本发明涉及道路桥梁施工用材料及其制备方法，具体涉及一种钢桥面铺装用常温固化环氧树脂粘结剂及其制备方法。
背景技术：
钢桥铺装层的早期破坏多由防水粘结层的破坏引起，防水粘结层材料研发以及钢桥面铺装路用性能的提升受到世界各国的重视。自20世纪70年代起，欧美国家对钢桥面铺装及防水粘结层进行了系统研究，形成了适应自身气候环境、交通条件及施工水平的防水系统。欧洲以德国为代表的桥面防水粘接设计主要为包括反应性树脂防水层(主要是环氧树脂)与沥青防水层结合的双层设计。美国和日本的钢桥面铺装采用防水兼具防水和粘结功能的防水粘结层，防水粘结材料以美国chemcosystems公司的环氧沥青粘结剂和日本大有集团开发的二次固化环氧树脂粘结剂应用最为广泛。国内钢桥面铺装和防水粘结体系的研究始于20世纪80年代，铺装层材料从沥青混凝土发展至环氧沥青混合料，防水粘结材料也经历了从乳化沥青到环氧沥青或环氧树脂的革新。
防水粘结层在桥面铺装结构中起分散内应力和防护桥面板的双重作用，是保证桥梁耐久性的关键。但是，桥面防水粘结层目前主要问题是与桥面板及铺装层间粘结强度不足，抵抗水平剪切能力弱，导致铺装层过早损坏。较高的粘结强度和韧性是防水粘结材料应用于桥面铺装最关心的性能。早期桥面防水粘结主要采用聚烯烃和橡胶改性沥青等热塑性材料，防水性好而耐热和粘结强度不足。热固性的环氧或环氧沥青以其优异的防水和热稳定性已广泛用于钢桥面防水粘结层。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种钢桥面铺装用常温固化环氧树脂粘结剂，该环氧树脂材料具有优良的力学强度、柔韧性、可常温拌和施工、养护时间短等特点，主要适用于环氧沥青钢桥面的防水粘结层。
本发明提出了一种钢桥面铺装用常温固化环氧树脂粘结剂材料，由a组分和b组分组成，a组分包括环氧树脂、稀释剂、增韧剂，b组分包括固化剂、促进剂、稀释剂、消泡剂。各组分的质量份数为：
a组分
环氧树脂100份
稀释剂5-40份
增韧剂3-20份
b组分
其中，a组分和b组分的质量比例为100：70-100：140。
所述的环氧树脂为液体双酚a型缩水甘油醚环氧树脂，包括e-51环氧树脂、e-44环氧树脂等。
所述的a组分用稀释剂为活性环氧稀释剂，包括丁基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、c12-c14烷基缩水甘油醚或苄基缩水甘油醚中的一种或几种的混合物。
所述的增韧剂为氧化硼/端基修饰丁腈橡胶复合材料，其结构式如下：
所述的固化剂为低分子量聚酰胺，其结构式如下：
所述的促进剂为叔胺类促进剂，包括三乙醇胺、苄基二甲胺或2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚(dmp-30)中的一种。
所述的b组分用稀释剂为非活性环氧稀释剂，包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或亚磷酸三苯酯中的一种或几种的混合物。
所述的消泡剂为聚硅氧烷。
一种制备上述钢桥面铺装用常温固化环氧树脂粘结剂的方法，包括下列步骤：
增韧剂的制备：将硼酸、端基修饰丁腈橡胶(包括端羟基丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶或端环氧基丁腈橡胶)和甲苯混合，其中硼酸和端基修饰丁腈橡胶的摩尔比为1:0.3-1:1，甲苯的用量为硼酸和端基修饰丁腈橡胶质量之和的8-10倍。将上述混合液搅拌回流2-6小时。反应结束通过减压蒸馏将溶剂和反应生成的小分子副产物蒸出，冷却至室温。减压蒸馏产物经洗涤、干燥后获得氧化硼/端基修饰丁腈橡胶复合材料作为常温固化环氧树脂的增韧剂。
a组分的制备：将环氧树脂、增韧剂和a组分用稀释剂混合，加热到40-80℃，以300-600转/分钟的速率搅拌1-4小时。冷却至室温，得到钢桥面铺装用常温固化环氧树脂粘结剂的a组分。
b组分的制备：将固化剂、促进剂、b组分用稀释剂和消泡剂混合，以300-600转/分钟的速率于室温搅拌1-3小时，得到钢桥面铺装用常温固化环氧树脂粘结剂的b组分。
所述的钢桥面铺装用常温固化环氧树脂粘结剂的应用方法，其特征在于，将所述的a组分与b组分于室温混合，以600-1000转/分钟的速率迅速搅拌3-5分钟，得到环氧树脂混合物。
本发明的钢桥面铺装用常温固化环氧树脂粘结剂具有如下特点：
(1)施工工艺简单，以聚酰胺多胺为固化剂，可在常温下拌和施工，节能环保；
(2)合成氧化硼/端羧基丁腈橡胶复合材料作为增韧剂，可同时提高环氧树脂的强度和韧性；
(3)价格低廉，活性和非活性稀释剂的配合使用降低粘度和成本。
具体实施方式
下面用实例进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不仅限于实施例子。对本领域的技术人员在不背离本发明的精神和保护范围的情况下做出的其它的变化和修改也包括在本发明保护范围之内。
实施例1：
增韧剂的制备：将硼酸、端羧基丁腈橡胶和甲苯混合，其中硼酸和端羧基丁腈橡胶的摩尔比为1:0.3，甲苯的用量为硼酸和端羧基丁腈橡胶质量之和的8倍。将上述混合液搅拌回流2小时。反应结束通过减压蒸馏将溶剂和小分子副产物蒸出，冷却至室温。减压蒸馏产物经洗涤、干燥后获得氧化硼/端羧基丁腈橡胶复合材料作为常温固化环氧树脂的增韧剂。
称取100份(质量份，下同)e-51环氧树脂，加入3份上述制备的增韧剂，加入5份丁基缩水甘油醚，加热到60℃，以300转/分钟的速率搅拌2小时。冷却至室温，得到常温固化环氧树脂粘结剂的a组分。
分别称取100份低分子量聚酰胺、1份三乙醇胺、5份邻苯二甲酸二丁酯、0.3份聚硅氧烷，以300转/分钟的速率于室温搅拌1小时，得到常温固化环氧树脂粘结剂的b组分。
将100份a组分和70份b组分在室温下混合，以800转/分钟的速率搅拌5分钟，得到常温固化环氧树脂混合物。取上述环氧树脂混合物浇入聚四氟乙烯模具中，常温固化12小时，脱模后得到环氧树脂固化物哑铃型试样，用于力学性能测试。拉伸性能测试标准参照gb/t2567-2008，测试条件为23±2℃，拉伸速率为10mm/min。采用拉拔仪测试粘结强度。力学性能测试结果见附表1。
实施例2：
增韧剂的制备：将硼酸、端羟基丁腈橡胶和甲苯混合，其中硼酸和端羟基丁腈橡胶的摩尔比为1:0.5，甲苯的用量为硼酸和端羟基丁腈橡胶质量之和的9倍。将上述混合液搅拌回流3小时。反应结束通过减压蒸馏将溶剂和小分子副产物蒸出，冷却至室温。减压蒸馏产物经洗涤、干燥后获得氧化硼/端羟基丁腈橡胶复合材料作为常温固化环氧树脂的增韧剂。
称取100份e-51，加入20份上述制备的增韧剂，加入40份辛基缩水甘油醚，加热到70℃，以300转/分钟的速率搅拌2小时。冷却至室温，得到常温固化环氧树脂粘结剂的a组分。
分别称取100份低分子量聚酰胺、5份苄基二甲胺、30份邻苯二甲酸二辛酯、3份聚硅氧烷，以300转/分钟的速率于室温搅拌2小时，得到常温固化环氧树脂粘结剂的b组分。
将100份a组分和140份b组分在室温下混合，以800转/分钟的速率搅拌5分钟，得到常温固化环氧树脂混合物。力学性能测试方法同实施例1，测试结果见附表1。
实施例3：
增韧剂的制备：将硼酸、端环氧基丁腈橡胶和甲苯混合，其中硼酸和端环氧基丁腈橡胶的摩尔比为1:1，甲苯的用量为硼酸和端环氧基丁腈橡胶质量之和的10倍。将上述混合液搅拌回流2小时。反应结束通过减压蒸馏将溶剂和小分子副产物蒸出，冷却至室温。减压蒸馏产物经洗涤、干燥后获得氧化硼/端环氧基丁腈橡胶复合材料作为常温固化环氧树脂的增韧剂。
称取100份e-51，加入10份上述制备的增韧剂，加入20份烯丙基缩水甘油醚，加热到70℃，以300转/分钟的速率搅拌2小时。冷却至室温，得到常温固化环氧树脂粘结剂的a组分。
分别称取100份低分子量聚酰胺、2份苄基二甲胺、10份亚磷酸三苯酯、1份聚硅氧烷，以300转/分钟的速率于室温搅拌1小时，得到常温固化环氧树脂粘结剂的b组分。
将100份a组分和100份b组分在室温下混合，以800转/分钟的速率搅拌5分钟，得到常温固化环氧树脂混合物。力学性能测试方法同实施例1，测试结果见附表1。
附表1钢桥面铺装用常温固化环氧树脂粘结剂的力学性能