CN106674991A - 一种改性聚氨酯冷补液、制备方法及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性聚氨酯冷补液、制备方法及使用方法，包括多异氰酸酯100～140份、聚醚多元醇80～150份、聚酯多元醇80～150份、SBS树脂10～15份、催化剂0.03～0.15份、稀释剂200～300份、增塑剂20～40份、消泡剂0.5～1份。本发明利用聚氨酯中含有的‑NCO基团，与集材表面吸附水反应，形成共价键和络合物等。可以直接与集料拌合，快速道路修复，不受季节限制，修复完成后，影响通车时间短，适用于任何天气和环境下，修补各种不同类型的道路面层。能满足高寒地区道路使用性能，延长道路使用寿命。操作简单，使用方便，贮存稳定性好，用途广泛，修补成本低，社会效益显著，易于产业化。

Description

一种改性聚氨酯冷补液、制备方法及使用方法
技术领域
本发明涉及一种沥青道路的冷补液，尤其涉及的是一种改性聚氨酯冷补液、制备方法及使用方法。
背景技术
传统热态修补施工对于地点分散，工程量小的路面维修十分不方便，并且不能在雨雪天气正常施工。冷补法较好地弥补了热态法的不足，适用于任何天气和环境下，修补各种不同类型的道路面层，故在道路养护方面的应用逐年增加。
普通冷补液,往往初始强度不高，后期因为稀释剂挥发缓慢，由于不能快速形成强度，在开放交通后，容易再次出现松散、脱落等病害，使用耐久性较差,只能作为病害的临时处治措施。
国内外对沥青改性进行了研究，改性沥青是向沥青中加入改性剂，使沥青或沥青混合料的性能得以改善。其中，改性剂多为：橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等。这种沥青改性方法的缺点是：由于只是简单的将改性剂加入沥青中进行物理共混，因而易产生离析分层的问题，而且对于沥青的对温度敏感性强、粘度低、柔韧性差等问题虽有改善，但效果不理想。
中国发明专利CN201210307108.6，公开了一种聚氨酯改性沥青的制备方法，它在引发剂作用下，将沥青和烯丙醇反应制备含羟基沥青，再和异氰酸酯反应，制得聚氨酯改性沥青。只是改善了沥青的低温发脆，柔韧性差等缺点。但沥青施工性能及其他性能没有根本改变。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种改性聚氨酯冷补液、制备方法及使用方法，能够快速形成高强度，提高耐久性。
本发明是通过以下技术方案实现的：本发明一种改性聚氨酯冷补液，按重量计，包括多异氰酸酯100～140份、聚醚多元醇80～150份、聚酯多元醇80～150份、SBS树脂10～15份、催化剂0.03～0.15份、稀释剂200～300份、增塑剂20～40份、消泡剂0.5～1份。
所述多异氰酸酯选自芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯脂、环族多异氰酸酯中的一种或多种。
所述聚醚多元醇选自聚乙二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚丁二烯二醇、聚丁二烯聚醚二醇、聚丁二烯-丙烯腈二醇中的至少一种。
所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚碳酸1,6-己二醇酯二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇中的至少一种。
所述稀释剂选自丙酮、丁酮、甲乙酮、二氧六环、N,N-二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、醋酸甲酯、乙酯丁酯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、汽油、煤油、柴油中的至少一种。
所述增塑剂选自脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、柠檬酸酯类、聚酯类中的至少一种。
所述消泡剂选自消有机硅类消泡剂、聚醚消泡剂、聚醚改性硅油消泡剂、高碳醇消泡剂中的至少一种。
所述SBS树脂线型SBS平均分子量8～12万。按质量分数为10～15份。
所述催化剂包括有机锡类、胺类任选一种或两种或多种。
所述冷补液为粘稠液，密度为1.1～1.2g/cm3，固含量为30～85％，粘度在25℃时为5000～8000mPa·s-1。
一种改性聚氨酯冷补液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚醚多元醇或聚酯多元醇、沥青升温至110～120℃，在0.06～0.08MPa真空度下，脱水2～3h，聚合物多元醇中水分的质量分数小于或等于0.05％时，降温至40～50℃，制得脱水聚合物多元醇；
(2)将多异氰酸酯缓慢加入到步骤(1)制得的脱水聚合物多元醇内，在氮气保护下，加入SBS树脂、催化剂和稀释剂，自然升温到室温后再升温到70～100℃，保温3～5h，再将混合物的温度降至40～50℃，依次加入增塑剂、稀释剂、消泡剂共同混合0.3～1h，制得聚氨酯冷补液。
一种改性聚氨酯冷补液的使用方法，具体过程如下：改性聚氨酯冷补液常温下直接与集料拌合制成冷补沥青混合料，然后对路面坑槽进行修补。
现有的冷补沥青混合料中的一些溶剂不断的挥发，使得沥青材料越来越粘稠，冷补混合料之间的间隙越来越小，颗粒的分布更加的紧凑均匀，矿料之间的粘性力更加的牢固。本发明是通过化学反应来实现的。聚氨酯中含有的-NCO基团，与集材表面吸附水反应，形成共价键和络合物等，形成高强度。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明克服了普通冷补液初始强度不高，强度增长缓慢的缺点。能够更快的形成较高的强度，可缩短开放交通的时间，具有优异的路用性能和耐久性，能满足高寒地区道路使用性能，延长道路使用寿命使用时无需加热，可以直接与集料拌合，快速道路修复，不受季节限制，修复完成后，影响通车时间短，适用于任何天气和环境下，修补各种不同类型的道路面层。能满足高寒地区道路使用性能，延长道路使用寿命。操作简单，使用方便，贮存稳定性好，用途广泛，修补成本低，社会效益显著，易于产业化。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例的改性聚氨酯冷补液的制备方法如下：
(1)将100份聚醚220、100份聚己二酸乙二醇酯二醇和50份石油沥青升温至110～120℃，在0.06MPa真空度下，脱水3h，测得聚合物多元醇水分的质量分数在0.05％以下时，降温至40℃，制得脱水聚合物多元醇；
(2)将110份PAPI缓慢加入步骤(1)制得的脱水混合聚醚中，在氮气保护下，加入8份SBS树脂、0.02份辛酸亚锡、0.06份三乙醇胺、50份二甲苯、50份乙酸乙酯，自然升温结束后再升温到70℃，保温3h，然后将产物的温度降至40℃，依次加入20份氯化石蜡、150份乙酸乙酯、0.5份二甲基硅油共混0.5h，制得SBS改性聚氨酯冷补液。
外观为棕褐色粘稠液；密度为1.13g/cm3；固含量为62％；粘度(25℃)为6600mPa·s-1。
实施例2
本实施例的改性聚氨酯冷补液的制备方法如下：
(1)将120份聚醚220、120份聚己二酸乙二醇酯二醇和30份天然沥青升温至110～120℃，在0.06MPa真空度下，脱水3h，测得聚合物多元醇水分的质量分数在0.05％以下时，降温至50℃，制得脱水聚合物多元醇；
(2)将120份4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯加入步骤(1)制得的脱水聚合物多元醇，在氮气保护下，加入10份SBS树脂、0.01份二月桂酸二丁基锡、0.03份三乙醇胺、70份甲苯、50份二氧六环，自然升温结束后再升温到80℃，保温4h，然后将产物的温度降至50℃，依次加入30份邻苯二甲酸酯二丁酯、100份乙酸甲酯、0.5份二甲基硅油共混0.5h，制得SBS改性聚氨酯冷补液；
外观为棕褐色粘稠液；密度为1.16g/cm3；固含量为70％；粘度(25℃)为6250mPa·s-1。
实施例3
本实施例的改性聚氨酯冷补液的制备方法如下：
(1)将200份聚醚330和70份煤焦沥青升温至115℃，在0.07MPa真空度下脱水2.5h，测得聚醚水分的质量分数在0.05％以下时，降温至45℃，制得脱水聚醚多元醇；
(2)将100份甲苯二异氰酸酯缓慢加入步骤(1)制得的脱水聚醚多元醇，在氮气保护下，加入13份SBS树脂、0.02份辛酸亚锡、0.06份三乙醇胺、50份四氯化碳、25份甲乙酮、25份N-甲基吡咯烷酮，自然升温结束后再升温到90℃，保温3h，然后将产物的温度降至50℃，依次加入30份对苯二甲酸二丁酯、180份乙酸乙酯、0.8份聚二甲基硅氧烷共混0.5h，制得SBS改性聚氨酯冷补液；
外观为棕褐色粘稠液；密度为1.12g/cm3；固含量为58％；粘度(25℃)为5550mPa·s-1。
使用实施例1～3任一项所述的改性聚氨酯冷补液，在常温下直接将冷补液与集料拌合制成冷补沥青混合料，然后对路面坑槽进行修补。拌合过程中无需加热，制得的冷补沥青混合料具有非常好的初始及成型强度、抗水损性，同时其施工和易性也较好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改性聚氨酯冷补液，其特征在于，按重量计，包括多异氰酸酯100～140份、聚醚多元醇80～150份、聚酯多元醇80～150份、SBS树脂10～15份、催化剂0.03～0.15份、稀释剂200～300份、增塑剂20～40份、消泡剂0.5～1份。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯冷补液，其特征在于，所述多异氰酸酯选自芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯脂、环族多异氰酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯冷补液，其特征在于，所述聚醚多元醇选自聚乙二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚丁二烯二醇、聚丁二烯聚醚二醇、聚丁二烯-丙烯腈二醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯冷补液，其特征在于，所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚碳酸1,6-己二醇酯二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯冷补液，其特征在于，所述稀释剂选自丙酮、丁酮、甲乙酮、二氧六环、N,N-二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、醋酸甲酯、乙酯丁酯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、汽油、煤油、柴油中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯冷补液，其特征在于，所述增塑剂选自脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、柠檬酸酯类、聚酯类中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯冷补液，其特征在于，所述消泡剂选自消有机硅类消泡剂、聚醚消泡剂、聚醚改性硅油消泡剂、高碳醇消泡剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯冷补液，其特征在于，所述冷补液为粘稠液，密度为1.1～1.2g/cm3，固含量为30～85％，粘度在25℃时为5000～8000mPa·s-1。
9.如权利要求1～8任一项所述的一种改性聚氨酯冷补液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚醚多元醇或聚酯多元醇、沥青升温至110～120℃，在0.06～0.08MPa真空度下，脱水2～3h，聚合物多元醇中水分的质量分数小于或等于0.05％时，降温至40～50℃，制得脱水聚合物多元醇；
(2)将多异氰酸酯缓慢加入到步骤(1)制得的脱水聚合物多元醇内，在氮气保护下，加入SBS树脂、催化剂和稀释剂，自然升温到室温后再升温到70～100℃，保温3～5h，再将混合物的温度降至40～50℃，依次加入增塑剂、稀释剂、消泡剂共同混合0.3～1h，制得聚氨酯冷补液。
10.如权利要求1～8所述的一种改性聚氨酯冷补液的使用方法，其特征在于，具体过程如下：改性聚氨酯冷补液常温下直接与集料拌合制成冷补沥青混合料，然后对路面坑槽进行修补。
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