專利名稱：一種用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國公路基層類型主要有半剛性基層和柔性基層，其中半剛性基層浙青路面是我國高等級(jí)公路的主要路面結(jié)構(gòu)形式。公路在建成后，由于各種原因的不少路段會(huì)出現(xiàn)早期破壞顯現(xiàn)，這種路面的病害(如裂縫、沉陷、脫空、松散、坑槽等)通常與基層質(zhì)量密切相關(guān)， 而由于基層強(qiáng)度不足引起的路面早期破壞在工程中比較常見。因此道路基層的修復(fù)和加固對(duì)于路面病害的處治至關(guān)重要。傳統(tǒng)的道路注漿材料是水泥，將攪拌和好的水泥經(jīng)過壓漿管壓入到基層或路基， 水泥固化以達(dá)到加固基層或路基的目的，但是由于水化反應(yīng)耗時(shí)長導(dǎo)致封閉交通時(shí)間過長，嚴(yán)重影響交通(特別是高速公路)運(yùn)輸效率。高聚物注漿技術(shù)解決了這個(gè)問題。與傳統(tǒng)的水泥注漿養(yǎng)護(hù)修復(fù)技術(shù)相比，高聚物道路注漿材料具有可灌性好，固化快，固化時(shí)間可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，從根本上解決了接縫透水、板底脫空帶來的問題，有效地防止唧漿、斷板等病害的發(fā)生，施工快捷，無需養(yǎng)生，對(duì)交通影響小。高聚物注漿材料技術(shù)改變了以往路面開挖，長時(shí)間交通封閉的修補(bǔ)方式，大大節(jié)約了成本，是維護(hù)高速公路經(jīng)濟(jì)且有效的方法。目前，用于道路維修養(yǎng)護(hù)的聚氨酯灌漿材料在國內(nèi)的專利和報(bào)道比較少，用于隧道、橋梁、提壩工程的聚氨酯灌漿材料比較常見，但由于道路維修養(yǎng)護(hù)需要簡單、快捷、高效、的特點(diǎn)，一般的聚氨酯灌漿材料并不適用。中國專利CN102079862A介紹了一種單組份油溶性聚氨酯灌漿材料，該材料需要與水反應(yīng)而形成具有一定強(qiáng)度的固結(jié)體，主要用于防滲堵漏，而非為道路灌菜而設(shè)計(jì)。中國專利CN10209;3537A、CN10209;3536A、CN102079863A等都屬于端-NCO單組份灌漿材料，需要有水參與反應(yīng)而固結(jié)，但是很大一部分道路病害處是沒有滲水的，故無法直接應(yīng)用于高速公路基層的維修養(yǎng)護(hù)。以國內(nèi)在道路修補(bǔ)領(lǐng)域成立較早的鄭州優(yōu)特基礎(chǔ)工程維修有限公司為例，他們引進(jìn)國外的專利技術(shù)，進(jìn)行了高聚物注漿道路維修施工。存在的主要問題有五
1)國內(nèi)尚未完全攻克高聚物注漿材料與設(shè)備，主要依賴進(jìn)口，這是造價(jià)高昂的重要原
因；
2)采用的聚氨酯注漿材料與基層、路基膠結(jié)相容性差，即高聚物主要起充填作用，粘接作用較小，不能將已產(chǎn)生裂縫或輕微松散的潮濕基層膠結(jié)成整體，對(duì)基層的補(bǔ)強(qiáng)作用小；
3)注漿量難以把握，注漿量過小排漿不徹底、充填欠密實(shí)；注漿量過大則導(dǎo)致路面抬升隆起，影響行車的舒適性與安全性；
4)注漿槍易堵塞，洗槍液污染環(huán)境；
5)造價(jià)高昂(約260元/平方米)，難以大面積推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料，其成本低、效果好，基本能夠滿足道路基層材料抗壓強(qiáng)度的要求。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料，其特征是由A組分和B組分經(jīng)混合發(fā)泡膨脹而成，所述的各組分的含量按重量份數(shù)計(jì)為
A組分
聚醚多元醇800-900份
交聯(lián)劑50-150份
發(fā)泡劑10-30份
泡沫穩(wěn)定劑10-30份
催化劑10-40份
B組分
多苯基多亞甲基多異氰酸酯(PAPI)500-1000份
按上述方案，所述的聚醚多元醇為硬質(zhì)泡沫用聚氨酯發(fā)泡料聚醚YC-4110。其外觀為淡黃至黃色透明液體，無機(jī)械雜質(zhì)，羥值(KOHmg/g) 420-480，水分(%，彡)0.15，粘度 (250C ) 4500-6500mPa.s，色度(APHA, ^ ) G_9，PH 值 5-7. 5。按上述方案，所述的交聯(lián)劑為季戊四醇或三羥甲基丙烷。按上述方案，所述的發(fā)泡劑為水。按上述方案，所述的泡沫穩(wěn)定劑為硅-碳鍵非水解型泡沫穩(wěn)定劑SD-601。按上述方案，所述的催化劑為三亞乙基二胺、雙(二甲氨基乙基)醚、N，N-二甲基環(huán)己胺、N，N-二甲基卞胺、N，N 二甲基十六烷基胺、N甲基嗎啉、三乙胺、辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫的一種或多種的混合。用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于包括有以下步驟
1)在裝有冷凝器、攪拌器的反應(yīng)釜內(nèi)，加入800-900份的聚醚多元醇和50-150份的交聯(lián)劑，開啟攪拌并升溫到40-100°C，然后再加入10-30份的發(fā)泡劑、10-30份的泡沫穩(wěn)定劑和10-40份的催化劑攪拌均勻，保溫1-10小時(shí)，降溫回收即可得到聚氨酯A組分；
2)多苯基多亞甲基多異氰酸酯為B組分；
3)將步驟1)得到的聚氨酯A組分和步驟2)的B組分常溫混合均勻，發(fā)泡膨脹完畢，即得到用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料。本發(fā)明所述的多苯基多亞甲基多異氰酸酯簡稱PAPI，或稱粗MDI，淺黃色至褐色粘稠液體，有刺激性氣味，其實(shí)際上是由4，4’ 二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)與官能度大于2 的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯(聚合MDI)組成的混合物。本發(fā)明利用物理共混的方法，在較高溫度下攪拌制得聚氨酯灌漿材料的A組分， 主要是為了增加各相之間的相容性，避免出現(xiàn)分層顯現(xiàn)像，延長保質(zhì)期，B組分PAPI原料易得，只需購買的工業(yè)品即可滿足要求。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明作為道路維修養(yǎng)護(hù)材料使用，即便氣溫在零下也具有符合灌注要求的低粘度，可有效滲入地基裂縫內(nèi)部，在常溫下1-10分鐘內(nèi)能固化，并且固化時(shí)間可以通過催化劑的種類和加入量進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高了施工效率，解決了以往道路修補(bǔ)需長期封閉交通的問題；加入交聯(lián)劑的聚氨酯注漿材料抗壓強(qiáng)度最高能夠達(dá)到4. 4MPa，拉伸剪切強(qiáng)度最高達(dá)到了 2. 71MPa，基本能夠滿足道路基層材料抗壓強(qiáng)度的要求，且能將裂縫處松散、潮濕的泥沙粘接的更加牢固，避免再次出現(xiàn)路面基層的脫空、松散、裂縫、層間水、 唧漿等病害，有望提高路面載荷及道路的使用耐久性。 本專利發(fā)明的專用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組分聚氨酯灌漿材料，與國外的專利產(chǎn)品相比，除具備其所有優(yōu)點(diǎn)外，還具有5個(gè)突出特點(diǎn)
1)與基層、路基膠結(jié)附著性強(qiáng)，相容性好，不僅有充填作用，而且有粘接作用，而國內(nèi)外已用的高聚物注漿材料主要起充填作用，粘接作用較小。由于半剛性基層不可避免地存在裂縫，在唧漿部位的基層裂縫、松散更為突出，聚氨酯漿液能將已產(chǎn)生裂縫或輕微松散的基層膠結(jié)成整體，恢復(fù)或部分恢復(fù)基層的承載能力，實(shí)現(xiàn)非開挖補(bǔ)強(qiáng)基層且效果良好，這一點(diǎn)具有特別重要的意義；
2)抗壓強(qiáng)度大，在密閉空間的發(fā)泡實(shí)驗(yàn)表明，固結(jié)后聚氨酯泡沫塑料的抗壓強(qiáng)度相近于道路半剛性基層的建設(shè)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，能夠避免由于材料脆弱而造成的第二次破壞；
3)適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)眾多底材具有極高的附著力，可廣泛適用于水泥穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類、綜合穩(wěn)定類、粒料類基層和底基層補(bǔ)強(qiáng)；
4)注漿材料凝結(jié)時(shí)間和固化時(shí)間可調(diào)，確保注漿材料有足夠的時(shí)間充填到預(yù)計(jì)的裂縫處后再固化。既保證注漿效果，又不過分延長封閉交通的時(shí)間；
5 )造價(jià)一般可控制在150元/平方米以內(nèi)，價(jià)格優(yōu)勢(shì)十分明顯。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1
權(quán)利要求
1.一種用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料，其特征是由A組分和B組分經(jīng)混合發(fā)泡膨脹而成，所述的各組分的含量按重量份數(shù)計(jì)為A組分聚醚多元醇800-900份交聯(lián)劑50-150份發(fā)泡劑10-30份泡沫穩(wěn)定劑10-30份催化劑10-40份B組分多苯基多亞甲基多異氰酸酯500-1000份。
2.按權(quán)利要求1所述的用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料，其特征是所述的聚醚多元醇為為硬質(zhì)泡沫用聚氨酯發(fā)泡料聚醚YC-4110。
3.按權(quán)利要求1或2所述的用于道路維修養(yǎng)護(hù)用雙組份聚氨酯灌漿材料，其特征是所述的交聯(lián)劑為季戊四醇或三羥甲基丙烷。
4.按權(quán)利要求1或2所述的用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料，其特征是所述的發(fā)泡劑為水。
5.按權(quán)利要求1或2所述的用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料，其特征是所述的泡沫穩(wěn)定劑為硅-碳鍵非水解型泡沫穩(wěn)定劑SD-601。
6.按權(quán)利要求1或2所述的用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料，其特征是所述的催化劑為三亞乙基二胺、雙(二甲氨基乙基)醚、N，N-二甲基環(huán)己胺、N，N-二甲基卞胺、 N，N 二甲基十六烷基胺、N甲基嗎啉、三乙胺、辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫的一種或多種的混合ο
7.權(quán)利要求1所述的用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于包括有以下步驟1)在裝有冷凝器、攪拌器的反應(yīng)釜內(nèi)，加入800-900份的聚醚多元醇和50-150份的交聯(lián)劑，開啟攪拌并升溫到40-100°C，然后再加入10-30份的發(fā)泡劑、10-30份的泡沫穩(wěn)定劑和10-40份的催化劑攪拌均勻，保溫1-10小時(shí)，降溫回收即可得到聚氨酯A組分；2)多苯基多亞甲基多異氰酸酯為B組分；3)將步驟1)得到的聚氨酯A組分和步驟2)的B組分常溫混合均勻，發(fā)泡膨脹完畢，即得到用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于道路維修養(yǎng)護(hù)的雙組份聚氨酯灌漿材料及其制備方法，由A組分和B組分經(jīng)混合發(fā)泡膨脹而成，所述的A組分的含量按重量份數(shù)計(jì)為聚醚多元醇800-900份；交聯(lián)劑50-150份；發(fā)泡劑10-30份；泡沫穩(wěn)定劑10-30份；催化劑10-40份；B組分多苯基多亞甲基多異氰酸酯500-1000份；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明作為道路維修養(yǎng)護(hù)材料使用，即便氣溫在零下也具有符合灌注要求的低粘度，可有效滲入地基裂縫內(nèi)部，在常溫下1-10分鐘內(nèi)能固化，并且固化時(shí)間可以通過催化劑的種類和加入量進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高了施工效率，解決了以往道路修補(bǔ)需長期封閉交通的問題。
文檔編號(hào)E01C23/06GK102516492SQ20111038644
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者劉洋, 張良均, 李娜, 胡國祥 申請(qǐng)人:武漢工程大學(xué)