1.本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种环氧冷补材料、制备方法、应用和使用方法。


背景技术：

2.随着我国经济的发展和国家对于基础设施的完善，越来越多的公路在我国出现。现有的水泥路面遇水后容易失去摩擦导致车辆打滑；沥青路面温度稳定性差，冬季易脆裂，夏季易软化；混凝土路面板体性强，对基层的抗冲刷性要求较高，而且对基底接脱空相当敏感。
3.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明的第一目的在于提供一种环氧冷补材料，以缓解现有技术中水泥路面容易打滑、沥青路面温度稳定性差和混泥土路面板体强易脱空的技术问题。
5.本发明的第二目的在于提供上述环氧冷补材料的制备方法，该制备工艺简单，操作方便，适合大规模工业化生产。
6.本发明的第三目的在于提供一种环氧冷补材料在铺设道路和修补道路中的应用，该应用能够提升道路质量，减少安全事故。
7.本发明的第四目的在于提供一种环氧冷补材料的使用方法，该使用方法不受场地限制，易于实施。
8.为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：
9.本发明的第一方面提供了一种环氧冷补材料，由a组分和b组分构成；
10.a组分包括按质量份数计的如下组分：环氧树脂15-17份、苯甲醇0.8-1.2份、耐磨材料75-80份、颜填料2-3份；
11.b组分包括按质量份数计的如下组分：环脂胺84-86份和n-氨乙基哌嗪9-10份；
12.所述a组分和所述b组分的质量比为94-96:1。
13.可选地，a组分还包括按质量份数计的如下组分：a组分包括按质量份数计的如下组分：防沉助剂0.2-0.3份和增塑助剂0.15-0.18份。
14.优选地，b组分还包括防沉助剂4-5份。
15.优选地，所述a组分和所述b组分的质量比为95：5。
16.优选地，所述a组分还包括按质量份数计的颜填料2.24-2.66份。
17.可选地，所述颜填料包括钛白粉、氧化铁黄、氧化铁红和炭黑中的至少一种。
18.优选地，所述耐磨材料包括石英砂和/或金刚砂。
19.优选地，所述环脂胺包括n-(3-氨丙基)环己胺或环脂二胺。
20.优选地，所述a组分还包括第一添加剂。
21.优选地，所述第一添加剂包括活性剂和/或增塑剂。
22.可选地，所述b组分还包括第二添加剂。
23.优选地，所述第二添加剂包括增塑剂。
24.本发明的第二方面提供了环氧冷补材料的制备方法，包括如下步骤:
25.步骤a：将所述环氧树脂和任选的颜填料经第一混合均匀后加入所述苯甲醇、所述耐磨材料和任选的第一添加剂经第二混合均匀得到所述a组分；
26.步骤b：将所述环脂胺、n-氨乙基哌嗪和任选的第二添加剂经第三混合均匀得到所述b组分。
27.可选地，所述第一混合和所述第三混合的方式各自独立的为搅拌混合。
28.优选地，所述搅拌混合的转速各自独立的为400-1000rpm。
29.优选地，所述搅拌混合的时间各自独立的为5-20min。
30.可选地，步骤a中所述第二混合为先在高转速下搅拌升温后转为低转速。
31.优选地，所述高转速的转速为800-1500rpm。
32.优选地，所述升温后的温度为60-65℃。
33.优选地，所述低转速的转速为500-800rpm。
34.本发明的第三方面提供了环氧冷补材料在铺设道路和修补道路中的应用。
35.可选地，所述道路包括桥面、人行步道、机场跑道、坡面道路、公路和围堰缓坡道中的至少一种。
36.本发明第四方面提供了环氧冷补材料的使用方法，使用前将所述a组分和所述b组分混合均匀后进行刷涂或喷涂。
37.与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
38.本发明提供的环氧冷补材料，原料中的环氧树脂具有活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性集团，赋予了环氧树脂极高的粘接强度，使其与基材紧密结合；再加上环氧树脂很高的内聚强度使制成的环氧冷补材料固化收缩率小，线胀系数也很小。当环氧树脂与环脂胺发生固化反应，形成铰链网状结构，把坚硬的耐磨材料锁住，从而使形成的涂膜具有良好的抗压性能、优异的附着力、极好的防腐性能和良好的耐水性；同时n-氨乙基哌嗪具有催化活性和参与固化反应的能力，使得环氧树脂的固化反应更彻底，形成的涂膜更致密，同时提高固化反应速率，全面提升环氧冷补材料的性能。原料中未使用溶剂，因此干燥过程中voc排放几乎为0，符合绿色环保理念。
39.本发明提供的耐海水环氧涂料的制备方法，制备工序简单，可控性好，处理量大，适合大批量生产且成本低。
40.本发明提供的环氧冷补材料在铺设道路和修补道路中的应用，该应用能够提升道路质量，减少安全事故。
41.本发明提供的环氧冷补材料的使用方法，简单易操作，不受场地限制，易于实施。
具体实施方式
42.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明实施例的组件可以以各种不同的配制来布置和设计。
43.本发明的第一方面提供了一种环氧冷补材料，由a组分和b组分构成；
44.a组分包括按质量份数计的如下组分：环氧树脂15-17份、苯甲醇0.8-1.2份、耐磨材料75-80份、颜填料2-3份。
45.优选地，b组分包括按质量份数计的如下组分：环脂胺84-86份和n-氨乙基哌嗪9-10份。
46.所述a组分和所述b组分的质量比为94-96:5。
47.本发明提供的环氧冷补材料，原料中的环氧树脂具有活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性集团，赋予了环氧树脂极高的粘接强度，使其与基材紧密结合；再加上环氧树脂很高的内聚强度使制成的环氧冷补材料固化收缩率小，线胀系数也很小。当环氧树脂与环脂胺发生固化反应，形成铰链网状结构，把坚硬的耐磨材料锁住，从而使形成的涂膜具有良好的抗压性能、优异的附着力、极好的防腐性能和良好的耐水性；同时n-氨乙基哌嗪具有催化活性和参与固化反应的能力，使得环氧树脂的固化反应更彻底，形成的涂膜更致密，同时提高固化反应速率，全面提升环氧冷补材料的性能。原料中未使用溶剂，因此干燥过程中voc排放几乎为0，符合绿色环保理念。
48.该环氧冷补材料缓解了现有技术中水泥路面容易打滑、沥青路面温度稳定性差和混泥土路面板体强易脱空的技术问题，施工后形成一种无缝不渗水的聚合体，该聚合体的厚度可以达到10厘米甚至更厚，具有极好的抗腐蚀性能，不易开裂，承受力强，干固后承载强度大，耐磨性优越。聚合体形成的涂膜完全实干固化的时间随着厚度的增加会加长，施工相比沥青、石料混合料及混凝土都更方便。使用该产品规模不大时，成本较混凝土稍高，如果采用规模化生产，可以大大降低成本，且该环氧冷补材料带来的好处可以大大超越它与其他材料的成本差额。
49.环氧树脂具有良好的耐磨、耐腐蚀性能，成本较低，与坚硬的耐磨材料混合后得到的材料强度更高。环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，所以它的力学性能高于沥青等粘接物，完全固化后不会回粘、发软，粘接性能优异。环氧树脂中活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性集团赋予环氧树脂极高的粘接强度。再加上其具有很高的内聚强度，使得它的粘接性能特别强，且固化收缩率小，线胀系数也很小。
50.在本发明的一些实施方式中，环氧树脂的质量份数典型但不限于15份、15.2份、15.6份、16份、16.4份、16.6份、16.8份、17份。
51.在本发明一些优选实施方式中，环氧树脂的质量份数典型但不限于15.6份、16份、16.4份、16.6份、16.8份或17份。
52.当环氧树脂的质量份数大于17份时，树脂量过多，会导致涂膜强度不够发软；当环氧树脂的质量份数小于15份时，会导致砂粒裸露导致沙化，影响最终涂膜的表观和性能。
53.在本发明的一些实施方式中，颜填料的质量份数典型但不限于2份、2.2份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份或3份。
54.在本发明一些优选实施方式中，颜填料的质量份数典型但不限于2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份或2.9份。
55.在本发明的一些实施方式中，苯甲醇的质量份数典型但不限于0.8份、0.85份、0.9份、0.95份、1份、1.05份、1.1份、1.15份或1.2份。
56.在本发明一些优选实施方式中，苯甲醇的质量份数典型但不限于0.9份、0.95份、1份、1.05份、1.1份或1.15份。
57.在本发明的一些实施方式中，耐磨材料的质量份数典型但不限于75份、76份、77份、78份、79份或180份。
58.在本发明一些优选实施方式中，耐磨材料的质量份数典型但不限于77份、78份、79份或80份。
59.在本发明的一些实施方式中，环脂胺的质量份数典型但不限于84份、84.5份、85份、85.5份或86份。
60.在本发明一些优选实施方式中，环脂胺的质量份数典型但不限于84.5份、85份或85.5份。
61.在本发明的一些实施方式中，n-氨乙基哌嗪的质量份数典型但不限于8.0份、8.5份、9份、9.5份或10份。
62.在本发明一些优选实施方式中，n-氨乙基哌嗪的质量份数典型但不限于8.0份、8.2份、8.4份、8.6份、8.8份、9.0份、9.2份、9.5份、9.8份、9.9份或10份。
63.在本发明的一些实施方式中，a组分和b组分的质量比典型但不限于94:5、94.5:5、95:1、95.5:1或96:1。
64.在本发明一种优选实施方式中，a组分和b组分的质量比典型但不限于95:5。
65.可选地，所述颜填料包括钛白粉、氧化铁黄、氧化铁红、炭黑和天然硅灰石中的至少一种。
66.在本发明的一些实施方式中，所述颜填料典型但不限于钛白粉、氧化铁黄、氧化铁红、炭黑或天然硅灰石。
67.优选地，所述颜填料包括按质量份数计的如下组分：钛白粉1.2-1.5份、氧化铁黄0.2-0.4份或氧化铁红0.4-0.6份和炭黑0.1-0.2份。
68.典型但非限制性的，所述颜填料的组分中，钛白粉的质量份数如为1.2份、1.25份、1.3份、1.35份、1.4份、1.45份或1.5份；氧化铁黄的质量份数如为0.2份、0.25份、0.3份、0.35份或0.4份；氧化铁红的质量份数如为0.4份、0.45份、0.5份、0.55份或0.6份；炭黑的质量份数如为0.1份、0.12份、0.14份、0.16份、0.18份或0.2份。
69.需要说明的是，环氧冷补材料的产品颜色可以调，在生产中根据实际需要调节颜填料的组成和配比。若需要鲜艳的颜色也可在涂膜表面喷涂一层透明有色漆。
70.优选地，所述耐磨材料包括石英砂和/或金刚砂。
71.耐磨材料的耐磨性能较好，同时可以增加涂膜的硬度，可以承受机械动力且能提供摩擦力，而且耐磨材料加入环氧活性稀释剂和苯甲醇，使环氧冷补材料具有一定的流动性便于施工使用，施工结束后，参与固化反应。
72.在本发明的一些实施方式中，耐磨材料典型但不限于石英砂或金刚砂，细颗粒(1-5目)玄武岩石砂。
73.在本发明的一种优选实施方式中，耐磨材料为石英砂。
74.金刚砂同时具备良好的防腐性能，抗水性，耐热耐候性俱佳的特点。在生产过程中，通过一定的包覆后，其展现的性能更佳，可以替代混凝土及沥青混合砂。
75.优选地，所述环脂胺包括n-(3-氨丙基)环己胺。
76.在本发明的一些实施方式中，环脂胺典型但不限于n-(3-氨丙基)环己胺。
77.优选地，所述a组分还包括第一添加剂。
78.优选地，所述第一添加剂包括质量份数计的活性剂2.8-3.2份。
79.在本发明的一些实施方式中，第一添加剂典型但不限于活性剂、增塑剂或活性剂和增塑剂的组合。
80.在本发明的一种优选实施方式中，活性剂为cardura e10p，该活性剂为环氧冷补材料提供很好的流动性，待整平后，它会参与固化反应中，从而达到厚膜成型的目的。
81.由于环氧冷补材料中耐磨材料比重大，颗粒大，增塑剂可以提高其储存稳定性，降低环氧树脂与耐磨材料的分层，保持环氧树脂对耐磨材料的包覆效果。
82.典型但非限制性的，所述第一添加剂的组分中，活性剂的质量份数如为2.8份、2.85份、2.9份、2.95份、3.0份、3.05份、3.1份、3.15份或3.2份；
83.可选地，所述b组分还包括第二添加剂。
84.优选地，所述第二添加剂包括按质量份数计的增塑剂4-5份。
85.在本发明的一些实施方式中，增塑剂的质量份数典型但不限于4.1份、4.3份、4.4份、4.5份、4.6份、4.7份、4.8份或4.9份。
86.本发明的第二方面提供了环氧冷补材料的制备方法，包括如下步骤:
87.步骤a：将所述环氧树脂和所述颜填料经第一混合均匀后加入所述苯甲醇、任选的第一添加剂和所述耐磨材料经第二混合均匀得到所述a组分；
88.步骤b：将所述环脂胺、任选的第二添加剂和n-氨乙基哌嗪经第三混合均匀得到所述b组分。
89.本发明提供的耐海水环氧涂料的制备方法，制备工序简单，可控性好，处理量大，适合大批量生产且成本低。
90.步骤a中，第一混合使环氧树脂对颜填料进行一层包裹，使颜填料与环氧树脂形成个体单元的结合体，当充分包裹颜填料后将颜填料与环氧树脂结合体的细度控制在25μm以下。
91.在本发明的一种优选实施方式中，结合体中先加入任选的第一添加剂进行混合，混合均匀后得到a组分半成品，a组分半成品的细度为25-30μm，粘度为11.9-14.2dpa.s，比重为1.13-1.22g/ml。
92.在本发明的一种优选实施方式中，再在a组分半成品中加入耐磨材料经第二混合进行耐磨材料的包覆。
93.需要说明的是，耐磨材料砂粒较粗，搅拌起来比较困难，可在步骤a中预留一部分的环氧树脂和苯甲醇，在加入耐磨材料同时加入，降低混合阻力，提高混合效率。
94.可选地，所述第一混合和所述第三混合的方式各自独立的为搅拌混合。
95.优选地，所述搅拌混合的转速各自独立的为400-1000rpm。
96.在本发明的一些实施方式中，所述搅拌混合的转速典型但不限于500rpm、600rpm、700rpm、800rpm、900rpm或1000rpm。
97.可选地，步骤a中所述第二混合为先在高转速下搅拌升温后转为低转速。
98.优选地，所述高转速的转速为1000-1500rpm。
99.在本发明的一些实施方式中，所述高转速的转速典型但不限于1000rpm、1100rpm、1200rpm、1300rpm、1400rpm或1500rpm。
100.优选地，所述升温后的温度为60-65℃。
101.在本发明的一些实施方式中，所述升温后的温度典型但不限于60℃、61℃、62℃、63℃、64℃或65℃。
102.优选地，所述低转速的转速为500-1000rpm。
103.在本发明的一些实施方式中，所述低转速的转速典型但不限于500rpm、600rpm、700rpm、800rpm、900rpm或1000rpm。
104.本发明的第三方面提供了环氧冷补材料在铺设道路和修补道路中的应用。
105.本发明提供的环氧冷补材料在铺设道路和修补道路中的应用，该应用能够提升道路质量，减少安全事故。
106.本发明提供的环氧冷补材料可应用在一些特殊部位，例如，死角，边角以及大型设备到不了的地方；特殊场所，如机场跑道，需要较大摩擦力，经久耐用，不会受气候温度影响；道路维修中可以快速填坑填孔。本发明提供的环氧冷补材料会保持一种良好的坚实的粗糙面，提供良好的“吸附”感受，尤其在急转弯上下坡路面使用该材料，增大摩擦力，给汽车提供抓地力，减少事故发生。
107.可选地，所述道路包括桥面、人行步道、机场跑道、坡面道路、公路和围堰缓坡道中的至少一种。
108.该环氧冷补材料应用于机场跑道时，耐磨性优越，经过多次飞机起降摩擦后，仍能保持原有的摩擦系数；而混凝土表面则不同，经过长时间使用后，表面磨损，会出现起降打滑导致的安全事故。
109.该环氧冷补材料用于有化工仓库有围堰阻隔的地方，在围堰两面做缓坡道具体良好耐腐蚀，防滑的作用。
110.该环氧冷补材料在施工30分钟后就可以浸没在水中，也可在沿海及海上施工时完成混凝土无法完成的区域。
111.本发明第四方面提供了环氧冷补材料的使用方法，使用前将所述a组分和所述b组分混合均匀后进行刷涂或喷涂。
112.本发明提供的环氧冷补材料施工非常方便，无论是高压无气喷涂，涂抹批刮都可以，根据需要进行平整；需要防滑的路面，简单抹平即可。该环氧冷补材料使用简单，对于工程车辆无法到达的角落，无法压制的沥青混合料施工部位，以及小面积的水泥地面，使用环氧冷补材料进行填充，用刮刀抹平即可。而且该环氧冷补材料运输方便，可以按需求选择不同规格的罐装，不像沥青和混凝土需要大型设备大量生产。
113.下面结合实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。
114.本发明中实施例和对比例中所用原料的规格和型号如下表1所示，如无特别说明，％均指质量百分含量；未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
115.表1原料规格型号表
116.组分型号/规格氧化铁黄bayferrox 3920钛白粉cristal 128氧化铁红bayferrox 130bm炭黑carbofin g活性剂cardura e10p
防沉助剂hdk n20增塑剂crayvallac mt石英砂40-80meshn-(3-氨丙基)环己胺laromin c 252n-氨乙基哌嗪n-aminoethylpiperazine气相二氧化硅aerosil 200
117.实施例1
118.本实施例提供一种环氧冷补材料，制备步骤如下：
119.(1)在600rpm转速下分别加入环氧树脂15份、苯甲醇1份、氧化铁黄0.35份、氧化铁红0.45份、炭黑0.14份、提高转速至1000rpm分散均匀，使物料细度低于25μm，此时的粘度为13.1dpa.s，比重为1.19g/ml。
120.(2)继续加入环氧树脂17份、苯甲醇1.1份、活性剂2.9份和增塑剂0.16份，提高转速至1200rpm使物料温度为65℃，降低转速至700rpm，缓慢加入金刚砂76份，搅拌15min混合均匀得到a组分。
121.(3)在600rpm转速下分别加入n-(3-氨丙基)环己胺86份和n-氨乙基哌嗪9.5份搅拌均匀后加入增塑剂4.5份，提高转速至1000rpm约20min左右至混合液体中无颗粒，得到b组分。
122.(4)a组分与b组分的质量比为95:5。
123.实施例2
124.本实施例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，a组分中苯甲醇0.85份、氧化铁黄0.3份、氧化铁红0.6份、炭黑0.2份、金刚砂88份、活性剂3.1份和增塑剂0.18份；b组分中，n-(3-氨丙基)环己胺86份、n-氨乙基哌嗪10份、增塑剂5份，其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
125.实施例3
126.本实施例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，a组分中环氧树脂16.5份、苯甲醇1.2份、氧化铁黄0.2份、氧化铁红0.4份、炭黑0.1份、金刚砂77份、活性剂3.0份和增塑剂0.17份；b组分中，n-(3-氨丙基)环己胺85份、n-氨乙基哌嗪9份、增塑剂4份，其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
127.实施例4
128.本实施例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，a组分中环氧树脂16.8份、苯甲醇1份、金刚砂80份；b组分中，n-(3-氨丙基)环己胺84份和n-氨乙基哌嗪10份，其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
129.实施例5
130.本实施例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，a组分中环氧树脂16.4份、苯甲醇0.9份、金刚砂76份；b组分中，n-(3-氨丙基)环己胺85.5份和n-氨乙基哌嗪9.5份，其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
131.实施例6
132.本实施例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，a组分中没有活性剂和增塑剂，其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
133.实施例7
134.本实施例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，a组分与b组分的质量比为94:5其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
135.实施例8
136.本实施例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，a组分与b组分的质量比为96:5其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
137.对比例1
138.本对比例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，a组分中环氧树脂为14份，其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
139.对比例2
140.本对比例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，a组分中环氧树脂为18份，其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
141.对比例3
142.本对比例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，a组分中没有苯甲醇，其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
143.对比例4
144.本对比例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，b组分中没有n-氨乙基哌嗪，其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
145.对比例5
146.本对比例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，b组分中环脂胺为60份，其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
147.对比例6
148.本对比例提供一种环氧冷补材料，与实施例1不同的是，b组分中环脂胺为120份，其余原料和制备步骤均与实施例1相同，在此不再赘述。
149.试验例1
150.对实施例1-10和对比例1-6得到的环氧冷补材料进行性能检测，具体过程和方法如下。
151.试件制备及测试方法：
152.(1)抗压强度测试：按照jtg e41-2005(t 0221-2005)方法进行。
153.(2)抗耐磨性测试：按照jtg e42-2005(t 0317-2005)方法进行。
154.(3)附着力测试：按照iso4624或astm4541标准进行测试，使用的仪器为at-a自动拉拔仪，制作铁板喷砂处理，膜厚3000微米，自然干燥24小时后测试。
155.(4)拉伸强度测试：按照gb/t528-1998方法进行(制作测试样板)。
156.(5)弯曲强度测试：按照dl/t 5362方法进行(制作测试样板)。
157.(6)冲击强度测试：按照jtg e42-2005(t0314-2000)方法进行
158.(7)断裂伸长率：按照gb/t528-1998方法进行。(制作测试样板)。
159.(8)耐盐水性测试：按照gb/t1733方法进行(制作测试样板)。
160.(9)耐侯性测试：按照gb/t9274方法进行(制作测试样板)。
161.(10)固化收缩率：按照bs en12617-2-2005方法进行。
162.检测结果如表2所示。
163.表2环氧冷补材料性能数据表
[0164][0165][0166]
从表2可以看出，实施例1-8提供的环氧冷补材料的综合性能高于对比例1-6提供的环氧冷补材料，能更好的应用于铺设道路和修补道路，能够提升道路质量，减少安全事故。
[0167]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。