一種機場跑道基層病害修復(fù)用高聚物注漿材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及注漿材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機場跑道基層病害修復(fù)用高聚物注 漿材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的飛機起降跑道都是混凝土或瀝青材料，但是由于多種原因，許多機場跑道 路面建成不久就不能適應(yīng)飛機起降的需要，產(chǎn)生了諸如脫空、沉陷、拱起和裂紋等各種各樣 的破壞現(xiàn)象，針對這些常見和普遍的病害，如果不能及時進行處治，勢必造成機場跑道路面 的斷裂和路面使用性能的加速衰變。
[0003] 當(dāng)前，選擇優(yōu)質(zhì)、廉價的機場跑道基層病害修復(fù)用注漿材料，采取科學(xué)方便的施 工，為建設(shè)好新機場、改造好舊機場的基層病害治理工程，創(chuàng)造出"有所為"的決策條件是當(dāng) 前材料研究者必須認真思考的課題。近年來國內(nèi)外陸續(xù)研究出了熱熔聚氨酯注漿材料，室 溫硫化灌注液態(tài)聚氨酯漿材以及液體自流平室溫硫化聚硫密封材料等許多品種，代替了早 期廣泛使用的熱熔瀝青注漿材料，不同程度地取得了技術(shù)上的進步，但也存在若干缺點有 待克服。例如，傳統(tǒng)的熱熔聚氨酯漿材在機場跑道基層病害修復(fù)中受熱膨脹嚴(yán)重，常漲出路 面，危及飛機起降安全，且熱熔注漿需專門設(shè)備，限制了該類注漿材料的推廣。而一般的聚 氨酯注漿材料的耐水性較差，與水泥路面的接合力因水解而遭破壞。
[0004]總的來說，目前的注漿材料在用于機場跑道基層病害修復(fù)方面還稍顯不足，如何 開發(fā)出一種具有良好的水密、氣密作用，并具有彈性、粘接性以及良好的耐久性、耐候性、能 經(jīng)受熱脹冷縮，防腐拉伸、壓縮而不被破壞，從而起到長期保護機場跑道路面不被破壞作用 的注漿材料，對保障機場跑道安全并具有長期的使用壽命具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于【背景技術(shù)】提出的問題，本發(fā)明提出了一種機場跑道基層病害修復(fù)用高聚物注 漿材料，所述注漿材料克服了傳統(tǒng)聚氨酯注漿材料不耐候、壽命短的缺點，其具有良好的耐 水、耐油、耐熱的性能優(yōu)點，同時彈性、粘接性能良好，抗嵌入性優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于機場跑 道基層病害的修補工程。
[0006] 本發(fā)明提出了一種機場跑道基層病害修復(fù)用高聚物注漿材料，所述注漿材料由組 分A和組分B按照重量比1:0.8-1.2的比例混合而成：
[0007] 所述組分A的原料按重量份包括:聚氨酯預(yù)聚體60-80份；
[0008] 所述組分B的原料按重量份包括:聚酯多元醇20-40份、擴鏈劑2-8份、廢橡膠粉5-15份、改性粉煤灰20-40份、阻燃劑2-5份、增塑劑15-25份、錫類催化劑0.5-1份；
[0009] 所述聚氨酯預(yù)聚體為端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，其制備方法包括:將聚酯多元 醇、端羥基聚硅氧烷和催化劑苯甲酰氯在真空度為-0.08--0.lMPa、溫度為90-100°C條件下 脫水2-3h，降溫至55-65°C，通入氮氣恢復(fù)常壓，在氮氣保護的條件下，滴加異氰酸酯，保溫 攪拌0.5-lh后，升溫至75-95°C，攪拌反應(yīng)2-4h，真空脫水，得到所述端異氰酸酯基聚氨酯預(yù) 聚體;優(yōu)選地，所述聚氨酯預(yù)聚體的異氰酸根含量為15_25wt %。
[0010]優(yōu)選地，所述聚酯多元醇是羥值為160-240mgK0H/g、官能度為2-3,平均分子量為 1000-4000的聚酯多元醇;所述端羥基聚硅氧烷硅為雙端羥基聚硅氧烷，所述雙端羥基聚硅 氧燒為分子量為500-3000的輕經(jīng)基封端聚硅氧烷或娃羥基封端聚硅氧烷。
[0011] 優(yōu)選地，所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異 氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、亞苯二甲基二異氰酸酯、1，4_環(huán)己烷二異 氰酸酯、萘-1，5-二異氰酸酯或多苯基甲烷多異氰酸酯中的一種或多種的組合物。
[0012] 優(yōu)選地，聚酯多元醇、端羥基聚硅氧烷、異氰酸酯的重量配比為10:1-3: 2-5。優(yōu)選 地，所述改性粉煤灰為將粉煤灰通過KH-550表面改性得到，其中所述粉煤灰的粒徑為5-45um，其成分按重量百分比包括：Si0 240-60%，Al2〇32〇-35%，CaO 3-10%，F(xiàn)e2〇35-10%， S〇3〇.5-5%〇
[0013] 優(yōu)選地，所述擴鏈劑是由75-80wt %的3，3 ' -二氯-4，4 ' -二氨基二苯基甲烷和20-25wt %的2，4-二甲硫基甲苯二胺組成。
[0014] 優(yōu)選地，所述阻燃劑為氫氧化鋁和氧化銻組成的復(fù)合阻燃劑。
[0015]優(yōu)選地，所述有機錫類催化劑為辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫。
[0016] 優(yōu)選地，組分B的制備方法包括:將聚酯多元醇、擴鏈劑、廢橡膠粉、改性粉煤灰、阻 燃劑、增塑劑和錫類催化劑混勻，加熱，攪拌，研磨，在90_100°C下真空脫水l_3h，得到組分 B〇
[0017] 本發(fā)明所述機場跑道基層病害修復(fù)用高聚物注漿材料，其主要成分是端NC0基聚 氨酯預(yù)聚體，其通過聚酯多元醇、端羥基聚硅氧烷和異氰酸酯三者嵌段聚合反應(yīng)得到，由此 在傳統(tǒng)的聚氨酯碳-碳主鏈結(jié)構(gòu)中嵌入有機娃和有機酯的鏈段，由于有機娃鏈段中的娃-氧 (Si-o)鍵主鏈完全不同于碳-碳鍵主鏈，前者鍵能較高，且鍵角較寬，因此具有良好的耐水 性、耐熱性以及抗老化性能;與此同時有機酯的引入，可使所述預(yù)聚體整個主鏈的柔順性增 強，表現(xiàn)為高彈性，其嵌入到聚氨酯主鏈中，可克服有機硅鏈段帶來的降低預(yù)聚體彈性的缺 點；因此所述聚氨酯預(yù)聚體通過有機硅和有機酯的改性，在保持了原有的聚氨酯預(yù)聚體各 項優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上，還具有了聚硅氧烷和聚酯的特性，表現(xiàn)出良好的低溫柔順性、介電 性、表面富集性和優(yōu)良的生物相容性等，在所述聚氨酯預(yù)聚體固化后，分子結(jié)構(gòu)中有機硅鏈 段更傾向于表面富集取向，而聚氨酯鏈段朝向內(nèi)層，這使所得到的注漿材料的附著力、硬 度、固化速度等力學(xué)性能得到顯著改善，同時有機硅低表面能得到保持，從而具有較好耐候 性、抗老化性以及耐高溫性。本發(fā)明中通過上述聚氨酯預(yù)聚體配制得到的高聚物注漿材料 可以在諸如改善耐紫外線穩(wěn)定性、耐候性、對無機和有機基材優(yōu)異的粘接性等定向應(yīng)用性 能與其物理性能之間保持很好的平衡。
[0018] 此外，本發(fā)明在配置注漿材料中還加入了一定量的活潑氫化合物、填充劑、增塑 劑、阻燃劑以及催化劑，以此調(diào)節(jié)漿材固化速率，使凝膠固化后與混凝土、瀝青等之間粘結(jié) 性優(yōu)良，形成的固結(jié)體具有一定的韌性、阻燃性能，以適應(yīng)機長跑道的地基形變和外界應(yīng)力 影響;其中填充劑選擇加入廢橡膠粉和改性粉煤灰，改性粉煤灰、廢橡膠粉均勻分散在聚氨 酯注漿材料中，不僅改善了注漿材料的力學(xué)性能，而且改善注漿材料與機場跑道路面的粘 接能力。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做出詳細說明。
[0020] 實施例1
[0021] 本實施例所述機場跑道基層病害修復(fù)用高聚物注漿材料，所述注漿材料由組分A 和組分B按照重量比1:0.8的比例混合而成：
[0022] 所述組分A的原料按重量份包括:聚氨酯預(yù)聚體60份；
[0023]所述組分B的原料按重量份包括：聚酯多元醇40份、擴鏈劑2份、廢橡膠粉15份、改 性粉煤灰20份、阻燃劑5份、增塑劑15份、錫類催化劑1份；
[0024] 所述聚氨酯預(yù)聚體為端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，其制備方法包括:將聚酯多元 醇、端羥基聚硅氧烷和催化劑苯甲酰氯在真空度為-0. 〇8MPa、溫度為100°C條件下脫水2h， 降溫至65°C，通入氮氣恢復(fù)常壓，在氮氣保護的條件下，滴加異氰酸酯，保溫攪拌0.5h后，升 溫至95°C，攪拌反應(yīng)2h，真空脫水，得到所述端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，其中聚酯多元醇、 端羥基聚硅氧烷、異氰酸酯的重量配比為10:1:5;所述聚酯多元醇是羥值為160mgK0H/g、官 能度為3,平均分子量為1000的聚酯多元醇;所述端羥基聚硅氧烷硅為雙端羥基聚硅氧烷， 所述雙端羥基聚硅氧烷為分子量為3000的羥烴基封端聚硅氧烷;所述異氰酸酯為甲苯二異 氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯的組合物;所述聚氨酯預(yù)聚體的異氰酸根含量為15wt % ;
[0025] 所述改性粉煤灰為將粉煤灰通過KH-550表面改性得到，其中所述粉煤灰的粒徑為 5um，其成分按重量百分比包括:Si0 260%，A120320%，CaO 10%，F(xiàn)e2〇35%，S035% ;所述擴鏈 劑是由75wt %的3，3 ' -二氯-4，4 ' -二氨基二苯基甲烷和25wt %的2，4-二甲硫基甲苯二胺組 成;所述阻燃劑為氫氧化鋁和氧化銻組成的復(fù)合阻燃劑;所述有機錫類催化劑為辛酸亞錫。
[0026] 實施例2
[0027] 本實施例所述機場跑道基層病害修復(fù)用高聚物注漿材料，所述注漿材料由組分A 和組分B按照重量比1:1.2的比例混合而成：
[0028]所述組分A的原料按重量份包括:聚氨酯預(yù)聚體80份；
[0029]所述組分B的原料按重量份包括:聚酯多元醇20份、擴鏈劑8份、廢橡膠粉5份、改性 粉煤灰40份、阻燃劑2份、增塑劑25份、錫類催化劑0.5份；
[0030]所述聚氨酯預(yù)聚體為端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，其制備方法包括:將聚酯多元 醇、端羥基聚硅氧烷和催化劑苯甲酰氯在真空度為-〇. IMPa、溫度為90°C條件下脫水3h，降 溫至55°C，通入氮氣恢復(fù)常壓，在氮氣保護的條件下，滴加異氰酸酯，保溫攪拌lh后，升溫至 75°C，攪拌反應(yīng)4h，真空脫水，得到所述端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，其中聚酯多元醇、端羥 基聚硅氧烷、異氰酸酯的重量配比為10:3:2;所述聚酯多元醇是羥值為240mgK0H/g、官能度 為2，平均分子量為4000的聚酯多元醇;所述端羥基聚硅氧烷硅為雙端羥基聚硅氧烷，所述 雙端羥基聚硅氧烷為分子量為500的硅羥基封端聚硅氧烷;所述異氰酸酯為異佛爾酮二異 氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯的組合物;所述聚氨酯預(yù)聚體的異氰酸根含量為25wt % ;
[0031 ]所述改性粉煤灰為將粉煤灰通過KH-550表面改性得到，其中所述粉煤灰的粒徑為 45um，其成分按重量百分比包括：Si0250%，Al2〇335%，CaO 3%，F(xiàn)e2〇310%，S032% ;所述擴 鏈劑是由80wt %的3，3 ' -二氯-4，4 ' -二氨基二苯基甲烷和20wt %的2，4-二甲硫基甲苯二胺 組成;所述阻燃劑為氫氧化鋁和氧化銻組成的復(fù)合阻燃劑;所述有機錫類催化劑為二月桂 酸二丁基錫。
[0032] 實施例3