CN102224296A - 路面的回收利用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造道路、通道和用于交通运输的其它表面的方法。根据所述方法,制备一种包含粉碎的路面材料、矿物材料和/或玻璃、聚合物反应混合物和任选地其它添加剂的混合物,并且将其施用于基质材料,并使其硬化。本发明还涉及根据这种方法获得的道路、通道和用于交通运输的其它表面。
Description
本发明涉及一种制造道路、通道和交通运输使用的其它区域的方法,所述方法通过以下方式进行:制备一种包含磨碎的路面、矿物材料和/或玻璃、聚合物反应混合物和——如果需要——其它添加剂的混合物,并且将其施用于基质材料,并使其硬化。本发明还涉及可通过这种方法获得的道路、通道和交通运输使用的其它区域。
本发明的其它实施方案见于权利要求、说明书和实施例。本发明的主题的上述特征和下文将要解释的特征,当然不仅可用于所述的各种组合,还可用于其它组合,而不会超出本发明的范围。
道路主要由沥青制造而来。为此,通过应用主要以柏油作为粘合剂的矿物混合物——如果合适——以多层的形式施用在基质上。还已知用塑料作为粘合剂的路面,例如DE 19605990和DE 19651749中所述。
基于柏油的道路根据质量与负荷的情况通常在约12至18年之后必须更新,并且如果顶层有开口,则少至6至7年之后就必须更新。为此,要将旧的沥青全部移除或部分移除。如果合适,可将最高达优选15重量%的少量移除的材料以相同的粒度分布回收利用。为此,必须将材料输送至沥青混合工厂,使其在此于约180℃的温度下与新鲜的柏油以及矿物材料混合。然后再将所得的沥青从沥青混合工厂输送至安装场所。这一过程会导致严重的环境污染,尤其是因为为此目的所必须的卡车运输,以及因为沥青混合工厂中的高能耗。另一因素是沥青不可再利用,其粘合剂仍包含一定比例的焦油,由于焦油有毒,沥青必须作为特殊废弃物丢弃。
本发明的一个目的是提供一种可制造道路、通道和交通运输使用的其它区域、而且会减少环境污染的方法。
本发明目的通过一种用于制造道路、通道和交通运输使用的其它区域的方法而实现,所述方法通过以下方式进行:制备一种包含磨碎的路面、矿物材料和/或玻璃、聚合物反应混合物和——如果需要——其它添加剂的混合物,并且将其施用于基质材料,并使其硬化。
道路、通道和交通运输使用的其它区域一般由多层组成。这些层在表面具有至少一层结合顶层,以及,如果合适,其它更厚的结合层和未结合层。更厚的结合层通常称为承重层,更厚的未结合层通常是由卵石和砂砾组成的基层。作为粘合剂用于结合顶层和承重层的常规材料有水泥、塑料或柏油。
本发明的方法在此涉及结合层的制造。这些结合层可为承重层或顶层。承重层与顶层之间的主要区别在于所用矿物材料的平均直径。本发明的方法优选地涉及顶层的制造。所用的基质材料可为任意所需的材料,例如沙质土、泥土、亚粘土、混凝土、石料。基质材料优选地为基层和/或承重层。
根据本发明,磨碎的路面是指磨碎或破碎的顶层或者磨碎或破碎的承重层以及磨碎的卵石层或磨碎的砂砾层。磨碎的路面优选地为磨碎的结合层,特别是磨碎的顶层。用于磨碎的结合层的粘合剂在此优选地为基于聚合物或基于柏油的粘合剂,特别是基于柏油的粘合剂。这个特别优选的变型方案不仅利用了柏油的热塑性或粘弹性性质,还利用了聚合物粘合剂的高温性质。磨碎的路面的粒度分布在此可用已知的方式通过调整研磨条件或移除不需要的粒度来调节。根据本发明,还可用基于有孔沥青的顶层作为磨碎的路面的基体。
在此所用的矿物材料可包含任意已知的矿物材料。例如可在此使用沙质土或磨碎的石料(已知作为破碎的材料),其中沙质土有一个主要为圆形的表面,并且破碎的材料有一些棱边和断面。特别优选的是所用矿物材料包含主要由破碎的材料组成的材料。
所用玻璃优选地包含磨碎或破碎的玻璃。破碎的玻璃在此优选有色玻璃,其使得例如可应用标记。玻璃在此可与矿物材料一起使用或取代矿物材料。优选地仅使用矿物材料,而不使用玻璃。
由磨碎的路面以及矿物材料和/或玻璃组成的混合物的粒度分布特别优选沥青道路结构中遇到的基于本说明书的那些,其随待实现的用途而变化,例如用于承重层和顶层,例如填有石料的砂胶沥青或可排水的沥青。粒度分布可通过调节磨碎的路面的粒度或者通过使用具有一定粒度分布的矿物材料或者通过其二者来调节。磨碎的路面和矿物材料在此可以任意重量比混合。磨碎的路面的比例优选地小于95重量%,特别优选5重量%至80重量%,特别是10重量%至70重量%,基于由磨碎的路面和矿物材料组成的混合物的总重量计。
聚合物反应混合物在此指能够反应生成聚合物的混合物。这些混合物涵盖了包含例如能够通过链增长反应(例如自由基聚合或离子聚合)而反应生成聚合物的分子(例如不饱和化合物)、或能够进入缩聚反应的分子(例如多元醇)、或能够进入加聚反应的分子(例如多元醇和多异氰酸酯)的那些混合物,或者诸如环氧化物的那些混合物。本发明的聚合物反应混合物优选地于40℃下为液体。
所述聚合物反应混合物优选包括用于制备环氧树脂或聚氨基甲酸酯的混合物。特别是,其包括用于制备聚氨基甲酸酯、聚氨基甲酸酯反应混合物的混合物。聚合物反应混合物在此优选地基本不包含溶剂。
由聚合物反应混合物获得的聚合物优选地为致密的,这是指其基本不包含孔。与多孔聚合物相比,致密聚合物的特性是具有更好的机械稳定性。气泡可在聚合物中产生,并且主要是非临界(critical)的。然而,应该尽快使其最小化。此外优选所得的聚合物是疏水性的。这可抑制由水造成的聚合物降解。
本发明的聚合物反应混合物优选地包含用于提高对回收利用的材料以及对矿物材料的粘附力的化合物。例如,这些为具有通式(I)的羟基氨基硅烷或烷氧基氨基硅烷化合物
其中
X彼此独立地为OH、CH3、O[CH2]pCH3;
Y为[CH2]t、[(CH2)rNH(CH2)s]b、[(CH2)rNH(CH2)sNH(CH2)z]b;
R、R’为H、[CH2]tCH3;
t为0-10;
n为1-3;
p为0-5;
m为4-n;
r、s、b和z彼此独立地为1-10。
烷氧基氨基硅烷化合物(I)通常为三羟基氨基硅烷化合物、二烷氧基氨基硅烷化合物或三烷氧基氨基硅烷化合物。优选的烷氧基基团X为甲氧基和乙氧基。氨基基团必须为对异氰酸酯基团具有反应性的氨基基团,即伯氨基或仲氨基基团。优选的烷基基团R为氢、甲基和乙基。
烷氧基氨基硅烷化合物(I)优选地包含三羟基氨基硅烷化合物或三烷氧基氨基硅烷化合物,其中,在式(I)中,X=OH或O[CH2]pCH3,且p=0、1。
进一步优选的是,烷氧基氨基硅烷化合物(I)包含烷氧基二氨基硅烷化合物,其中,在式(I)中,Y=[CH2]rNH[CH2]s,并且r和s相同或不同,为1或2。实例为[CH2]3NH[CH2]2、[CH2]2NH[CH2]2、[CH2]NH[CH2]、[CH2]3NH[CH2]3、[CH2CH(CH3)CH2]NH[CH2]2和[CH2]2NH[CH2]3。
烷氧基氨基硅烷化合物(I)特别地包括三烷氧基二氨基硅烷化合物,其中,在式(I)中,X=O[CH2]pCH3,其中p=0、1,并且Y=[CH2]rNH[CH2]s,其中r和s相同或不同,为1或2。
特别优选的烷氧基氨基硅烷化合物(I)为3-三乙氧基甲硅烷基丙胺、N-(3-三羟基甲硅烷基丙基)乙二胺、N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)乙二胺和N-(3-甲基二甲氧基甲基甲硅烷基-2-甲基丙基)乙二胺。
聚合物反应混合物在此通常包含浓度为0.01重量%至10重量%、优选0.1重量%至1重量%的用于提高粘附力的化合物,基于聚合物反应混合物总重量计。此处所述用于提高粘附力的化合物还可在先与聚合物反应混合物的其它成分反应,例如借助存在的任意OH基团。
为了本发明的目的,用于制备环氧树脂的混合物是指包含含有环氧基团的化合物和合适的硬化剂的混合物。在此所述混合物能够由含有环氧基团的化合物起始,通过使用合适的硬化剂使所述环氧基团加聚而形成环氧树脂。当反应中的转化率,基于用于制备环氧树脂的环氧基团计,优选地小于90%、特别优选地小于75%、特别是小于50%时,本发明使用表达“用于制备环氧树脂的混合物”。
所用的含有环氧基团的化合物优选地为含有至少两个环氧基团并且在室温下为液体的化合物。含有环氧基团的不同化合物的混合物也可在此使用。优选的是所述化合物为疏水的,或者所述化合物包含至少一种疏水、并且含有环氧基团的化合物。这种疏水化合物例如通过双酚A或双酚F与氯甲代氧丙环的缩合反应而获得。所述化合物可单独地或以混合物的形式使用。
在一个实施方案中,使用由上述含有环氧基团的疏水化合物和含有环氧基团的可自身乳化的亲水化合物组成的混合物。这些亲水化合物在此通过将亲水基团引入至含有环氧基团的化合物的主链而获得。这种化合物及其制备方法公开于,例如,JP-A-7-206982和JP-A-7-304853。
所用硬化剂包括催化含有环氧基团的化合物的均聚反应的化合物,或者与环氧基团或与仲羟基基团发生共价反应的化合物,例如聚胺、聚氨基酰胺、酮亚胺、羧酸酐和三聚氰胺-脲-苯酚加合物和甲醛加合物。优选使用酮亚胺,其可通过含有伯氨基或仲氨基基团的化合物(例如二乙三胺、三乙四胺、丙二胺或二甲苯二胺)与羰基化合物(例如丙酮、甲基乙基酮或甲基异丁基酮)的反应而获得;或者使用脂肪族、脂环族和芳香族聚胺化合物和聚酰胺化合物。特别优选使用的硬化剂为酮亚胺或含有酮亚胺的可相容的混合物。
硬化剂中的活性基团与环氧基团的比例优选地为0.7∶1至1.5∶1,特别优选1.1∶1至1.4∶1。
在环氧树脂的制备过程中,除了含有环氧基团的化合物和所用硬化剂之外,还可加入其它添加剂,例如溶剂、反应性稀释剂、填充剂和颜料。这种添加剂是本领域技术人员已知的。
聚氨基甲酸酯反应混合物是由含有异氰酸酯基团的化合物和含有对异氰酸酯具有反应性的基团的化合物组成的混合物,其中反应转化率,基于用于制备聚氨基甲酸酯反应混合物的异氰酸酯基团计,优选地小于90%,特别优选地小于75%,特别是小于50%。含有对异氰酸酯具有活反应的基团的化合物在此不仅包括高分子量化合物(例如聚醚和聚酯醇),还包含低分子量化合物(例如丙三醇、乙二醇以及水)。如果反应转化率,基于异氰酸酯基团计,大于90%,则在下文中使用术语聚氨基甲酸酯。聚氨基甲酸酯反应混合物在此还包括用于制备聚合物的其它反应混合物。可用于制备聚合物的其它反应混合物的实例为用于制备环氧化物、丙烯酸酯或聚醚树脂的反应混合物。用于制备聚合物的其它反应混合物的比例在此优选地小于50重量%,基于聚氨基甲酸酯反应混合物的总重量计。特别优选的是聚氨基甲酸酯反应混合物不包含用于制备聚合物的其它反应混合物。
所述聚氨基甲酸酯反应混合物可包括所谓的水分固化体系。这些体系包括通过加入水或通过湿度、主要通过形成脲基团而形成聚氨基甲酸酯或聚脲的异氰酸酯预聚物。
优选使用所谓的双组份体系用于制备聚氨基甲酸酯反应混合物。为此,使包含含有异氰酸酯基团的化合物的异氰酸酯组分与包含含有对异氰酸酯具有反应性的基团的化合物的多元醇组分以定量比例混合,以便异氰酸酯指数在40至300、优选60至200、特别优选80至150的范围内。
为了本发明的目的,异氰酸酯指数在此指异氰酸酯基团与对异氰酸酯基团具有反应性的基团的化学计量比乘以100。对异氰酸酯具有反应性的基团在此指包含在反应混合物中并且对异氰酸酯具有反应性的任意基团,这包括化学发泡剂,但不包括异氰酸酯基团本身。
所述聚氨基甲酸酯反应混合物优选地通过使a)异氰酸酯与b)含有至少两个对异氰酸酯具有反应性的氢原子的相对高分子量的化合物,以及,如果需要,c)链增长剂和/或交联剂,d)催化剂和e)其它添加剂混合而获得。特别优选作为组分a)和b)以及,如果需要,c)至e)的化合物为形成疏水聚氨基甲酸酯反应混合物和疏水聚氨基甲酸酯的那些。
可用的异氰酸酯a)原则上为含有至少两个异氰酸酯基团的室温下为液体的任意异氰酸酯。优选使用芳香族异氰酸酯,特别优选甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的异构体,特别是由MDI和聚亚苯基亚甲基多异氰酸酯(粗MDI)组成的混合物。还可例如通过引入异氰酸酯基团和碳二亚胺基团、特别是通过引入氨基甲酸酯基团来修饰所述异氰酸酯。最后提及的化合物通过异氰酸酯与亚化学计量的含有至少两个活性氢原子的化合物反应而制备,并且通常称为NCO预聚物。其NCO含量主要在2重量%至32重量%的范围内。所述异氰酸酯a)优选地包含粗MDI,从而使获得的聚氨基甲酸酯的稳定性增加。
在强调高染色坚牢度的本发明方法的应用中,可优选使用包含脂肪族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯的混合物。特别优选地仅使用脂肪族异氰酸酯。在一个特别的实施方案中,可使用由基于脂肪族异氰酸酯的聚氨基甲酸酯组成的覆盖层,以保护基于芳香族异氰酸酯的顶层免于变黄。所述覆盖层在此还可包括矿物材料。优选的代表性脂肪族异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。因为脂肪族异氰酸酯具有很高的挥发性,所以主要以其反应产物的形式,特别是以缩二脲、脲基甲酸酯、脲酮亚胺或异氰脲酸酯的形式使用。
异氰酸酯a)也可以以其预聚物的形式使用。为此,用已知的方式使过量的异氰酸酯a)与对异氰酸酯具有反应性的化合物反应,例如与b)中所列的具有相对高分子量的且含有至少2个对异氰酸酯具有反应性的基团的化合物反应,以生成预聚物。
所用的含有至少两个对异氰酸酯具有反应性的较高分子量组分b)优选地包括含有作为对异氰酸酯具有反应性的基团的羟基基团或氨基基团的化合物。氨基基团作为对异氰酸酯具有反应性的基团会生成脲基团,所述脲基团又硬化生成聚氨基甲酸酯,所述聚氨基甲酸酯基本是脆的,但是其具有极好的抗水解性和抗化学性。所用的含有至少两个对异氰酸酯具有反应性的氢原子的相对高分子量组分b)优选地包括多羟基醇,因为它们通常比含有氨基基团的化合物反应更慢,因此允许较长的加工时间。如果摩尔质量较高,例如大于1500g/mol,则使用多羟基醇还可得到相对有弹性的材料。
所用的相对高分子量的多羟基醇可例如包含聚醚或聚酯。含有至少两个对异氰酸酯基团具有反应性的氢原子的其它化合物可与上述化合物一起使用。
由于聚醚醇具有高抗水解性,因而其优选地作为含有至少两个对异氰酸酯具有反应性的氢原子的相对高分子量组分b)。它们通过常规的和已知的方法来制备,主要通过将环氧烷引入至H-官能化的起始物质上的而制备。同时使用的聚醚醇的官能度优选地至少为2,其羟基数至少为10mg KOH/g,优选地至少为15mg KOH/g,特别是在20至600mg KOH/g的范围内。其用常规的方式通过至少二官能化的起始物质与环氧烷的反应来制备。所用起始物质可优选地包括分子中含有至少两个羟基基团的醇,例如丙二醇、单甘醇、二甘醇、双丙甘醇、三丙二醇。具有相对高官能度的起始物质可优选地为丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇和蔗糖。所用环氧烷优选地包括环氧乙烷和环氧丙烷,特别是环氧丙烷。
本发明的反应混合物优选地包括含有疏水基团的化合物。这些化合物特别优选地包括含有疏水基团的羟基官能化的化合物。这些含有疏水基团的化合物的烃基优选地含有多于6个、特别优选地多于8个且少于200个、特别是多于10且少于100个碳原子。含有疏水基团的化合物可作为单独的组分或作为组分a)至e)之一中的一种成分来制备反应混合物。所述羟基官能化的疏水化合物优选地包括符合对含有至少两个对异氰酸酯具有反应性的氢原子的相对高分子量组分b)的定义的化合物。组分b)在此可包括羟基官能化的疏水化合物或可优选地由其组成。
所用羟基官能化的疏水化合物优选地包括油化学已知的羟基官能化的化合物或油化学已知的多元醇。
可使用的多种羟基官能化的化合物是油化学中已知的。实例有蓖麻油、用羟基基团修饰的油,例如葡萄籽油、家黑种草油、南瓜子油、琉璃苣子油、大豆油、小麦胚芽油、油菜籽油、葵花油、花生油、杏仁油、阿月浑子油、扁桃油、橄榄油、澳洲坚果油、鳄梨油、沙棘油、芝麻油、榛子油、夜来香油、野蔷薇油、大麻油、蓟油、胡桃油;用羟基基团修饰的基于以下物质的脂肪酸酯:肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、油酸、11-十八碳烯酸、岩芹酸、顺-9-二十碳烯酸、芥酸、神经酸、亚油酸、亚麻酸、十八碳四烯酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、鰶鱼酸或二十二碳六烯酸。在此优选使用蓖麻油及其与环氧烷或与酮-甲醛树脂的反应产物。最后提及的化合物为例如Bayer AG销售的Desmophen1150。
油化学中已知的并且优选使用的另一类多元醇可通过使环氧化的脂肪酸酯开环,同时与醇反应,并且如果需要,之后再进行酯交换反应而获得。羟基在油脂和脂肪中的引入主要通过使这些产品所含的烯属双键环氧化、然后使所得环氧基团与单羟基醇或多羟基醇发生反应而进行。环氧环的产物在此为羟基基团或,在多羟基醇的情况下,为羟基基团数量相对较多的结构。由于油脂和脂肪主要是甘油酯,因而伴随上述反应同时发生酯交换反应。所得化合物的摩尔质量优选地在500至1500g/mol的范围内。这些产物例如由Henkel提供。
在本发明方法的一个特别优选的实施方案中,含有至少两个对异氰酸酯具有反应性的氢原子的相对高分子量组分b)包含至少一种油化学中已知的多元醇和至少一种苯酚修饰的芳香烃树脂,特别是茚-苯并呋喃树脂。基于所述组分b)的聚氨基甲酸酯反应混合物具有足够高的疏水性水平,原则上其甚至可在水下硬化,或者在降雨过程中安装。
苯酚修饰的芳香烃树脂、特别是苯酚修饰的茚-苯并呋喃树脂的OH含量主要为0.5重量%至5.0重量%。
油化学已知的多元醇和苯酚修饰的芳香烃树脂,特别是茚-苯并呋喃树脂,优选地以100∶1至100∶50的重量比来使用。
本发明的聚氨基甲酸酯反应混合物的制备可使用链增长剂c)。然而,在此也可省略链增长剂c)。然而,链增长剂、交联剂、或——如果需要——其混合物的加入已证明可成功地改善机械性质,例如硬度。
如果使用低分子量的链增长剂和/或交联剂c),则聚氨基甲酸酯的制备可使用已知的链增长剂。这些优选地为含有对异氰酸酯具有反应性的基团的低分子量化合物,其摩尔质量为62至400g/mol,实例为丙三醇、三羟甲基丙烷、已知的乙二醇衍生物、丁二醇和二胺。其它可能的低分子量链增长剂和/或交联剂示例于,例如,“Kunststoffhandbuch,Band 7,Polyurethane”[Plastics Handbook,卷7,Polyurethanes],Carl Hanser Verlag,第3版,1993,章节3.2和3.3.2。
所用聚氨基甲酸酯原则上可在没有催化剂d)存在的情况下制备。可同时使用催化剂d)来提高硬化作用。所选催化剂d)应该优选使反应时间最大化的那些。因此所述聚氨基甲酸酯反应混合物可保持液态很长时间。这些催化剂是本领域技术人员已知的。原则上也可完全不用催化剂来实现,如上所述。
可将其它常规的组分加入至所述聚氨基甲酸酯反应混合物,例如常规的添加剂e)。这些添加剂包括例如常规的填充剂。所用填充剂优选地为常规的本身已知的有机填充剂和无机填充剂、增强剂和增重剂。可提及的各个实例为:无机填充剂,例如硅酸盐矿物(例如页硅酸盐,例如叶蛇纹石、蛇纹岩、角闪石、闪石、贵橄榄石)、金属氧化物(例如高岭土、氧化铝、氧化钛和氧化铁)、金属盐(诸如白垩、重晶石);和无机颜料(诸如硫化镉、硫化锌)、以及玻璃。优选使用高岭土(中国粘土)、硅酸铝、和由硫酸钡和硅酸铝组成的共沉淀物、以及天然的和合成的纤维质矿物(例如硅灰石)、各种长度的金属纤维,特别是各种长度的玻璃纤维(如果需要,其可用胶料涂布)。可用的无机填充剂的实例为:炭黑、三聚氰胺、松香、环戊二烯基树脂、和接枝聚合物、以及纤维素纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚氨基甲酸酯纤维、基于芳香族和/或脂肪族二羧酸酯的聚酯纤维,特别是碳纤维。
如果将上述无机填充剂用作添加剂e),其矿物物质组成优选地不同于所述矿物材料,并且在确定矿物材料的粒度分布时将其忽略。
无机填充剂和有机填充剂可单独使用或以混合物的形式使用,并且其在反应混合物中的含量优选地为0.5重量%至50重量%,特别优选1重量至40重量%,基于组分a)至e)的重量计。
所述聚氨基甲酸酯反应混合物还应包含干燥剂,例如沸石。优选地将其在本发明的反应混合物制备之前加入至含有至少两个对异氰酸酯具有反应性的氢原子的化合物b)中,或加入至包含含有至少两个对异氰酸酯具有反应性的氢原子的化合物b)的组分中。干燥剂的加入避免了组分中或反应混合物中水分浓度的增加,从而避免发泡的聚氨基甲酸酯的形成。对于水分吸附而言,优选加入物为铝硅酸盐,选自铝硅酸钠、铝硅酸钾、铝硅酸钙、铝硅酸铯、铝硅酸钡、铝硅酸镁、铝硅酸锶、铝磷酸钠、铝磷酸钾、铝磷酸钙、及其混合物。特别优选使用以蓖麻油作为载体物质的铝硅酸钠、铝硅酸钾和铝硅酸钙的混合物。
为了改进本发明的顶层的长期稳定性,还有利的是加入试剂来对抗微生物的攻击。UV稳定剂的加入也是有利的,以避免铸模的脆变。这些添加剂是已知的,实例见于“Kunststoffhandbuch,Band 7,Polyurethane”[Plastics Handbook,第7卷,Polyurethanes],Carl Hanser Verlag,1993年第3版,第3.4章。
优选地将组分c)、d)、和e)加入至含有至少两个对异氰酸酯基团具有反应性的化合物中。该掺混物在工业中通常称为多元醇组分。
异氰酸酯与含有至少两个对异氰酸酯基团具有反应性的氢原子的化合物的结合比例应该优选地使异氰酸酯基团以化学计量过量的形式存在。
在本发明的一个优选的实施方案中,使用能形成疏水的、基本致密的聚氨基甲酸酯的聚氨基甲酸酯反应混合物。如果聚氨基甲酸酯基本不包含气体,则其称为致密的聚氨基甲酸酯。致密的聚氨基甲酸酯的密度优选地大于0.8g/cm3,特别优选地大于0.9g/cm3,特别是大于1.0g/cm3。
可作为其它添加剂使用的材料的实例为抑制粘合剂从矿物材料中流失的那些。这种可添加的添加剂的实例为有机纤维,例如纤维素纤维。此外可加入现在用于所用基于柏油的体系的聚合物。这些尤其是氯丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、嵌段共聚物、或其混合物,或者任意其它已知的橡胶或其混合物。添加剂可直接加入至粉剂或颗粒剂形式的矿物混合物中,或者可分散在一种聚氨基甲酸酯组分中。
对本发明混合物的制备没有限制,所述混合物包含磨碎的路面、矿物材料、和聚合物反应混合物、以及——如果使用——其它添加剂。其可例如在混合机中制备,向该混合机中引入磨碎的路面和矿物材料,然后引入用于制备聚氨基甲酸酯反应混合物的起始组分,例如通过喷雾引入。在此待添加的添加剂,如果需要,优选地在各个有利的时间点加至混合物。因此,这些添加剂例如可溶解或分散于反应混合物的组分之一(例如组分a)至e)之一)中,并且可与它们一起加入至混合物中。添加剂也可单独地加入至混合物中。例如,可将纤维素纤维在一个这样的时间点加入,以使其在用于制备顶层的混合物中以均匀的分散体形式存在,而不会不可逆地被混合过程损害。本发明的混合物在此通过例如DE 196 32 638中所述的方法制备。还可以例如由制备聚氨基甲酸酯反应混合物开始,然后使其与矿物材料和,如果需要,其它添加剂混合。在另一个实施方案中,矿物材料可,如果需要,首先与反应混合物的一些组分混合,例如与组分b)和,如果存在,c)至e)混合,然后可将尚未存在的组分,例如组分a)加入混合机中。本发明的包含磨碎的路面的混合物,可通过一种可移动方法在安装场所制备。不必运输至中心工厂。
优选使用的疏水的聚氨基甲酸酯反应混合物的特点是具有特别良好的可操作性。例如,所述聚氨基甲酸酯反应混合物和由其获得的聚氨基甲酸酯的特点是具有特别良好的粘附力。由于该体系的疏水性质,聚氨基甲酸酯反应混合物即使在水(例如雨水)存在的情况下也会硬化,得到基本致密的产品。
将本发明的混合物施用于基质材料时,基质材料不必是干燥的。令人吃惊的是,即使在基质材料湿润时,也可在承重层或顶层与基质材料之间获得良好的粘附力。
本发明的混合物优选地包含1重量%至20重量%、特别优选2重量%至15重量%、特别是4重量%至10重量%的聚合物反应混合物,基于本发明的混合物的总重量计,所述混合物包含磨碎的路面、矿物材料、和聚合物反应混合物、以及——如果需要——其它添加剂。
矿物材料与本发明的粘合剂之间的结合非常强。此外,特别地,如果使用含有疏水基团的羟基官能化化合物,则基本不存在聚氨基甲酸酯的水解降解,因而通过本发明的方法制备的顶层的耐久性极高。本发明的顶层具有特别良好的承重性质,因此适于所有道路、通道和交通运输所用的区域,特别适于跑道和构造级别为V至I、特别是III至I的承重较高的道路、以及跑道,其中构造级别V的道路为便道、构造级别I的道路为高速公路和交通干道。在此所用矿物材料优选地包含为各个构造级别推荐的材料。
令人吃惊的是,特别是使用疏水的反应混合物时,只有极小的霜冻损害。本发明的顶层的另一个优点是维修费用低。例如,将用于制造顶层的混合物小量原位生产而无需加热,然后将其施用于损伤部位并压实就已足够。此外,本发明的顶层的机械性质在数年期间不发生变化。本发明的顶层的其它优点是具有提高的抗湿滑性,特别是在聚氨基甲酸酯含量高的顶层(与柏油含量高的顶层相比)的情况下。
优选的是将包含磨碎的路面、矿物材料、和聚合物反应混合物、以及——如果需要——其它添加剂的混合物在施用于基质材料之后压紧。压紧的强度在此取决于所需应用,例如,仅将小的压紧用于制备可排水的沥青(其可消散水分),但是将较高程度的压紧用于制备可承担高负荷的沥青。所需压紧的程度还取决于岩石的组成。
本发明的方法优选地用于修复道路。磨碎的路面在此优选地直接在使用场所通过表面研磨而从需要修复的道路上移除材料而获得。通过研磨方法获得的材料优选地进行破碎、磨碎、和/或筛分,以便获得优选的粒度分布。将该回收的材料与粘合剂混合,然后进一步与矿物材料混合,然后优选地重新安装在道路原位,作为承重层或顶层。为此,合适的基质优选地用熟悉的增粘剂体系,例如用基于聚氨基甲酸酯的喷雾粘合剂进行预处理。这可使层间的粘附力甚至更大的得以提高,并且补偿由高负荷(例如重交通负荷)或由基质与承重层或顶层之间的热膨胀系数差异引起的应力升高。在此用道路建造中常用的设备来安装所述材料。在此所用安装设备优选地有抗粘附涂层,或已用脱模剂(优选基于生物学的脱模剂)润湿。优选地,然后为安装的顶层提供撒播的细粒矿物材料(例如沙质土)的涂层,以便使良好的抗湿滑性得到更大的提高。
与只能在固定的沥青工厂中获得新沥青的常规方法相比,本发明方法可通过省略原本需要的卡车运输来节约时间和能量。本发明的通道、道路和交通运输使用的区域的其它特性是极高的耐久性(特别是在遭受冻融循环时)、高弹性和异常高的强度。因此,本发明的顶层兼具基于柏油的顶层和基于聚合物反应混合物(例如聚氨基甲酸酯或环氧化物)的顶层的有利性质。
本发明通过以下实施例说明:
聚氨基甲酸酯反应混合物1:
将100重量份的Elastan 6551/101体系的多元醇组分和50重量份的IsoPMDI 92140(其为一种包含二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的制剂)彼此混合。
将10重量份的聚氨基甲酸酯反应混合物1与由90重量份的混合物——由90重量份的矿物混合物(粒度2/5,Piesberger)及10重量份的来自沥青顶层的经破碎的基于柏油的标准回收材料——混合,将其装入尺寸100×100×100mm的模具中,用8.5N/mm2压紧并使其硬化。
所得样品在储存超过24小时的后测得的压缩强度为7.0N/mm2。该值表明可由此类型材料制造顶层。
Claims (7)
1.一种制造道路、通道和交通运输使用的其它区域的方法,所述方法通过以下方式进行:制备一种包含磨碎的路面、矿物材料和/或玻璃、聚合物反应混合物、和——如果需要——其它添加剂的混合物,并且将其施用于基质材料,并使其硬化。
2.权利要求1的方法,其中所述聚合物反应混合物是用于制备环氧树脂或聚氨基甲酸酯的混合物。
3.权利要求2的方法,其中所述聚合物反应混合物包含用于提高粘附力的化合物。
4.权利要求1至3之一的方法,其中所述聚合物反应混合物通过混合以下物质获得:
a)异氰酸酯,与
b)含有至少两个对异氰酸酯具有反应性的氢原子的化合物,以及,如果需要,
c)链增长剂和/或交联剂,
d)催化剂,和
e)其它添加剂。
5.权利要求1至4之一的方法,其中所述聚合物反应混合物的比例,基于包含磨碎的路面、矿物材料和/或玻璃、聚合物反应混合物和——如果需要——其它添加剂的混合物计,为1重量%至20重量%,基于所述混合物的总重量计。
6.权利要求1至5之一的方法,其中磨碎的路面的比例小于95重量%,基于由磨碎的路面和矿物材料组成的混合物的总重量计。
7.一种用于道路、通道和交通运输使用的其它区域的顶层或承重层,通过权利要求1至5之一的方法获得。
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