乳化沥青的制备及性能

采用先乳化后改性的方式制备水性环氧树脂(waterborne epoxy resin,WER)/丁苯橡胶(styrene-butadiene rubber,SBR)复合改性乳化沥青,通过室内试验分析筛上剩余量、储存稳定性、蒸发残留物三大指标、布氏黏度研究不同水性环氧树脂掺量对复合改性乳化沥青性能的影响,并采用荧光显微镜对复合改性乳化沥青的改性机理进行分析。试验结果表明:随着水性环氧树脂掺量的增加,乳液的筛上剩余量呈上升趋势,储存稳定性先下降后上升,当水性环氧树脂掺量为4%,乳液的储存稳定性达到最低;蒸发残留物针入度逐渐降低,软化点逐渐提高,5℃延度先上升后下降,布氏黏度显著提高,高低温性能有所提高;荧光分析显示:3.5%SBR+4%WER的复合掺量下,形成致密的三维网络骨架结构。

微晶高岭石/环氧树脂复合改性水性聚氨酯的研究

用十六烷基三甲基溴化铵,十二烷基三甲基溴化铵,对微晶高岭石进行有机化处理,得到有机微晶高岭石;以有机微晶高岭石、环氧E-51复合改性,制备了有机微晶高岭石/环氧树脂复合改性的水性聚氨酯(OMMT/E-51WPU)。研究了有机微晶高岭石、2,2-二羟甲基丙酸和环氧E-51的质量分数对乳液及涂膜物化性能的影响。结果表明:当w(OMMT)=1.5%,w(DMPA)=4.0%,w(E-51)=4.0%,乳液及膜的物化性能较好,乳液呈透明蓝光,吸水率为5.9%,接触角98°,拉伸强度32MPa,断裂伸长率571%。

改性石墨烯/水性环氧树脂复合涂料的制备及性能研究

为了有效改进水性环氧树脂涂料的耐腐蚀性和漆膜脆性,在原水性环氧树脂涂料体系中添加改性石墨烯功能填料,利用磺酸基对石墨烯结构改性,选择不同的分散介质、相转移催化剂等,经过冷、热及强紫外光照射,对该分散体系进行加速失效评价试验;并通过SEM、TG对改性石墨烯分散液的体系稳定性进行了表征,将该改性石墨烯分散液与水性环氧涂料进行复配,经过多项性能指标表征,确定了最佳工艺配方。结果表明:优化配方的涂层附着力为1级,柔韧性为0.5 mm,正反冲的冲击强度为500 N·cm,硬度达0.62。该改性石墨烯/水性环氧涂料体系具有较好的应用前景。

环氧树脂—有机硅复合改性水性聚氨酯的合成

以异佛尔酮二异氰酸酯、端羟基聚二甲基硅氧烷、聚丙二醇、二羟甲基丙酸、环氧树脂为主要原料,通过异氰酸酯基和羟基的加聚反应合成了环氧树脂-有机硅复合改性水性聚氨酯。利用傅里叶变换红外光谱仪表征了其结构,并研究了环氧树脂用量对固化膜热性能和力学性能的影响,有机硅用量对固化膜耐水性能的影响。结果表明:环氧树脂-有机硅复合改性的水性聚氨酯固化膜的耐水性能和耐热性能提高,力学性能也有改善,附着力保持1级且硬度等级最高可达3 H。

水性环氧树脂-丁苯橡胶复合改性乳化沥青高温性能

为了改善普通乳化沥青的高温性能,选择水性环氧树脂(waterborne epoxy resin,WER)和丁苯橡胶(styrene butadiene rubber,SBR)两种改性剂制备WER-SBR复合改性乳化沥青(WER-SBR composite modified emulsified asphalt,WER-SCMEA),通过动态剪切流变和同步热分析试验对WER-SCMEA的高温性能进行研究。结果表明:当WER掺量较小时,各温度条件下WER-SCMEA的高温流变性能不及SBR改性乳化沥青,但随着水性环氧树脂掺量(≥6%)的增加,各温度条件下WER-SCMEA蒸发残留物的复数模量和车辙因子逐渐增大,乳化沥青的高温流变性能得到显著改善,其中52℃和9%WER掺量下其分别增大16.1%和19.0%,相位角减小4.9%;差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)曲线所反映的沥青蒸发残留物的吸热量明显减小,同时吸热峰所处的温度区间变窄,WER-SCMEA的失重温度均高于基质沥青;可见WER和SBR两种改性剂配合使用可显著改善普通乳化沥青的高温性能。

碳纳米管/高岭土改性水性环氧树脂三元复合散热涂料的制备与性能

水性环氧树脂由于具有许多优异性能,从而在水性涂料中的地位越来越重要,但由于其热导率低,导致涂料的耐热性差,从而将其用于散热涂料还存在一定的缺陷。碳纳米材料由于其优异的导热性能,近年来成为高性能散热涂料研究领域的热点。碳纳米管的亲水性是其应用于水性环氧树脂涂料时面临的最大问题。本工作尝试用表面活性剂对碳纳米管进行亲水性改性,并将其与具有良好可塑性和耐火性的高岭土相结合,制得一种新型的碳纳米管/高岭土/环氧树脂水性复合功能型涂料。利用Hotdisk瞬态平面热源法测试该涂料层的散热降温效果,通过对比分析单一添加和协同添加导热填料制得的复合涂料的导热特性,对其中导热性能最佳的产品,辅以TEM、SEM、TG等手段来表征碳纳米管在聚合物中的分散状态。得到的最佳工艺配方为(按1kg产品计算):双组分水性环氧树脂44%(wt%),环氧树脂与固化剂配比为3∶1(wt%),改性碳纳米管分散液17.6%(wt%),改性高岭土分散液26.4%(wt%),助剂12%(wt%)。制得的复合涂料散热温差达45℃。

水性环氧树脂复配SBR改性乳化沥青桥面铺装黏结层性能研究

为了研究桥面铺装防水黏结性能,兼顾水性环氧树脂的热固性、高黏结强度及SBR胶乳的优异低温延展性,将不同掺量水性环氧树脂与SBR胶乳进行复配,利用水性环氧树脂与SBR改性乳化沥青进行复合改性。基于室内试验分析水性环氧树脂复合SBR改性乳化沥青残留物的针入度指标体系指标性能、拉伸性能和微观形貌特征。结果表明,热固性水性环氧树脂可赋予SBR改性乳化沥青较强高温稳定性与拉伸强度,但掺加水性环氧树脂也会导致延度降低、断裂伸长率减小、贮存稳定性变差。水性环氧树脂固化产物出现连续相,并在固化产物团聚后在复合改性乳化沥青中形成明显的"蜂形"结构,推荐适宜的水性环氧树脂掺量为6%~8%,SBR胶乳掺量4%~8%,在此复配方案下复合改性沥青具备优异的拉伸强度与断裂伸长率。

丙氨酸与苯丙氨酸复合改性的水性环氧树脂制备及性能研究

以相对分子质量低的环氧树脂E-51为原料,丙氨酸(Ala)与苯丙氨酸(Pha)为复合改性剂,制备出稳定的水性环氧树脂,采用红外光谱(FT-IR)、化学滴定等方法对产物进行了表征和分析,优选了综合性能优良的固化剂与制备的水性环氧树脂固化成膜,同时对涂膜性能进行测试。结果表明:适宜的反应温度为90℃,反应时间为100 min;当复合改性剂n(Ala):n(Pha)=2∶3时,此时制备的水性环氧树脂,与汉中H228Z水性环氧固化剂固化所形成的涂膜具有最优的综合性能,涂膜附着力1级,柔韧性1 mm,耐冲击性40 cm,铅笔硬度5H,耐酸性(5%HCl)24 h,耐碱性(5%NaOH)72 h。

水性环氧树脂改性乳化沥青的研究及应用

以水性环氧树脂为改性剂,对乳化沥青进行改性,考查了不同水性环氧树脂添加量下改性乳化沥青的物理性能,并结合抗滑复合封层材料的实际性能要求,确定了最佳添加量。同时,采用红外光谱法、差示扫描热量法、热重分析法对水性环氧树脂改性乳化沥青的结构和性能进行了表征。结果表明,当水性环氧树脂的添加量为30%时,改性后乳化沥青的硬度、附着力、剥离强度、拉拔强度和低温柔韧性都得到了大幅提高,耐热性和抗冻性也有明显的改善;红外光谱显示,水性环氧树脂和乳化沥青进行了理想的复合杂化。以该水性环氧树脂改性乳化沥青为胶粘料完成的抗滑复合封层施工,经检测,路面的抗滑性能和防水性能都明显提高。

不同水性环氧树脂对SBR改性乳化沥青性能影响研究

为提高微表处路面的耐久性能和抗车辙性能,采用水性环氧树脂对SBR改性乳化沥青进行复合改性。通过设计不同种水性环氧树脂-固化剂组合,测试水性环氧树脂乳化沥青蒸发残留物的3大指标、断裂强度/断裂伸长率、与集料黏附性、湿轮磨耗值、轮辙试验宽度/深度变形率等指标,研究不同水性环氧树脂与固化剂组合对水性环氧乳化沥青微表处路用性能的影响。试验结果表明:当双酚A型E44水性环氧树脂和乙烯胺加成物固化剂进行组合使用时,固化后乳化沥青胶结料的蒸发残留物稠度和黏度、与集料黏附性得到明显地提升;制备的微表处混合料与SBR改性乳化沥青微表处相比,1 h湿轮磨耗值降低72.8%,轮辙试验宽度变形率(PLD)降低82.9%,深度变形率(PVD)降低91.1%,60℃时的60 min车辙深度降低66.5%,6 d湿轮磨耗值下降79.0%,综合路用性能最佳;E44水性环氧树脂与脂环胺和脂肪胺混合物组合使用的综合路用性能次之。