CN110028924A - 一种聚氨酯单组份路用液体灌缝胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属公路工程技术领域，具体涉及一种聚氨酯单组份路用液体灌缝胶及其制备方法，本发明提出的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶包括二苯基甲烷二异氰酸酯，聚醚多元醇，氯化石蜡，邻苯二甲酸二辛脂，沥青，催化剂，固化剂等多种材料通过反应制备得到，传统的固体灌缝胶使用前需要加热，加热必然会产生有害气体污染环境，最主要的传统固体灌缝胶存在环保和耐老化及耐磨性差的问题，而且其老化周期为一年左右，超过这个周期，必然会产生多次修补，并且会出现高温易流淌，低温易脆断的问题。而本发明的聚氨酯单组份液体灌缝胶可以解决上述的所有问题，可以完全替代固体灌缝胶，不仅粘接性强而且具有优良的物理性能，是其他灌缝胶不能替代的。

Description

一种聚氨酯单组份路用液体灌缝胶及其制备方法
技术领域
本发明属于公路工程技术领域，具体涉及一种聚氨酯单组份路用液体灌缝胶及其制备方法。
背景技术
路面裂缝是路面常见的病害之一，在诸多道路病害中属于危害比较严重的一种。如果不及时处理，在车辆荷载作用下，再加上雨水的侵蚀，损害到路基，路面会迅速的被破坏，造成大面积龟裂甚至唧浆，增加后期的养护及维修成本。因此必须加强路面早起的裂缝防治。
就目前而言，路面裂缝的治理主要是采用灌缝胶灌缝，从灌缝胶的种类来看，现在主要分为两大类：第一大类为热用沥青类，主要为橡胶改性沥青灌缝胶，这类胶材料性能较好，价格适宜。但施工需要加热，沥青加热出现废气，对环境造成污染；施工时路面需要开槽，使用起来不够便捷，影响施工效率；而且固体灌缝胶在使用后长期暴露在空气中，加上紫外线照射，它的老化速度非常快，从而变硬，变脆，耐老化及耐磨性能较差影响其封缝质量，一些地区已经开始限制使用；第二大类为常温液体灌缝胶，包含改性乳化沥青类和溶剂型橡胶沥青类。这两类胶受气候影响较大，普遍存在着粘接不牢、固化时间长，无法快速的开放交通的问题。
发明内容
本发明为解决现有技术中的问题，提供一种聚氨酯单组份路用液体灌缝胶及其制备方法。本发明的液体灌缝胶能使液体灌缝胶在固化之后有着优良的拉伸率和拉伸强度，可以很好的抵抗车轮的碾压和路面伸缩所带来的应力，避免裂缝的扩大和路面的进一步损坏。
本发明采用以下技术方案予以实现：
一种聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，包括以下组分：
一种聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，按重量份包括以下组分：
优选的，所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，按重量份，包括以下组分：
优选的，所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，按重量份，包括以下组分：
优选的，所述固化剂是环保型潜伏固化剂LCA-3000；
所述聚醚多元醇是聚醚330N和聚醚N2020中的一种或两种；
所述二苯基甲烷二异氰酸酯是常温下为固态晶体；
所述T-12为二丁基锡二月桂酸酯，作催化剂使用。
所述氯化石蜡是52#氯化石蜡。
优选的，所述沥青为70#沥青。
优选的，所述轻钙粉为800目的轻质碳酸钙。
所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶的制备方法，包括以下步骤：
d.按配方称取聚醚多元醇，氯化石蜡，沥青，邻苯二甲酸二辛脂加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；
e.当温度到达100～120℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，在真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时；同时停止加热，并关闭真空泵；
f.当温度降至80℃时，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯，关闭真空泵，温度控制在75～80℃，并保持温度2小时；
d.打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃时加入T-12、固化剂LCA-3000，保温搅拌30分钟后，停止加热加入轻钙粉，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶。
优选的，所述步骤b中温度为100℃。
优选的，所述步骤c中，温度控制在80℃。
优选的，所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶的制备方法，包括以下具体步骤：
a.按配方称取聚醚多元醇100Kg、氯化石蜡15Kg、沥青15Kg、邻苯二甲酸二辛脂30Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；
b.当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，在真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；
c.当温度降至80℃时，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯17Kg，关闭真空泵，温度控制在75～80℃，保持温度搅拌2小时；
d.打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃时加入T-12的量为0.5Kg、固化剂LCA-3000的量为7.5Kg，保温搅拌30分钟后，停止加热加入轻钙粉30Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶。
本发明在制备的过程中使用的是二元异氰酸酯和多元醇，所以生成的高分子是线性聚氨酯树脂，从而使得液体灌缝胶在固化之后有着优良的拉伸率和拉伸强度；在制得的液体灌缝胶中含有游离的-NCO，可以通过和空气中的水分和湿气反应而固化；而且游离的-NCO还会和被粘接表面的氢离子反应生成化学键，使其具有更好的粘接性；反应过程中加入固化剂，固化剂会优先和水反应生成伯氨，伯氨的性质是活泼的，可以和异氰酸酯反应固化，解决的传统的单组分聚氨酯固化速度慢的问题，而且固化剂和水先反应减少了异氰酸酯和水反应生成的二氧化碳，从而使得出现气泡降低灌缝胶性能的问题得到改善。而且整个过程是不用外加任何的添加剂，可以做到随取随用，使用起来更加的简单便捷。
本发明与现有技术相比具有的突出优点为：
1.本发明是由多种材料通过反应制备得到的，在制备的过程中使用的是二元异氰酸酯和多元醇，所以生成的高分子是线性聚氨酯树脂，从而使得液体灌缝胶在固化之后有着优良的拉伸率和拉伸强度，可以很好的抵抗车轮的碾压和路面伸缩所带来的应力，避免裂缝的扩大和路面的进一步损坏。
2.本发明制得的液体灌缝胶中含有游离的-NCO，可以通过和空气中的水分和湿气反应而固化，在这个过程中只会产生少量的二氧化碳气体，不会对环境造成污染。
3.本发明因为是多种化工材料发生反应制备，制备过程中产生的游离的-NCO还会和被粘接表面的氢离子反应生成化学键，使其具有更好的粘接性。
4.本发明在反应过程中加入了固化剂，固化剂会优先和水反应生成伯氨，伯氨的性质是活泼的，可以和异氰酸酯反应固化，解决了传统的单组分聚氨酯固化速度慢的问题。
5.本发明在反应过程中加入了固化剂，固化剂和水先反应减少了异氰酸酯和水反应生成的二氧化碳，从而使得出现气泡降低灌缝胶性能的问题得到改善。而且整个过程是不用外加任何的添加剂，可以做到随取随用，使用起来更加的简单便捷。
6.本发明在反应过程中加入了70#沥青，可以提高灌缝胶的初始粘结力，大大降低了因未反应完全，导致灌缝胶脱落、开裂的问题
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明：
一种聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，按重量份包括以下组分：
优选的，所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，按重量份，包括以下组分：
优选的，所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，按重量份，包括以下组分：
优选的，所述固化剂是环保型潜伏固化剂LCA-3000；
所述聚醚多元醇是聚醚330N和聚醚N2020中的一种或两种；
所述二苯基甲烷二异氰酸酯是常温下为固态晶体；
所述T-12为二丁基锡二月桂酸酯，作催化剂使用。
所述氯化石蜡是52#氯化石蜡。
优选的，所述沥青为70#沥青。
优选的，所述轻钙粉为800目的轻质碳酸钙。
所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶的制备方法，包括以下步骤：
g.按配方称取聚醚多元醇，氯化石蜡，沥青，邻苯二甲酸二辛脂加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；
h.当温度到达100～120℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，在真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时；同时停止加热，并关闭真空泵；
i.当温度降至80℃时，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯，关闭真空泵，温度控制在75～80℃，并保持温度2小时；
d.打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃时加入T-12、固化剂LCA-3000，保温搅拌30分钟后，停止加热加入轻钙粉，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶。
优选的，所述步骤b中温度为100℃。
优选的，所述步骤c中，温度控制在80℃。
优选的，所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶的制备方法，包括以下具体步骤：
a.按配方称取聚醚多元醇100Kg、氯化石蜡15Kg、沥青15Kg、邻苯二甲酸二辛脂30Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；
b.当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，在真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；
c.当温度降至80℃时，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯17Kg，关闭真空泵，温度控制在75～80℃，保持温度搅拌2小时；
d.打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃时加入T-12的量为0.5Kg、固化剂LCA-3000的量为7.5Kg，保温搅拌30分钟后，停止加热加入轻钙粉30Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶。
下述实施例中所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但实施例不对本发明做任何限定。
实施例1
称取聚醚多元醇100Kg、氯化石蜡15Kg、沥青15Kg、邻苯二甲酸二辛脂30Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；当温度降至80℃，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯17Kg，关闭真空泵，温度应控制在80℃，保持温度搅拌2小时；打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃加入T-12催化剂0.5Kg、固化剂LCA-3000 7.5Kg，保温搅拌30分钟；停止加热加入轻钙粉30Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，结束备用。
实施例2
称取聚醚多元醇80Kg、氯化石蜡10Kg、沥青15Kg、邻苯二甲酸二辛脂20Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；当温度降至80℃，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯12Kg，关闭真空泵，温度应控制在80℃，保持温度搅拌2小时；打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃加入T-12催化剂0.2Kg、固化剂LCA-3000 6Kg，保温搅拌30分钟；停止加热加入轻钙粉20Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，结束备用。
实施例3
称取聚醚多元醇90Kg、氯化石蜡12Kg、沥青12Kg、邻苯二甲酸二辛脂25Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；当温度降至80℃，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯15Kg，关闭真空泵，温度应控制在80℃，保持温度搅拌2小时；打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃加入T-12催化剂0.4Kg、固化剂LCA-3000 7Kg，保温搅拌30分钟；停止加热加入轻钙粉25Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，结束备用。
实施例4
称取聚醚多元醇110Kg、氯化石蜡18Kg、沥青18Kg、邻苯二甲酸二辛脂35Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；当温度降至80℃，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯20Kg，关闭真空泵，温度应控制在80℃，保持温度搅拌2小时；打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃加入T-12催化剂0.6Kg、固化剂LCA-3000 8Kg，保温搅拌30分钟；停止加热加入轻钙粉35Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，结束备用。
实施例5
称取聚醚多元醇120Kg、氯化石蜡20Kg、沥青23Kg、邻苯二甲酸二辛脂40Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；当温度降至80℃，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯22Kg，关闭真空泵，温度应控制在80℃，保持温度搅拌2小时；打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃加入T-12催化剂0.8Kg、固化剂LCA-3000 9Kg，保温搅拌30分钟；停止加热加入轻钙粉45Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，结束备用。
实施例6
称取聚醚多元醇110Kg、氯化石蜡18Kg、沥青12Kg、邻苯二甲酸二辛脂25Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；当温度降至80℃，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯18Kg，关闭真空泵，温度应控制在80℃，保持温度搅拌2小时；打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃加入T-12催化剂0.3Kg、固化剂LCA-3000 8Kg，保温搅拌30分钟；停止加热加入轻钙粉35Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，结束备用。
实施例7
称取聚醚多元醇90Kg、氯化石蜡20Kg、沥青15Kg、邻苯二甲酸二辛脂20Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；当温度降至80℃，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯14Kg，关闭真空泵，温度应控制在80℃，保持温度搅拌2小时；打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃加入T-12催化剂0.5Kg、固化剂LCA-3000 6.5Kg，保温搅拌30分钟；停止加热加入轻钙粉40Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，结束备用。
实施例8
称取聚醚多元醇105Kg、氯化石蜡12Kg、沥青18Kg、邻苯二甲酸二辛脂25Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；当温度降至80℃，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯13Kg，关闭真空泵，温度应控制在80℃，保持温度搅拌2小时；打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃加入T-12催化剂0.4Kg、固化剂LCA-3000 7Kg，保温搅拌30分钟；停止加热加入轻钙粉45Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，结束备用。
实施例9
称取聚醚多元醇100Kg、氯化石蜡15Kg、沥青15Kg、邻苯二甲酸二辛脂30Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；当温度降至80℃，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯17Kg，关闭真空泵，温度应控制在80℃，保持温度搅拌2小时；打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃加入T-12催化剂0.5Kg、固化剂LCA-3000 7.5Kg，保温搅拌30分钟；停止加热加入轻钙粉30Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，结束备用。
实施例10
称取聚醚多元醇100Kg、氯化石蜡15Kg、沥青15Kg、邻苯二甲酸二辛脂30Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；当温度降至80℃，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯17Kg，关闭真空泵，温度应控制在80℃，保持温度搅拌2小时；打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃加入T-12催化剂0.5Kg、固化剂LCA-3000 7.5Kg，保温搅拌30分钟；停止加热加入轻钙粉30Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，结束备用。
上述实例制备的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，固化时间在30分钟以内，完全能够达到快速开放交通的要求。固化后表面粘接牢固，有优异的物理性能，拉伸率达到300％～400％。有良好的耐低温性，-40℃反复拉伸不开裂。耐高温性能优良，软化点大于80℃。

Claims (10)

1.一种聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，其特征是，按重量份比包括以下组分：
2.如权利要求1所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，其特征是，按重量份，包括以下组分：
3.如权利要求1所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，其特征是，按重量份，包括以下组分：
4.如权利要求1所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，其特征是，
所述固化剂是环保型潜伏固化剂LCA-3000；
所述聚醚多元醇是聚醚330N和聚醚N2020中的一种或两种；
所述T-12为二丁基锡二月桂酸酯；
所述氯化石蜡是52#氯化石蜡。
5.如权利要求1所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，其特征是，所述沥青为70#沥青。
6.如权利要求1所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶，其特征是，所述轻钙粉为800目的轻质碳酸钙。
7.一种权利要求1所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
a.按配方称取聚醚多元醇，氯化石蜡，沥青，邻苯二甲酸二辛脂加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；
b.当温度到达100～120℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，在真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时；同时停止加热，并关闭真空泵；
c.当温度降至80℃时，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯，关闭真空泵，温度控制在75～80℃，并保持温度2小时；
d.打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃时加入T-12、固化剂LCA-3000，保温搅拌30分钟后，停止加热加入轻钙粉，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶。
8.如权利要求7所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶的制备方法，其特征是，所述步骤b中温度为100℃。
9.如权利要求7所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶的制备方法，其特征是，所述步骤c中，温度控制在80℃。
10.如权利要求7所述的聚氨酯单组份路用液体灌缝胶的制备方法，其特征是，包括以下具体步骤：
a.按配方称取聚醚多元醇100Kg、氯化石蜡15Kg、沥青15Kg、邻苯二甲酸二辛脂30Kg加入到反应釜中，开启搅拌，开始加热；
b.当温度到达100℃，封闭反应釜，开启真空泵开始抽真空，在真空表读数为1200mmHg柱时开始计时，将温度控制在120℃左右，负压保温3小时，同时停止加热，并关闭真空泵；
c.当温度降至80℃时，开启真空泵，通过负压抽取加入二苯基甲烷二异氰酸酯17Kg，关闭真空泵，温度控制在75～80℃，保持温度搅拌2小时；
d.打开反应釜密闭体系，关闭加热系统，当温度降至50℃时加入T-12的量为0.5Kg、固化剂LCA-3000的量为7.5Kg，保温搅拌30分钟后，停止加热加入轻钙粉30Kg，搅拌30分钟，停止搅拌，制得聚氨酯单组份路用液体灌缝胶。
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Assignor: HEBEI DERUI HIGHWAY ENGINEERING Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980042632

Denomination of invention: A polyurethane single component liquid sealant for road use and its preparation method

Granted publication date: 20211116

License type: Common License

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