文档介绍：分类号:U414
10710-2015231004
专业硕士学位论文
环氧沥青用环氧树脂体系的性能研究
朱幸天
导师姓名职称许培俊副教授
申请学位类别工程硕士学科专业名称材料工程
论文提交日期 2018 年 5 月 6 日论文答辩日期 2018 年 6 月 9 日
学位授予单位长安大学
Study on the Properties of Epoxy Resin system for Epoxy
Asphalt

A Thesis Submitted for the Degree of Master

Candidate：Xingtian Zhu

Supervisor：Associate Professor Peijun Xu

Chang’an University, Xi’an, China
摘要
环氧沥青是将由环氧树脂和固化剂以及增容剂、稀释剂、降粘剂、聚合物改性增韧
剂等物质组成的环氧体系，按照一定的比例加入到基质沥青中均匀混合而成的热固性沥
青材料。在一定的固化温度下，环氧沥青中的固化剂和环氧树脂之间发生固化交联反应，
形成不可逆、耐腐蚀、高温下不发生熔融流淌的热固性材料。由于改变了基质沥青的热
塑性性质，环氧沥青拥有优异的综合力学性能、高温稳定性、耐疲劳性和耐久性，越来
越广泛地被应用到大跨径桥梁桥面铺装。但是，由于热固性环氧沥青难以克服的固化速
率快、材料韧性差、后期养护时间过长等问题导致在国内的大跨径桥梁工程桥面铺装中，
环氧沥青材料仍难以大规模推广，而决定环氧沥青固化速率、高温稳定性以及韧性的关
键在于环氧树脂体系的性能。因此，研究出固化速度适宜、韧性好、强度高和经济性好
的环氧沥青用环氧树脂体系具有十分重要的科学意义和工程使用价值。
本文以本实验室自制的固化剂和双酚 A 型环氧树脂组成的沥青用环氧树脂体系为
研究对象，研究了环氧体系固化控制与性能之间的关系。通过差示扫描量热法（DSC）
测试了环氧树脂体系固化特征；利用万能力学性能试验机和动态热机械分析仪（DMA）
分别研究了固化剂含量、固化温度和固化时间三个方面对环氧沥青用环氧树脂体系的力
学性能和玻璃化转变温度（Tg）的影响。力学性能和 DMA 的试验数据表明，环氧沥青
用环氧体系随着固化剂含量的增加，固化后树脂体系的力学性得到了提升，改善了环氧
体系的低温韧性；环氧树脂的断裂伸长率和拉伸强度随着固化温度的升高变得越来越差；
在同一固化温度下，随着固化时间的延长树脂体系的拉伸强度都是逐渐增加的，断裂伸
长率则刚好相反，Tg 随着固化时间的延长逐渐增大。本研究为环氧沥青在实际工程中的
固化工艺优化提供了理论依据。
采用红外光谱分析、布氏粘度计、万能力学性能试验机以及简支梁摆锤式冲击实验
机来进一步探究固化温度对环氧沥青用环氧树脂体系固化过程的影响。利用傅里叶变换
红外光谱法（FT-IR）测试了环氧树脂体系在不同固化温度下环氧基的转化率随固化反
应时间的变化规律。通过 FT-IR 还研究了固化剂在 125 和 165℃下的稳定性，发现高温
下固化剂可以与二氧化碳发生化学反应而导致其失效，温度越高，固化剂稳定性越差。
通过布氏粘度计测定环氧树脂体系的粘度来研究环氧树脂体系在不同固化温度条件下
粘度随时间的变化规律，发现环氧树脂体系具有高温慢固化的特性。我们又采用摆锤式
I
冲击