用于公路工程的环氧树脂密封胶的研究与应用进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.01.011

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (1): 63-74.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.01.011

用于公路工程的环氧树脂密封胶的研究与应用进展

纪嘉骏, 张增平(), 李俊辉, 施恩, 李清旭

长安大学教育部特殊地区公路工程重点实验室，西安 710064

收稿日期:2024-06-29 出版日期:2025-01-26 发布日期:2025-02-14
通讯作者: 张增平（1981-），男，教授，博士，主要进行新型聚合物改性沥青的研究，zhangzp1999@163.com
E-mail:zhangzp1999@163.com
基金资助:
陕西省重点研发计划(2024GX?YBXM?371)

Research and application progress of epoxy resin sealant used in highway engineering

JI Jiajun, ZHANG Zengping(), LI Junhui, SHI En, LI Qingxu

Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education，Chang'an University，Xi'an 710064，China

Received:2024-06-29 Online:2025-01-26 Published:2025-02-14
Contact: ZHANG Zengping E-mail:zhangzp1999@163.com

摘要/Abstract

摘要：

归纳了环氧树脂材料用作路用密封胶的研究进展，介绍了路用环氧树脂密封胶的组成材料与制备工艺，分析了路用环氧树脂密封胶的性能研究与改性机理，并调查了环氧树脂密封胶在公路工程领域的应用。最后，提出了目前路用环氧树脂密封胶在研究与应用中存在的问题与不足，并对发展前景进行展望，从而为环氧树脂密封胶的进一步研究和推广提供依据。

关键词: 环氧树脂密封胶, 组成材料, 性能, 应用, 公路工程

Abstract:

This paper summarized the research progress of epoxy resin materials used as road sealants， introduced the constituent materials and preparation processes of road epoxy resin sealants， analyzed the performance research and modification mechanism of road epoxy resin sealants， and investigated the application of epoxy resin sealants in the field of highway engineering. Finally， the existing problems and deficiencies in the research and application of epoxy resin sealant for road were put forward， and the development prospect was prospected， so as to provide the basis for the further research and promotion of epoxy resin sealant.

Key words: epoxy resin sealant, constituent materials, properties, application, highway engineering

中图分类号:

TQ323.5

纪嘉骏, 张增平, 李俊辉, 施恩, 李清旭. 用于公路工程的环氧树脂密封胶的研究与应用进展[J]. 中国塑料, 2025, 39(1): 63-74.

JI Jiajun, ZHANG Zengping, LI Junhui, SHI En, LI Qingxu. Research and application progress of epoxy resin sealant used in highway engineering[J]. China Plastics, 2025, 39(1): 63-74.

图/表 18

图1 2009-2023年路用环氧树脂密封胶相关论文发表数

Fig.1 Number of published papers on epoxy resin sealant in road from 2009 to 2023

图2 双酚A与环氧氯丙烷的开环反应与闭环反应

Fig.2 Ring⁃opening reaction and ring⁃closure reaction of bisphenol A with epichlorohydrin

图3 双组分环氧树脂密封胶的制备与应用

Fig.3 Preparation and application of two⁃component epoxy resin sealant

图4 环氧树脂密封胶性能评价体系

Fig.4 Performance evaluation system of epoxy resin sealant

研究者	材料自身性能研究	路用性能研究
Ma等^［35］	黏度、拉伸性能、压缩强度	渗透性能、黏结性能、水稳定性、低温抗裂性、耐老化性
Shen等^［36］	热稳定性、动态力学性能、形状记忆性能、拉伸性能	-
Ba等^［37］	黏度、拉伸性能	-
Liu等^［38］	黏度、拉伸性能、热稳定性、弹性恢复率	-
余航^［39］	黏度、拉伸性能	渗透性能、黏结性能、耐疲劳性
Wang等^［40］	黏度、拉伸性能、固化收缩率	压缩性能、抗弯拉性能、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性
Fang等^［41］	黏度、拉伸性能、热稳定性、弹性恢复率	低温抗裂性、黏结性能
Tian等^［42］	黏度	渗透性能、黏结性能、耐老化性、水稳定性
Li等^［43］	黏度、固化时间、剪切强度	黏结性能、耐老化性、水稳定性
Xu等^［44］	黏度、固化收缩率、拉伸性能	渗透性能、黏结性能

表1 环氧树脂密封胶的性能研究

Tab.1 Study on properties of epoxy resin sealant

图5 不同密封胶的渗透深度［35］

Fig.5 Penetration depth of different sealants［35］

图6 不同温度下3种灌缝材料的渗透深度［39］

Fig.6 Penetration depth of three kinds of joint grouting materials at different temperatures［39］

图7 不同ER含量的EUPM的低温弯曲拉伸测试结果［40］

Fig.7 Low temperature flexural tensile test results of EUPM with different contents of ER binder［40］

图8 不同密封胶的水稳定性测试结果MS0试验和TSR试验［42］

Fig.8 Water stability test results of different sealants MS0 test and TSR test［42］

图9 水性环氧沥青密封胶在不同温度、不同老化时间下的剪切强度［43］

Fig.9 Shear strength of waterborne epoxy asphalt sealant at different temperatures and aging times［43］

图10 分子界面黏结模型［49］

Fig.10 Molecule models for interface［49］

图11 密封胶在分子动力学模拟与固着液滴法试验下的结果比较［49］

Fig.11 Comparison of results of sealant under molecular dynamics simulation and sessile drop test［49］

性能指标		环氧树脂密封胶类型							参考规范
性能指标		I级				II级			参考规范
压缩强度/MPa		≥40				≥70			JC/T 1041—2007《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》^［52］
拉伸剪切强度/MPa		≥5				≥8
拉伸强度/MPa		≥10				≥15
干黏结强度/MPa		≥3				≥4
湿黏结强度/MPa		≥2				≥2.5
抗渗压力/MPa		≥1				≥1.2
渗透压力比/%		≥300				≥400
		常温固化型				低温固化型
黏度（23 ℃）/mPa·s		≤500							JG/T 264—2010《混凝土裂缝修复灌浆树脂》^［54］
适用期（23 ℃）/min		≥30
拉伸强度/MPa		≥20
拉伸弹性模量/MPa		≥1 500
断裂伸长率/%		≥1
压缩强度/MPa		≥40
弯曲强度/MPa		≥30
拉伸剪切强度/MPa		≥10
		Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ	Ⅵ	Ⅶ
黏度/Pa•s	最小	2	2	2	2	2	-	-	ASTM C881⁃10《Standard Specification for Epoxy Resin Adhesives》^［55］
黏度/Pa•s	最大	10	10	10	10	10	-	-
稠度/mm		6	6	6	6	6	6	6
凝结时间/min		30	30	30	30	30	30	30
黏结强度最小值/MPa	2天	7	-	-	7	-	7	-
黏结强度最小值/MPa	14天	10	10	10	10	10	-	7
热变形温度最小值/℃	7天	-	-	-	50	50	-	-
热变形温度最小值/℃	14天	-	-	-	-	-	50	50
抗压屈服强度最小值/MPa	7天	55	35	⁃	70	55	-	-
压缩模量/MPa	最小	1 000	600	-	1 400	1 000	-	-
压缩模量/MPa	最大	-	-	896	-	-	-	-
拉伸强度/MPa	最小	35	14	-	50	40	-	-
断裂伸长率/%	最小	1	1	30	1	1	-	-

表2 环氧树脂密封胶性能评价标准

Tab.2 Performance evaluation standard for epoxy resin sealant

图12 端羟基聚氨酯预聚体和端羧基聚氨酯预聚体的合成过程［63］

Fig.12 Synthesis process of hydroxyl⁃terminated polyurethane prepolymer and carboxyl⁃terminated polyurethane prepolymer［63］

图13 利用木质素合成RLEP、DMLEP、PHLEP和HMLEP的反应机理［66］

Fig.13 Reaction mechanism of lignin synthesis of RLEP， DMLEP， PHLEP， and HMLEP［66］

图14 EMP材料在裂缝修复中的应用［69］

Fig.14 Ongoing crack repairing applications of EMP material［69］

图15 环氧树脂密封胶在微裂缝修复中的应用［70］

Fig.15 Application of epoxy resin sealant in micro⁃crack repair［70］

图16 DDM⁃FNP阻燃剂的合成工艺［78］

Fig.16 The synthesis process of DDM⁃FNP flame retardant［78］

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用于公路工程的环氧树脂密封胶的研究与应用进展

Research and application progress of epoxy resin sealant used in highway engineering

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