CN104261790A - 一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料及其制备方法，所述复合材料由A组分、B组分和C组分构成；将A组分和B组分按质量比1:1迅速搅拌均匀后，再加入C组分，进一步搅拌均匀固化后即可获得聚氨酯/硅酸盐复合材料。将搅拌均匀的混合物料及时浇注铺设到混凝土路面坑槽内并刮平，表面铺撒细砂，120min即可固化通车。本发明复合材料与原有路面断面具有良好的粘结性、固化物具有良好的刚性、韧性、耐磨性、抗压、抗疲劳性、防滑性和吸能降噪性，确保了车辆的行驶安全，达到快速修复路面的目的，减少了封堵交通的时间。可广泛用于市政路面、高速道路和混凝土操场、机场等领域混凝土构筑物的快速修复，也可应用于桥梁伸缩缝隙的填充与快速维护。

Description

一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土路面修复保养材料及其制备方法，尤其是一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料及其制备方法。

技术背景

在公路的铺设保养里程中，水泥公路铺设保养占到三分之一左右，混凝土路面在使用过程中，由于行车负荷的反复碾压、季节气候变化冻融、水侵蚀等作用，混凝土路面不可避免地会产生溶陷、膨胀、腐蚀等现象，具体表现为使混凝土路面产生裂缝、倾斜、表层混凝土脱落，露骨而产生麻面、坑槽等破坏。混凝土路面破损出现病害后，需要及时进行维护修复。使用合适理想的修复材料，不仅可以迅速恢复路面的使用性能，延长路面的使用寿命，还可缩短中断交通时间，提高公路利用率和经济效益，确保公路的正常运行以防止交通事故的发生。一般对混凝土路面修复材料的要求是硬化快、收缩小、粘结性好、后期稳定、耐磨抗压、抗疲劳、易于施工。目前对混凝土路面的修复材料主要有普通混凝土、沥青混凝土、水溶性聚合物水泥砂浆、纤维增强混凝土等。

公开号为CN103951359A公开了“一种高性能道路修复王材料”，该发明专利的原料按重量份数计，包括如下组分：超高强硫铝酸盐水泥：20～60份；聚羧酸系高效减水剂：0.1～1.2份；氧化铁：0.2～3.5份；缓凝材料/高效促硬速凝剂：0.1～1.5份；石英砂：35～68份；高弹性腻子粉：1～12份；建筑高分子材料：0.1～3份。此材料是一种能快速修复高速公路、城市道路、机场道路等混凝土路面的紧急修复而设计开发的新型材料，不仅原料组成简单，操作方便，成本低廉，且具有凝结时间快、粘结性好、强度高、与普通混凝土匹配性好以及耐久性高、防滑性良等优点。

公开号为CN103880377A公开了“一种地质聚合物灌浆材料及其制备方法”。它由矿渣71～91份、粉煤灰66～70份、碱激发剂16～28份和缓凝剂0.5～1.6份得到制备无机硅酸盐复合材料；而后再由无机硅酸盐复合材料与水按照0.30～0.38的比重混合制备而成。可以广泛应用于水泥混凝土路面板底灌浆、水泥混凝土路面裂缝修补、地脚螺栓锚固、设备安装、预应力桥梁灌缝、工程抢修、加固等。

公开号为CN103771796A公开了“一种薄层路面修补砂浆”，由基料和辅料组成，基料包括水泥和石英砂，辅料包括保水剂、胶粉、减水剂、消泡剂、纤维、絮凝剂、重钙粉和水。可以满足路面通车所需的强度，并能很好的与路面材料相结合，尤其是在湿胀干缩、热胀冷缩、冻融循环等恶劣环境下，该砂浆能够克服自身与混凝土之间由于不同步施工而带来的拉应力，达到长期保护混凝土路面的要求，能够满足不同工程施工的需求，可以广泛用于市政、路面、机场等领域的混凝土路面修补。

公开号为CN103360001A公开了“一种水泥混凝土路面全厚式修补用快硬早强型混凝土”，其由以下重量份的原料配制而成：水泥450～480、中砂620～660、碎石1120～1140、水140～160、外加剂4～6。可作为水泥混凝土路面快速修补材料，具有早期强度高，水泥混凝土路面破损全厚式修补速度快，24小时内就可以实现道路畅通，为实现良好的交通路况提供方便，工作性能好等特点。

公开号为CN103145396A公开“一种水泥混凝土路面多功能快速修补材料”，所述修补材料的原料中含有氧化镁、磷酸氢二铵、硼酸、铝酸盐水泥、粉煤灰、橡胶粉、聚丙烯纤维、可再分散乳胶粉、硅溶胶、水，各原料按如下重量比混合：氧化镁20%-30％、磷酸氢二铵14%-26％、硼酸9%-14％、铝酸盐水泥5%-20%、粉煤灰2%-10%、橡胶粉2%-10%、聚丙烯纤维0.5%-1.5％、可再分散乳胶粉0.5%-1.5%、硅溶胶用量为用水量的20%-60%。水泥混凝土路面多功能快速修补材料的制备方法，将各原料按上述比例混合。该材料施工便捷、固化后效果持久，针对水泥混凝土路面大多数病害形式都具有快速、持久修复能力。

肖丽君进行了环氧胶砂修补混凝土公路局部缺陷的试验研究，宁波大学学报2002 Vol. 15（4）以环氧树脂主剂，加入二丁脂，501稀释剂，细矿粉、白水泥石膏粉、普通水泥等为原料修补公路局部缺陷，取得了较满意的实验结果。

进一步分析上述公开的现有技术，在一定程度上加快了混凝土路面的修复时间，但也还存在一些问题，一是以水泥或环氧水泥为主要原料的修复材料所修复硬化的时间长，施工进度慢，对交通影响较大，环境温度较低时更是如此；二是以水泥为主要原料的修复材料硬度高，脆性大，收缩率高，在车辆的不断碾压、雨雪冻融、水蚀作用下容易再次破碎剥落；三是以沥青砼为主要原料修复后的强度与原混凝土路面不均匀，导致受力后传导负荷不一致，修复后易于脱落，使用寿命相对较短。四是纤维增强水泥砼强度高，但搅拌混合操作困难；高铝水泥硬化快，高温条件下早期强度高，但适用期和可操作时间短，不易调节，固化过程有一定的收缩性，环境温度较低时则硬化时间较长。

因此，急需研究试验一种新的混凝土路面坑槽修复材料及其制备方法。

发明内容

为了克服上述混凝土路面坑槽现有修复材料及其方法的不足，满足对混凝土路面修复材料的硬化快、收缩小、粘结好、耐水蚀、耐盐碱、耐冻融、耐磨抗压、抗疲劳、易于施工、使用寿命长的要求，本发明提供一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下。

一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料，其所述复合材料是由A组分、B组分和C组分构成，其复合材料的组成及其质量份数含量如下：

A组分：MDI-50    82～90份；

3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷    8～5份；

三甘醇二乙酸酯    10～5份；

B组分：水玻璃    92～96份；

去离子水    5～2.2份；

三乙醇胺    0.5～0.2；

催化剂    0.5～0.1份；

水性黑色浆    1.5～1份；

十六烷基三甲基溴化铵 0.5份；

C组分：碎石子    100～300份；

P.O42.5水泥    30份；

聚氨酯弹性体颗粒    30份 

细砂    100份。

为了进一步明确所述的一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料中各原料的具体成分，进一步说明如下：

所述MDI-50是 2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4'- 二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比各占50%的混合体，其NCO质量含量为33%。

所述水玻璃是硅酸盐的一种，具体是钠水玻璃或是钾水玻璃，硅酸钠水玻璃模数为2.0～2.9，密度为1.4～1.5 g/cm3(20℃)，硅酸钾水玻璃模数为3.0～3.7，密度为1.3～1.4 g/cm3(20℃)。

所述催化剂是美国气体公司的Polycat 70或是Polycat 77中的一种。

所述组分中：碎石子粒径为5～10mm。

其中，所述C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法如下：

取氧化丙烯聚醚多元醇N210  83.3份和氧化丙烯聚醚多元醇N204  16.7份，混合形成平均相对分子质量为800的氧化丙烯聚醚多元醇100份，加入反应器中于120 ℃、0.08Mpa真空条件下脱水2小时，脱水完毕后降温至60℃加入MDI-50 60份于反应器中搅拌均匀，控制温度升至80℃反应2h，反应完成后脱泡至透亮，得到160份-NCO基团质量含量为6.0%的聚醚型聚氨酯预聚体，然后将27.5 份MOCA加热熔融后与之混合快速搅拌，脱泡、浇注成2mm厚薄片，再于120℃硫化12小时后，切割粉碎成粒径＜2.0mm，即得聚氨酯弹性体颗粒，其硬度≥50(邵氏D)。

   本发明一种用于上述快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料的制备方法，其所述制备方法中，A组分、B组分按质量份数计量的制备方法如下：

A组分：

取MDI-50  82～90份；3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷  8～5份，三甘醇二乙酸酯  10～5份；置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀即得A组分，装桶充氮气密封保存；

    B组分：

取水玻璃 92～96份；去离子水 5～2.2份；三乙醇胺 0.5～0.2份；催化剂  0.5～0.1份；水性黑色浆 1.5～1份；十六烷基三甲基溴化铵 0.5份；将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀，即得B组分，密封保存；

将上述A组分和B组分按质量比1:1迅速搅拌均匀后，再加入C组分中的碎石子100～300份，P.O42.5水泥 30份，聚氨酯弹性体粒料 30份，迅速搅拌混合均匀固化后，即可获得快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料。

将上述A组分和B组分按质量比1:1迅速搅拌后，再加入C组分搅拌均匀后，及时浇注铺设到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。

上述浇注铺设是在环境温度大于5℃以上，A组分、B组分、C组分均匀混合后，进行浇注铺设，120min固化通车。

本发明针对混凝土路面坑槽修复问题，所提供的一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料及其制备方法，这种新型材料可在环境温度大于5℃以上进行冷固化操作即可快速固化，复合材料对混凝土路面具有很强的粘结性，而且固化后无明显收缩，强度高，耐磨、抗压、抗疲劳性优良，以水为分散介质，是一种环保型、力学性能、化学性能优良的的新型混凝土路面快速修复材料。该复合材料的固化时间可控制≤40min，120min后有足够的承载强度，即可通车，修复方法简变快捷，易于操作，修复后路面美观平整，稳定性好，使用寿命长，克服了现有技术的缺陷和不足，确保了车辆的行驶安全和舒适性，达到了快速修复的目的。

    具体优点与积极效果如下。

快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料，具有原料易得，固化过程不发泡，无明显收缩，固化速度快、强度高，可在环境温度大于5℃以上进行冷固化操作，施工设备简单，操作修复工艺简便，修复速度快，无需养护省工省力，无污染，清洁环保。

快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料，修复后在较短时间即可恢复通车，恢复通车时间≤120min，可减少道路拥堵所带来的诸多不便影响，复合材料和混凝土原有路面基材具有良好的粘结性和刚度相似性，确保修复后的路面与基础路面受力后传导力量的一致性，不会因为复合材料过软或过硬而影响修复后的使用寿命。

快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料，所采用的MDI-50、水玻璃硅酸盐、碎石子和水泥等原料的配合使用和协同作用，使复合材料与原有混凝土路面具有优良的粘结性、附着力、刚性、韧性、抗压性和抗疲劳性。MDI-50 是2，4＇-MDI和4，4＇-MDI各占约50%的混合物，挥发性低，对人体危害小。从分子结构上看，它既有4，4＇-MDI分子结构的对称性，又有2，4＇-MDI分子结构的不对称性以及空间位阻效应，能赋予复合材料良好的粘结性、柔韧性及耐水性、耐候性，改善水玻璃硬化后的脆性，提高复合材料的抗冲性和抗压性。

水玻璃可赋予复合材料刚性并与混凝土的刚性相似性，同时也可赋予其与混凝土路面的良好的粘结性。在聚氨酯/硅酸盐复合材料中加入聚氨酯弹性体颗粒不仅可提高复合材料的耐磨性、抗裂性、抗冻性和抗疲劳性，更具有能量吸收能力，起到行车过程中的降噪性和舒适性。

快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料，修复坑槽后固化物具有较高的摩擦系数，提高了轮胎的抓地性和防滑性，确保了行车的安全性、平稳性。

本发明所提供的一种用于上述快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料的制备方法，与现有技术相比，具有优良的粘结性、刚性、韧性、抗压耐磨性、抗疲劳性、防滑性和吸能降噪性；同时还具有良好的化学稳定性，耐水蚀、耐盐碱和耐冻融；不仅修复速度快，封路时间短，依据环境温度的高低，操作时间也可通过调节催化剂用量来调节，而且固化过程无明显收缩，修复后不易再次破碎脱落，应用寿命长；修复材料以水作为分散剂，不含有机溶剂，对环境友好，对操作工身心无伤害，是一种环保型的快速固化有机/无机交联网状修复材料，复合材料即具有有机高分子材料的特性，也具有无机硅酸盐材料的优点，本方法将所述A组分、B组分直接和碎石子拌合后测定与石料的粘结性，将所述A组分、B组分和C组分混合固化后参照相关测试方法进行相关性能测试，结果见附表1。

本发明对公路预防性养护技术的发展具有积极的推动作用，可完全满足混凝土路面坑槽的快速修复和运行要求。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明的具体实施方式作出进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

实施本发明所提供的一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料，该聚氨酯/硅酸盐复合材料是由A组分、B组分和C组分组成， A组分是由MDI-50 、3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷、三甘醇二乙酸酯组成。B组分是由钠/钾型水玻璃、交联剂、催化剂等组成。C组分为填充料。当3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷与B组分混合后即可分解出一种醇胺类化合物，该化合物可作为MDI-50扩链聚合的扩链剂和固化促进剂，以增大聚氨酯材料成分的平均相对分子质量，克服水玻璃固化后的脆性，增加复合材料的韧性和力学性能；三甘醇二乙酸酯当与B组分混合后不仅可分解出作为MDI-50扩链聚合的二醇扩链剂三甘醇分子，同样可增大聚氨酯材料成分的平均相对分子质量，克服复合材料脆性，增加韧性和力学性能，同时分解出的乙酸可作为水玻璃的硬化剂，促进加速水玻璃的硬化，缩短整体复合体系的固化时间。

三乙醇胺可给予复合材料理想的交联度，三乙醇胺和催化剂Polycat 70或Polycat 77配合形成一种复合催化功能，使复合材料具有快凝性和早强性。

C组分的填充物与A组分、B组分协同作用，赋予复合材料良好的综合性能，其中水泥与黑色色浆可对聚氨酯大分子材料的光降解起到阻碍作用。

最终形成综合性能优良的聚氨酯/硅酸盐交联网状复合高分子分子结构材料，即具有有机高分子材料的特性，也具有无机硅酸盐材料的优点。可广泛用于市政路面、高速道路、操场等领域混凝土构筑物的快速修复，也可应用于桥梁伸缩缝隙的填充与快速维护。

 

具体实施本发明所提供的一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料，其所述A组分、B组分和C组分按质量份数的组成及其含量如下:

A组分：MDI-50  82～90份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷 8～5份，三甘醇二乙酸酯 10～5份。

B组分：水玻璃 92～96份，去离子水 5～2.2份，三乙醇胺 0.5～0.2份，催化剂 0.5～0.1份，水性黑色浆 1.5～1份，十六烷基三甲基溴化铵 0.5份。

C组分：碎石子 100～300份，P.O42.5水泥 30份，聚氨酯弹性体颗粒 30份，细砂 100份。

在上述组份中，所述MDI-50是 2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4'- 二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比各占50%的混合体，其NCO质量含量为33%；所述水玻璃是硅酸盐的一种，具体是钠水玻璃或是钾水玻璃，硅酸钠水玻璃模数为2.0～2.9，密度为1.4～1.5 g/cm3(20℃)，硅酸钾水玻璃模数为3.0～3.7，密度为1.3～1.4 g/cm3(20℃)；所述催化剂是美国气体公司的Polycat 70或是Polycat 77中的一种；所述组分中：碎石子粒径为5～10mm，水泥为标号P.O42.5的普通硅酸盐水泥。

    实施本发明所提供的一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料的制备方法，其所述制备方法中的A组分、B组分及聚氨酯/硅酸盐复合材料按质量份数投料的制备方法如下。

A组分：取MDI-50  82～90份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷 8～5份，三甘醇二乙酸酯 10～5份置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀即得A组分，装桶充氮气密封保存。

    B组分：取水玻璃 92～96份，去离子水 5～2.2份，三乙醇胺 0.5～0.2份，催化剂  0.5～0.1份，水性黑色浆1.5～1份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份，将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀即得B组分，密封保存。

聚氨酯/硅酸盐复合材料制备如下。

将上述A组分和B组分混合并迅速搅拌均匀后再加入C组分中的碎石子100～300份，P.O42.5水泥30份，聚氨酯弹性体粒料30份进一步迅速搅拌混合均匀后即刻浇注到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。若坑槽较深，可事先将碎石子的一部分作骨料铺设在底部，然后再进行浇注，依据坑槽深度和大小也可分次浇注，分次浇注时A组分和B组分以质量比1:1混合。混合浇注后混合物的固化时间可控制在≤40min，120min可通车。

A组分和B组分经反应生成一种有机/无机交织的网络结构并与C组分填充材料协同得到聚氨酯/硅酸盐复合材料。

所述C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法如下

取氧化丙烯聚醚多元醇N210  83.3份和氧化丙烯聚醚多元醇N204 16.7份混合形成平均相对分子质量为800的氧化丙烯聚醚多元醇100份，加入反应器中于120 ℃、0.08Mpa真空条件下脱水2小时，脱水完毕后降温至60℃加入MDI-50 60份于反应器中搅拌均匀，控制温度升至80℃反应2h，反应完成后脱泡至透亮，得到160份-NCO基团质量含量为6.0%的聚醚型聚氨酯预聚体，然后将27.5 份MOCA加热熔融后与之混合快速搅拌，脱泡、浇注成2mm厚薄片，再于120℃硫化12小时后，切割粉碎成粒径＜2.0mm，即得聚氨酯弹性体颗粒，其硬度≥50(邵氏D)。

    

下面通过具体实施例对本发明的具体实施方式做出进一步的说明。

实施例1

A组分：取MDI-50  82份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷 8份，三甘醇二乙酸酯 10份置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀即得A组分，装桶充氮气密封保存；

B组分：取水玻璃 92份，去离子水 5份，三乙醇胺 0.5份，催化剂 0.5份，水性黑色浆1.5份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份，将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀即得B组分，密封保存。

聚氨酯/硅酸盐复合材料制备：

将上述A组分和B组分混合并迅速搅拌均匀后再加入C组分中的碎石子100份，P.O42.5水泥30份，聚氨酯弹性体颗粒30份进一步迅速搅拌混合均匀后浇注到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。若坑槽较深，可事先将碎石子的一部分作骨料铺设在底部，然后再进行浇注，依据坑槽深度和大小也可分次浇注，分次浇注时A组分和B组分以质量比1:1混合，混合浇注后固化时间可控制≤40min，120min可通车。

C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法如下

取氧化丙烯聚醚多元醇N210  83.3份和氧化丙烯聚醚多元醇N204 16.7份混合形成平均相对分子质量为800的氧化丙烯聚醚多元醇100份，加入反应器中于120 ℃、0.08Mpa真空条件下脱水2小时，脱水完毕后降温至60℃加入MDI-50 60份于反应器中搅拌均匀，控制温度升至80℃反应2h，反应完成后脱泡至透亮，得到160份-NCO基团质量含量为6.0%的聚醚型聚氨酯预聚体，然后将27.5 份MOCA加热熔融后与之混合快速搅拌，脱泡、浇注成2mm厚薄片，再于120℃硫化12小时后，切割粉碎成粒径＜2.0mm，即得聚氨酯弹性体颗粒，其硬度≥50(邵氏D)。

 

实施例2

A组分：取MDI-50  90份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷5份，三甘醇二乙酸酯5份置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀，装桶充氮气密封保存；

    B组分：取水玻璃96份，去离子水2.2份，三乙醇胺0.2份，催化剂0.1份，水性黑色浆1份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份，将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀即得B组分，密封保存。

聚氨酯/硅酸盐复合材料制备：

将上述A组分和B组分混合并迅速搅拌均匀后再加入C组分中的碎石子300份，P.O42.5水泥30份，聚氨酯弹性体粒料30份进一步迅速搅拌混合均匀后浇注到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。若坑槽较深，可事先将碎石子的一部分作骨料铺设在底部，然后再进行浇注，依据坑槽深度和大小也可分次浇注，分次浇注时A组分和B组分以质量比1:1混合，混合浇注后液体混合物常温固化时间≤40min，120min可通车。

C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法同实施例1。

 

实施例3

A组分：取MDI-50 85份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷 7份，三甘醇二乙酸酯 8份置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀即得A组分，装桶充氮气密封保存；

B组分：取水玻璃 94份，去离子水 3.6份，三乙醇胺 0.4份，催化剂  0.4份，水性黑色浆1.1份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份，将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀即得B组分，密封保存。

聚氨酯/硅酸盐复合材料制备：

将上述A组分和B组分混合并迅速搅拌均匀后再加入C组分中的碎石子200份，P.O42.5水泥30份，聚氨酯弹性体粒料30份进一步迅速搅拌混合均匀后浇注到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。若坑槽较深，可事先将碎石子的一部分作骨料铺设在底部，然后再进行浇注，依据坑槽深度和大小也可分次浇注，分次浇注时A组分和B组分以质量比1:1混合，混合浇注后液体混合物常温固化时间≤40min，120min可通车。

C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法同实施例1。

 

实施例4

A组分：取MDI-50  89份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷 6份，三甘醇二乙酸酯5份置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀，装桶充氮气密封保存；

B组分：取水玻璃 95份，去离子水 2.5份，三乙醇胺 0.3份，催化剂  0.2份，水性黑色浆1.5份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份，将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀，即得B组分，密封保存。

聚氨酯/硅酸盐复合材料制备：

将上述A组分和B组分混合并迅速搅拌均匀后再加入C组分中的碎石子150份，P.O42.5水泥30份，聚氨酯弹性体颗粒30份进一步迅速搅拌混合均匀后浇注到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。若坑槽较深，可事先将碎石子的一部分作骨料铺设在底部，然后再进行浇注，依据坑槽深度和大小也可分次浇注，分次浇注时A组分和B组分以质量比1:1混合，混合浇注后液体混合物常温固化时间≤40min，120min可通车。

C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法同实施例1。

 

实施例5

A组分：取MDI-50  88份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷 6份，三甘醇二乙酸酯 6份置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀即得A组分，装桶充氮气密封保存；

B组分：取水玻璃 93份，去离子水 4.5份，三乙醇胺0.3份，催化剂  0.4份，水性黑色浆1.3份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份，将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀即得B组分，密封保存。

聚氨酯/硅酸盐复合材料制备：

将上述A组分和B组分混合并迅速搅拌均匀后再加入C组分中的碎石子250份，P.O42.5水泥30份，聚氨酯弹性体粒料30份进一步迅速搅拌混合均匀后浇注到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。若坑槽较深，可事先将碎石子的一部分作骨料铺设在底部，然后再进行浇注，依据坑槽深度和大小也可分次浇注，分次浇注时A组分和B组分以质量比1:1混合，混合浇注后液体混合物常温固化时间≤40min，120min可通车。

C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法同实施例1。

 

实施例6

A组分：取MDI-50  84份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷 6份，三甘醇二乙酸酯 10份置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀，装桶充氮气密封保存；

B组分：取水玻璃 95份，去离子水3.2份，三乙醇胺0.2份，催化剂  0.1份，水性黑色浆1份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份，将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀，即得B组分，密封保存。

聚氨酯/硅酸盐复合材料制备：

将上述A组分和B组分混合并迅速搅拌均匀后再加入C组分中的碎石子300份，P.O42.5水泥30份，聚氨酯弹性体粒料30份进一步迅速搅拌混合均匀后浇注到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。若坑槽较深，可事先将碎石子的一部分作骨料铺设在底部，然后再进行浇注，依据坑槽深度和大小也可分次浇注，分次浇注时A组分和B组分以质量比1:1混合，混合浇注后液体混合物常温固化时间≤40min，120min可通车。

C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法为：

取氧化丙烯聚醚多元醇N210 83.3份和氧化丙烯聚醚多元醇N204 16.7份混合形成平均相对分子质量为800的氧化丙烯聚醚多元醇100份，加入反应器中于120 ℃、0.08Mpa真空条件下脱水2小时，脱水完毕后降温至60℃加入MDI-50 60份于反应器中搅拌均匀，控制温度升至80℃反应2h，反应完成后脱泡至透亮，得到160份-NCO基团质量含量为6.0%的聚醚型聚氨酯预聚体，然后将27.5 份MOCA加热熔融后与之混合快速搅拌，脱泡、浇注成2mm厚薄片，再于120℃硫化12小时后，切割粉碎成粒径＜2.0mm，即得聚氨酯弹性体颗粒，其硬度≥50(邵氏D)。

 

实施例7

A组分：取MDI-50  87份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷 7份，三甘醇二乙酸酯 6份置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀，装桶充氮气密封保存；

B组分：取水玻璃95份，去离子水2.5份，三乙醇胺 0.3份，催化剂  0.2份，水性黑色浆1.5份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份，将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀，即得B组分，密封保存。

聚氨酯/硅酸盐复合材料制备：

将上述A组分和B组分混合并迅速搅拌均匀后再加入C组分中的碎石子100份，P.O42.5水泥30份，聚氨酯弹性体粒料30份进一步迅速搅拌混合均匀后浇注到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。若坑槽较深，可事先将碎石子的一部分作骨料铺设在底部，然后再进行浇注，依据坑槽深度和大小也可分次浇注，分次浇注时A组分和B组分以质量比1:1混合，混合浇注后液体混合物常温固化时间≤40min，120min可通车。

C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法同实施例1。

 

实施例8

A组分：取MDI-50  86份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷 8份，三甘醇二乙酸酯 6份置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀即得A组分，装桶充氮气密封保存；

B组分：取水玻璃 94份，去离子水3份，三乙醇胺 0.5份，催化剂  0.5份，水性黑色浆1.5份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份，将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀，即得B组分，密封保存。

聚氨酯/硅酸盐复合材料制备：

将上述A组分和B组分混合并迅速搅拌均匀后再加入C组分中的碎石子150份，P.O42.5水泥30份，聚氨酯弹性体粒料30份进一步迅速搅拌混合均匀后浇注到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。若坑槽较深，可事先将碎石子的一部分作骨料铺设在底部，然后再进行浇注，依据坑槽深度和大小也可分次浇注，分次浇注时A组分和B组分以质量比1:1混合，混合浇注后液体混合物常温固化时间≤40min，120min可通车。

C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法同实施例1。

 

实施例9

A组分：取MDI-50  87份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷 7份，三甘醇二乙酸酯 6份置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀，装桶充氮气密封保存；

B组分：取水玻璃 95份，去离子水2.6份，三乙醇胺0.3份，催化剂  0.3份，水性黑色浆1.3份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份，将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀，即得B组分，密封保存。

聚氨酯/硅酸盐复合材料制备：

将上述A组分和B组分混合并迅速搅拌均匀后再加入C组分中的碎石子250份，P.O42.5水泥30份，聚氨酯弹性体粒料30份进一步迅速搅拌混合均匀后浇注到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。若坑槽较深，可事先将碎石子的一部分作骨料铺设在底部，然后再进行浇注，依据坑槽深度和大小也可分次浇注，分次浇注时A组分和B组分以质量比1:1混合，混合浇注后液体混合物常温固化时间≤40min，120min可通车。

C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法同实施例1。

 

实施例10

A组分：取MDI-50  87份，3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷8份，三甘醇二乙酸酯5份置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀，装桶充氮气密封保存；

B组分：取水玻璃 93份，去离子水4.3份，三乙醇胺0.3份，催化剂 0.4份，水性黑色浆1.5份，十六烷基三甲基溴化铵0.5份，将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀，即得B组分，密封保存。

聚氨酯/硅酸盐复合材料制备：

将上述A组分和B组分混合并迅速搅拌均匀后再加入C组分中的碎石子100份，P.O42.5水泥30份，聚氨酯弹性体粒料30份进一步迅速搅拌混合均匀后浇注到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。若坑槽较深，可事先将碎石子的一部分作骨料铺设在底部，然后再进行浇注，依据坑槽深度和大小也可分次浇注，分次浇注时A组分和B组分以质量比1:1混合，混合浇注后固化时间可控制≤40min，120min可通车。

C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法同实施例1。

表1. 

性能指标	完全固化	水浸96小时	冻融/168hr循环20次	参考测试标准
					与石料粘结性（级）	5	4	5	JTJ052-2000
抗压强度(Mpa)，≥	40	38	5	JTJ073.1-2001
					抗折强度(Mpa)，≥	5	5	5	JTJ073.1-2001
拉伸强度(Mpa)，≥	14	13	14	GB1040-92
					撕裂强度（kN/m），≥	25	23	23	HG2-167-65
抗冲强度KJ/m2，≥	2.5	2.3	2.4	GB/T1843-2008

上述表1为聚氨酯/硅酸盐复合材料性能表。

Claims (9)

1.   一种快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料及其制备方法，其所述复合材料是由A组分、B组分和C组分构成，其复合材料的组成及其质量份含量如下：

A组分：MDI-50    82～90份；

3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷    8～5份；

三甘醇二乙酸酯    10～5份；

B组分：水玻璃    92～96份；

去离子水    5～2.2份；

三乙醇胺    0.5～0.2；

催化剂    0.5～0.1份；

水性黑色浆    1.5～1份；

十六烷基三甲基溴化铵 0.5份；

C组分：碎石子    100～300份；

P.O42.5水泥    30份；

聚氨酯弹性体颗粒    30份 

细砂    100份。

2.如权利要求1所述的一种复合材料，其所述MDI-50是 2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4'- 二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比各占50%的混合体，其NCO基团质量含量为33%。

3.如权利要求1所述的一种复合材料，其所述水玻璃是硅酸盐的一种，具体是钠水玻璃或是钾水玻璃，硅酸钠水玻璃模数为2.0～2.9，密度为1.4～1.5 g/cm3(20℃)，硅酸钾水玻璃模数为3.0～3.7，密度为1.3～1.4 g/cm3(20℃)。

4.如权利要求1所述的一种复合材料，其所述催化剂是美国气体公司的Polycat 70或是Polycat 77中的一种。

5.如权利要求1所述的一种复合材料，其所述组分中：碎石子粒径为5～10mm。

6.如权利要求1所述的一种复合材料，其所述C组分中聚氨酯弹性体颗粒的制备方法如下：

取氧化丙烯聚醚多元醇  N210 83.3份和氧化丙烯聚醚多元醇N204  16.7份，混合形成平均相对分子质量为800的氧化丙烯聚醚多元醇100份，加入反应器中于120 ℃、0.08Mpa真空条件下脱水2小时，脱水完毕后降温至60℃加入MDI-50  60份于反应器中搅拌均匀，控制温度升至80℃反应2h，反应完成后脱泡至透亮，得到160份-NCO基团质量含量为6.0%的聚醚型聚氨酯预聚体，然后将27.5 份MOCA加热熔融后与之混合快速搅拌，脱泡、浇注成2mm厚薄片，再于120℃硫化12小时后，切割粉碎成粒径＜2.0mm的粒料，即得聚氨酯弹性体颗粒，其硬度≥50(邵氏D)。

7.   一种用于权利要求1所述的快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料的制备方法，其所述制备方法中，A组分、B组分按质量份数计量的制备方法如下：

A组分：

取MDI-50  82～90份；3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-噁唑烷  8～5份，三甘醇二乙酸酯  10～5份；置于一干燥的混合容器中，干燥氮气保护下常温混合搅拌均匀即得A组分，装桶充氮气密封保存；

    B组分：

取水玻璃  92～96份；去离子水  5～2.2份；三乙醇胺  0.5～0.2份；催化剂  0.5～0.1份；水性黑色浆  1.5～1份；十六烷基三甲基溴化铵  0.5份；将以上物料于常温下置于一混合容器中，搅拌混合均匀即得B组分，密封保存；

将上述A组分和B组分按质量比1:1迅速搅拌均匀后，再加入C组分中的碎石子100～300份，P.O42.5水泥 30份，聚氨酯弹性体粒料 30份，迅速搅拌混合均匀固化后，即获得快速修复混凝土路面坑槽的聚氨酯/硅酸盐复合材料。

8.如权利要求7所述的一种制备方法，其所述A组分和B组分按1:1迅速搅拌均匀，再加入C组分后，及时浇注铺设到被清理吹扫干净的混凝土路面坑槽内，并用刮板刮平，最后在表面撒上100份细砂。

9.如权利要求7所述的一种制备方法，其所述浇注铺设是在环境温度大于5℃以上，A组分、B组分、C组分均匀混合，进行浇注铺设，120min固化通车。