CN112480654B - 一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料、制备方法及应用 - Google Patents

一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料、制备方法及应用，先将聚醚多元醇和二羟甲基丙酸加入反应釜中，搅拌加热至60～65℃，保温条件下缓慢滴加己二异氰酸酯，搅拌均匀后加入二丁基锡二月桂酸酯，搅拌加热至85～90℃，加入复合纤维，保温反应1～2小时，自然冷却至室温，加入色浆，搅拌混合，出料，得到一种冷拌型彩色树脂薄层材料。该薄层材料可用于人行道、机动车道或停车场路面铺筑，具有较好的韧性和耐磨性，大大延长了路面的使用寿命，具有非常好的推广价值。

Description

一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及技术领域，特别是涉及一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料、制备方法及应用。
背景技术
高等级公路的路面结构类型主要有两种，即水泥混凝土路面和沥青混凝土路面。水泥混凝土路面面层刚度大，强度高，路面具有“刚性”，通常称为刚性路面；沥青路面面层的弹性模量较小，适应基层和土基的变形的能力强，路面具有“柔性”，通常称为柔性路面。水泥混凝土路面和沥青混凝土路面有各自的优点：水泥混凝土路面取材方便，施工简单、路面强度高、稳定性好、耐久性好；沥青路面表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、养护维修简便等。
但是，水泥混凝土路面与沥青路面各自的缺点也十分突出：水泥混凝土路面脆性大，容易脆断、难于修复、接缝多、行车舒适性较差、面层与基层变形协调能力差；沥青路面的施工要求高，路面水稳定性、温度稳定性、耐化学老化性较差，路面强度不高，容易产生车辙、松散剥落、反射裂缝等破坏。
近年来，许多彩色沥青路面出现在国内道路上，该类路面不仅起到美化和改善路面状态的作用，净化美观，而且有助于缓解司机视觉疲劳，起到警示作用，从而保证了行车和行人的安全。因此在路面表面涂装薄层材料具有非常好的推广意义。
另外，由于车辆在道路上行驶时对道路具有一定的冲击性，特别是在车辆在路口停顿时更会对路面产生压力，容易损坏道路。故表面薄层材料的韧性显得尤为重要。
专利CN109180071B公开了一种道路面层用高性能冷拌混合料及其制备方法，是由矿料、聚氨酯胶结料、羧酸、抗剥落剂常温拌合而得，其中的矿料和聚氨酯胶结料的相容性欠佳，直接影响拌合均匀性，进而影响形成薄层的韧性和耐磨性，影响使用寿命。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料、制备方法及应用，具有较好的韧性和耐磨性。
为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：
一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料的制备方法，先将聚醚多元醇和二羟甲基丙酸加入反应釜中，搅拌加热至60～65℃，保温条件下缓慢滴加己二异氰酸酯，搅拌均匀后加入二丁基锡二月桂酸酯，搅拌加热至85～90℃，加入复合纤维，保温反应1～2小时，自然冷却至室温(25℃)，加入色浆，搅拌混合，出料，即得所述的薄层材料；其中，所述复合纤维是通过以下方法制备得到的：
(A)先以锆、硅、锌为原料经混合球磨处理制成纳米粉末，接着在纳米粉末表面进行聚丙烯酰胺修饰，得到改性纳米粉末；
(B)然后以双酚S、4,4’-二氯二苯砜单体为原料，聚合反应，并在聚合过程中加入改性纳米粉末，反应结束得到复合树脂；
(C)接着将复合树脂熔融纺丝即得所述的复合纤维。
优选的，聚醚多元醇、二羟甲基丙酸、己二异氰酸酯、二丁基锡二月桂酸酯、复合纤维、色浆的质量比为10：60～80：15～20：0.5～0.8：2～3：2～3。
优选的，步骤(A)中，纳米粉末的制备方法如下：先将纯度99.9999％的锆、硅、锌按照摩尔比100：30～40：5～8混合高速球磨处理，即得纳米粉末。
进一步优选的，高速球磨处理的工艺条件如下：研磨球按照大小球的质量比为1：2，大小球的直径分别为8mm、5mm，球料比为1.05：1，在球磨过程中氩气保护，球磨转速为300r/min，研磨时间为10～13小时。其中，球磨前的准备工作应当在真空手套箱内进行。
进一步优选的，球磨时加入原料重量0.2～0.4％的硬脂酸作为润滑剂，避免原料粘连在球磨罐底部或内壁上。
优选的，步骤(A)中，以重量份计，聚丙烯酰胺修饰的具体方法如下：先将1份纳米粉末、0.002～0.003份引发剂加入5～8份质量浓度20～30％丙烯酰胺水溶液中，400～500W超声波振荡30～40分钟，得到预混液；然后进行紫外光照射引发丙烯酰胺聚合反应，即得所述的改性纳米粉末。
进一步优选的，所述引发剂为二苯甲酮、四乙基米氏酮或4-异丙基硫杂蒽酮；紫外光照射时间为2～3小时。
优选的，以重量份计，步骤(B)的具体方法如下：先在氮气保护的反应釜中加入1200～1300份二苯砜，搅拌升温至60～70℃，加入80～90份双酚S与300份4,4’-二氯二苯砜单体，待单体全部溶解后，再加入55～58份氢氧化钾、40～50份甲苯，继续搅拌升温至170～190℃，逐滴滴加蒸馏水直至体系中的固体不溶物全部溶解，搅拌反应30～40分钟，再加入150～170份双酚S，继续搅拌反应30～40分钟；接着蒸出全部甲苯，继续升温至200～210℃，加入5～8份改性纳米粉末，搅拌反应7～8小时，冷却，粉碎，洗涤，干燥，即得所述复合树脂。
优选的，双酚S进行预处理，具体方法如下：先将双酚S倒入5～8倍重量的质量浓度30～40％氢氧化钾水溶液中，超声波振荡处理，离心即可。
优选的，熔融纺丝的具体方法如下：先将复合树脂干燥至含水率100～150ppm，然后利用单螺杆挤出机熔融挤出，再挤压入纺丝组件进行熔融纺丝，得到复合纤维。
进一步优选的，熔融挤出的工艺条件如下：进料段385～395℃，压缩段及熔融段395～405℃，计量段405～413℃。
进一步优选的，熔融纺丝温度为413～420℃。
进一步优选的，将纺丝组件中纺出的丝在侧吹风条件下经纺丝甬道冷却固化，不间断地直接引入牵伸定型卷绕机，通过热辊进行加热牵伸，然后卷取得到聚醚砜纤维。
更进一步优选的，加热牵伸和卷取的工艺条件为：上热辊温度为193～197℃，速度420～425m/min，下热辊温度为230～235℃，速度895～900m/min，卷取速度为1200～1250m/min。
利用上述制备方法得到的一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料。
上述一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料的施工方法，先打磨基面并清理干净，辊涂薄层材料，然后均匀撒布骨料，清理表面多余的骨料即可。
优选的，薄层材料的厚度为2mm。
优选的，所述骨料为粒径为1mm以内的河砂。
上述一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料在人行道、机动车道或停车场路面铺筑中的应用。
本发明的有益效果是：
本发明先将聚醚多元醇和二羟甲基丙酸加入反应釜中，搅拌加热至60～65℃，保温条件下缓慢滴加己二异氰酸酯，搅拌均匀后加入二丁基锡二月桂酸酯，搅拌加热至85～90℃，加入复合纤维，保温反应1～2小时，自然冷却至室温，加入色浆，搅拌混合，出料，得到一种冷拌型彩色树脂薄层材料。该薄层材料可用于人行道、机动车道或停车场路面铺筑，具有较好的韧性和耐磨性，大大延长了路面的使用寿命，具有非常好的推广价值。
本发明的技术关键在于复合纤维的加入，先以锆、硅、锌为原料经混合球磨处理制成纳米粉末，接着再纳米粉末表面进行聚丙烯酰胺修饰，得到改性纳米粉末；然后以双酚S、4,4’-二氯二苯砜单体为原料，聚合反应，并在聚合过程中加入改性纳米粉末，反应结束得到复合树脂；接着将复合树脂熔融纺丝即得。纳米粉末带来了较好的强度和耐磨性，但是其与其他有机成分存在相容性问题，故申请人在纳米粉末表面进行了聚丙烯酰胺修饰，引入了酰胺基团。双酚S、4,4’-二氯二苯砜单体等聚合反应生成聚醚砜，在此过程中加入了纳米粉末，纳米粉末中的酰胺基团与聚醚砜之间的氢键作用等丰富网状结构，进一步强化产品的韧性和耐磨性。
在制备复合树脂时，双酚A分两次投料，有助于推动聚合反应进程，获得高分子量的聚合物，保证产品的韧性和耐磨性。
另外，复合纤维的纤维形态在聚氨酯分子间穿插，通过氢键作用相互作用，也有助于产品韧性和耐磨性的进一步改善。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料的制备方法，先将10kg聚醚多元醇和60kg二羟甲基丙酸加入反应釜中，搅拌加热至65℃，保温条件下缓慢滴加15kg己二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.8kg二丁基锡二月桂酸酯，搅拌加热至85℃，加入3kg复合纤维，保温反应1小时，自然冷却至室温(25℃)，加入3kg色浆，搅拌混合，出料，即得所述的薄层材料；其中，所述复合纤维是通过以下方法制备得到的：
(A)先以锆、硅、锌为原料经混合球磨处理制成纳米粉末，接着在纳米粉末表面进行聚丙烯酰胺修饰，得到改性纳米粉末；
(B)然后以双酚S、4,4’-二氯二苯砜单体为原料，聚合反应，并在聚合过程中加入改性纳米粉末，反应结束得到复合树脂；
(C)接着将复合树脂熔融纺丝即得所述的复合纤维。
步骤(A)中，纳米粉末的制备方法如下：先将纯度99.9999％的锆、硅、锌按照摩尔比100：30：8混合高速球磨处理，即得纳米粉末。
高速球磨处理的工艺条件如下：研磨球按照大小球的质量比为1：2，大小球的直径分别为8mm、5mm，球料比为1.05：1，在球磨过程中氩气保护，球磨转速为300r/min，研磨时间为10小时。其中，球磨前的准备工作应当在真空手套箱内进行。
球磨时加入原料重量0.4％的硬脂酸作为润滑剂，避免原料粘连在球磨罐底部或内壁上。
步骤(A)中，聚丙烯酰胺修饰的具体方法如下：先将1kg纳米粉末、0.002kg引发剂加入8kg质量浓度20％丙烯酰胺水溶液中，500W超声波振荡30分钟，得到预混液；然后进行紫外光照射引发丙烯酰胺聚合反应，即得所述的改性纳米粉末。
所述引发剂为二苯甲酮；紫外光照射时间为3小时。
步骤(B)的具体方法如下：先在氮气保护的反应釜中加入1200g二苯砜，搅拌升温至70℃，加入80g双酚S与300g4,4’-二氯二苯砜单体，待单体全部溶解后，再加入58g氢氧化钾、40g甲苯，继续搅拌升温至190℃，逐滴滴加蒸馏水直至体系中的固体不溶物全部溶解，搅拌反应30分钟，再加入170g双酚S，继续搅拌反应30分钟；接着蒸出全部甲苯，继续升温至210℃，加入5g改性纳米粉末，搅拌反应8小时，冷却，粉碎，洗涤，干燥，即得所述复合树脂。
双酚S进行预处理，具体方法如下：先将双酚S倒入5倍重量的质量浓度40％氢氧化钾水溶液中，超声波振荡处理，离心即可。
熔融纺丝的具体方法如下：先将复合树脂干燥至含水率100ppm，然后利用单螺杆挤出机熔融挤出，再挤压入纺丝组件进行熔融纺丝，得到复合纤维。
熔融挤出的工艺条件如下：进料段395℃，压缩段及熔融段396℃，计量段413℃。
熔融纺丝温度为413℃。
将纺丝组件中纺出的丝在侧吹风条件下经纺丝甬道冷却固化，不间断地直接引入牵伸定型卷绕机，通过热辊进行加热牵伸，然后卷取得到聚醚砜纤维。
加热牵伸和卷取的工艺条件为：上热辊温度为197℃，速度420m/min，下热辊温度为235℃，速度895m/min，卷取速度为1250m/min。
实施例2
一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料的制备方法，先将10kg聚醚多元醇和80kg二羟甲基丙酸加入反应釜中，搅拌加热至60℃，保温条件下缓慢滴加20kg己二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.5kg二丁基锡二月桂酸酯，搅拌加热至90℃，加入2kg复合纤维，保温反应2小时，自然冷却至室温(25℃)，加入2kg色浆，搅拌混合，出料，即得所述的薄层材料；其中，所述复合纤维是通过以下方法制备得到的：
(A)先以锆、硅、锌为原料经混合球磨处理制成纳米粉末，接着在纳米粉末表面进行聚丙烯酰胺修饰，得到改性纳米粉末；
(B)然后以双酚S、4,4’-二氯二苯砜单体为原料，聚合反应，并在聚合过程中加入改性纳米粉末，反应结束得到复合树脂；
(C)接着将复合树脂熔融纺丝即得所述的复合纤维。
步骤(A)中，纳米粉末的制备方法如下：先将纯度99.9999％的锆、硅、锌按照摩尔比100：40：5混合高速球磨处理，即得纳米粉末。
高速球磨处理的工艺条件如下：研磨球按照大小球的质量比为1：2，大小球的直径分别为8mm、5mm，球料比为1.05：1，在球磨过程中氩气保护，球磨转速为300r/min，研磨时间为13小时。其中，球磨前的准备工作应当在真空手套箱内进行。
球磨时加入原料重量0.2％的硬脂酸作为润滑剂，避免原料粘连在球磨罐底部或内壁上。
步骤(A)中，聚丙烯酰胺修饰的具体方法如下：先将1kg纳米粉末、0.003kg引发剂加入5kg质量浓度30％丙烯酰胺水溶液中，400W超声波振荡40分钟，得到预混液；然后进行紫外光照射引发丙烯酰胺聚合反应，即得所述的改性纳米粉末。
所述引发剂为4-异丙基硫杂蒽酮；紫外光照射时间为2小时。
步骤(B)的具体方法如下：先在氮气保护的反应釜中加入1300g二苯砜，搅拌升温至60℃，加入90g双酚S与300g4,4’-二氯二苯砜单体，待单体全部溶解后，再加入55g氢氧化钾、50g甲苯，继续搅拌升温至170℃，逐滴滴加蒸馏水直至体系中的固体不溶物全部溶解，搅拌反应40分钟，再加入150g双酚S，继续搅拌反应40分钟；接着蒸出全部甲苯，继续升温至200℃，加入8g改性纳米粉末，搅拌反应7小时，冷却，粉碎，洗涤，干燥，即得所述复合树脂。
双酚S进行预处理，具体方法如下：先将双酚S倒入8倍重量的质量浓度30％氢氧化钾水溶液中，超声波振荡处理，离心即可。
熔融纺丝的具体方法如下：先将复合树脂干燥至含水率150ppm，然后利用单螺杆挤出机熔融挤出，再挤压入纺丝组件进行熔融纺丝，得到复合纤维。
熔融挤出的工艺条件如下：进料段385℃，压缩段及熔融段405℃，计量段408℃。
熔融纺丝温度为420℃。
将纺丝组件中纺出的丝在侧吹风条件下经纺丝甬道冷却固化，不间断地直接引入牵伸定型卷绕机，通过热辊进行加热牵伸，然后卷取得到聚醚砜纤维。
加热牵伸和卷取的工艺条件为：上热辊温度为193℃，速度425m/min，下热辊温度为230℃，速度900m/min，卷取速度为1200m/min。
实施例3
一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料的制备方法，先将10kg聚醚多元醇和70kg二羟甲基丙酸加入反应釜中，搅拌加热至63℃，保温条件下缓慢滴加18kg己二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.7kg二丁基锡二月桂酸酯，搅拌加热至88℃，加入2.5kg复合纤维，保温反应1.5小时，自然冷却至室温(25℃)，加入2.5kg色浆，搅拌混合，出料，即得所述的薄层材料；其中，所述复合纤维是通过以下方法制备得到的：
(A)先以锆、硅、锌为原料经混合球磨处理制成纳米粉末，接着在纳米粉末表面进行聚丙烯酰胺修饰，得到改性纳米粉末；
(B)然后以双酚S、4,4’-二氯二苯砜单体为原料，聚合反应，并在聚合过程中加入改性纳米粉末，反应结束得到复合树脂；
(C)接着将复合树脂熔融纺丝即得所述的复合纤维。
步骤(A)中，纳米粉末的制备方法如下：先将纯度99.9999％的锆、硅、锌按照摩尔比100：35：7混合高速球磨处理，即得纳米粉末。
高速球磨处理的工艺条件如下：研磨球按照大小球的质量比为1：2，大小球的直径分别为8mm、5mm，球料比为1.05：1，在球磨过程中氩气保护，球磨转速为300r/min，研磨时间为12小时。其中，球磨前的准备工作应当在真空手套箱内进行。
球磨时加入原料重量0.3％的硬脂酸作为润滑剂，避免原料粘连在球磨罐底部或内壁上。
步骤(A)中，聚丙烯酰胺修饰的具体方法如下：先将1kg纳米粉末、0.003kg引发剂加入7kg质量浓度25％丙烯酰胺水溶液中，500W超声波振荡35分钟，得到预混液；然后进行紫外光照射引发丙烯酰胺聚合反应，即得所述的改性纳米粉末。
所述引发剂为四乙基米氏酮；紫外光照射时间为2.5小时。
步骤(B)的具体方法如下：先在氮气保护的反应釜中加入1250g二苯砜，搅拌升温至65℃，加入85g双酚S与300g4,4’-二氯二苯砜单体，待单体全部溶解后，再加入56g氢氧化钾、45g甲苯，继续搅拌升温至180℃，逐滴滴加蒸馏水直至体系中的固体不溶物全部溶解，搅拌反应35分钟，再加入160g双酚S，继续搅拌反应35分钟；接着蒸出全部甲苯，继续升温至205℃，加入6g改性纳米粉末，搅拌反应7.5小时，冷却，粉碎，洗涤，干燥，即得所述复合树脂。
双酚S进行预处理，具体方法如下：先将双酚S倒入7倍重量的质量浓度35％氢氧化钾水溶液中，超声波振荡处理，离心即可。
熔融纺丝的具体方法如下：先将复合树脂干燥至含水率120ppm，然后利用单螺杆挤出机熔融挤出，再挤压入纺丝组件进行熔融纺丝，得到复合纤维。
熔融挤出的工艺条件如下：进料段390℃，压缩段及熔融段400℃，计量段410℃。
熔融纺丝温度为417℃。
将纺丝组件中纺出的丝在侧吹风条件下经纺丝甬道冷却固化，不间断地直接引入牵伸定型卷绕机，通过热辊进行加热牵伸，然后卷取得到聚醚砜纤维。
加热牵伸和卷取的工艺条件为：上热辊温度为195℃，速度423m/min，下热辊温度为232℃，速度898m/min，卷取速度为1230m/min。
对比例1
一种冷拌型彩色树脂薄层材料的制备方法，先将10kg聚醚多元醇和60kg二羟甲基丙酸加入反应釜中，搅拌加热至65℃，保温条件下缓慢滴加15kg己二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.8kg二丁基锡二月桂酸酯，搅拌加热至85℃，保温反应1小时，自然冷却至室温(25℃)，加入3kg色浆、3kg复合纤维，搅拌混合，出料，即得所述的薄层材料；其中，所述复合纤维是通过以下方法制备得到的：
(A)先以锆、硅、锌为原料经混合球磨处理制成纳米粉末，接着在纳米粉末表面进行聚丙烯酰胺修饰，得到改性纳米粉末；
(B)然后以双酚S、4,4’-二氯二苯砜单体为原料，聚合反应，并在聚合过程中加入改性纳米粉末，反应结束得到复合树脂；
(C)接着将复合树脂熔融纺丝即得所述的复合纤维。
步骤(A)中，纳米粉末的制备方法如下：先将纯度99.9999％的锆、硅、锌按照摩尔比100：30：8混合高速球磨处理，即得纳米粉末。
高速球磨处理的工艺条件如下：研磨球按照大小球的质量比为1：2，大小球的直径分别为8mm、5mm，球料比为1.05：1，在球磨过程中氩气保护，球磨转速为300r/min，研磨时间为10小时。其中，球磨前的准备工作应当在真空手套箱内进行。
球磨时加入原料重量0.4％的硬脂酸作为润滑剂，避免原料粘连在球磨罐底部或内壁上。
步骤(A)中，聚丙烯酰胺修饰的具体方法如下：先将1kg纳米粉末、0.002kg引发剂加入8kg质量浓度20％丙烯酰胺水溶液中，500W超声波振荡30分钟，得到预混液；然后进行紫外光照射引发丙烯酰胺聚合反应，即得所述的改性纳米粉末。
所述引发剂为二苯甲酮；紫外光照射时间为3小时。
步骤(B)的具体方法如下：先在氮气保护的反应釜中加入1200g二苯砜，搅拌升温至70℃，加入80g双酚S与300g4,4’-二氯二苯砜单体，待单体全部溶解后，再加入58g氢氧化钾、40g甲苯，继续搅拌升温至190℃，逐滴滴加蒸馏水直至体系中的固体不溶物全部溶解，搅拌反应30分钟，再加入170g双酚S，继续搅拌反应30分钟；接着蒸出全部甲苯，继续升温至210℃，加入5g改性纳米粉末，搅拌反应8小时，冷却，粉碎，洗涤，干燥，即得所述复合树脂。
双酚S进行预处理，具体方法如下：先将双酚S倒入5倍重量的质量浓度40％氢氧化钾水溶液中，超声波振荡处理，离心即可。
熔融纺丝的具体方法如下：先将复合树脂干燥至含水率100ppm，然后利用单螺杆挤出机熔融挤出，再挤压入纺丝组件进行熔融纺丝，得到复合纤维。
熔融挤出的工艺条件如下：进料段395℃，压缩段及熔融段396℃，计量段413℃。
熔融纺丝温度为413℃。
将纺丝组件中纺出的丝在侧吹风条件下经纺丝甬道冷却固化，不间断地直接引入牵伸定型卷绕机，通过热辊进行加热牵伸，然后卷取得到聚醚砜纤维。
加热牵伸和卷取的工艺条件为：上热辊温度为197℃，速度420m/min，下热辊温度为235℃，速度895m/min，卷取速度为1250m/min。
对比例2
一种冷拌型彩色树脂薄层材料的制备方法，先将10kg聚醚多元醇和60kg二羟甲基丙酸加入反应釜中，搅拌加热至65℃，保温条件下缓慢滴加15kg己二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.8kg二丁基锡二月桂酸酯，搅拌加热至85℃，加入3kg复合纤维，保温反应1小时，自然冷却至室温(25℃)，加入3kg色浆，搅拌混合，出料，即得所述的薄层材料；其中，所述复合纤维是通过以下方法制备得到的：
(A)先以锆、硅为原料经混合球磨处理制成纳米粉末；
(B)然后以双酚S、4,4’-二氯二苯砜单体为原料，聚合反应，并在聚合过程中加入纳米粉末，反应结束得到复合树脂；
(C)接着将复合树脂熔融纺丝即得所述的复合纤维。
步骤(A)中，纳米粉末的制备方法如下：先将纯度99.9999％的锆、硅按照摩尔比100：30混合高速球磨处理，即得纳米粉末。
高速球磨处理的工艺条件如下：研磨球按照大小球的质量比为1：2，大小球的直径分别为8mm、5mm，球料比为1.05：1，在球磨过程中氩气保护，球磨转速为300r/min，研磨时间为10小时。其中，球磨前的准备工作应当在真空手套箱内进行。
球磨时加入原料重量0.4％的硬脂酸作为润滑剂，避免原料粘连在球磨罐底部或内壁上。
步骤(B)的具体方法如下：先在氮气保护的反应釜中加入1200g二苯砜，搅拌升温至70℃，加入80g双酚S与300g4,4’-二氯二苯砜单体，待单体全部溶解后，再加入58g氢氧化钾、40g甲苯，继续搅拌升温至190℃，逐滴滴加蒸馏水直至体系中的固体不溶物全部溶解，搅拌反应30分钟，再加入170g双酚S，继续搅拌反应30分钟；接着蒸出全部甲苯，继续升温至210℃，加入5g纳米粉末，搅拌反应8小时，冷却，粉碎，洗涤，干燥，即得所述复合树脂。
双酚S进行预处理，具体方法如下：先将双酚S倒入5倍重量的质量浓度40％氢氧化钾水溶液中，超声波振荡处理，离心即可。
熔融纺丝的具体方法如下：先将复合树脂干燥至含水率100ppm，然后利用单螺杆挤出机熔融挤出，再挤压入纺丝组件进行熔融纺丝，得到复合纤维。
熔融挤出的工艺条件如下：进料段395℃，压缩段及熔融段396℃，计量段413℃。
熔融纺丝温度为413℃。
将纺丝组件中纺出的丝在侧吹风条件下经纺丝甬道冷却固化，不间断地直接引入牵伸定型卷绕机，通过热辊进行加热牵伸，然后卷取得到聚醚砜纤维。
加热牵伸和卷取的工艺条件为：上热辊温度为197℃，速度420m/min，下热辊温度为235℃，速度895m/min，卷取速度为1250m/min。
对比例3
一种冷拌型彩色树脂薄层材料的制备方法，先将10kg聚醚多元醇和60kg二羟甲基丙酸加入反应釜中，搅拌加热至65℃，保温条件下缓慢滴加15kg己二异氰酸酯，搅拌均匀后加入0.8kg二丁基锡二月桂酸酯，搅拌加热至85℃，加入3kg复合树脂，保温反应1小时，自然冷却至室温(25℃)，加入3kg色浆，搅拌混合，出料，即得所述的薄层材料；其中，所述复合树脂是通过以下方法制备得到的：
(A)先以锆、硅、锌为原料经混合球磨处理制成纳米粉末，接着在纳米粉末表面进行聚丙烯酰胺修饰，得到改性纳米粉末；
(B)然后以双酚S、4,4’-二氯二苯砜单体为原料，聚合反应，并在聚合过程中加入改性纳米粉末，反应结束得到复合树脂。
步骤(A)中，纳米粉末的制备方法如下：先将纯度99.9999％的锆、硅、锌按照摩尔比100：30：8混合高速球磨处理，即得纳米粉末。
高速球磨处理的工艺条件如下：研磨球按照大小球的质量比为1：2，大小球的直径分别为8mm、5mm，球料比为1.05：1，在球磨过程中氩气保护，球磨转速为300r/min，研磨时间为10小时。其中，球磨前的准备工作应当在真空手套箱内进行。
球磨时加入原料重量0.4％的硬脂酸作为润滑剂，避免原料粘连在球磨罐底部或内壁上。
步骤(A)中，聚丙烯酰胺修饰的具体方法如下：先将1kg纳米粉末、0.002kg引发剂加入8kg质量浓度20％丙烯酰胺水溶液中，500W超声波振荡30分钟，得到预混液；然后进行紫外光照射引发丙烯酰胺聚合反应，即得所述的改性纳米粉末。
所述引发剂为二苯甲酮；紫外光照射时间为3小时。
步骤(B)的具体方法如下：先在氮气保护的反应釜中加入1200g二苯砜，搅拌升温至70℃，加入80g双酚S与300g4,4’-二氯二苯砜单体，待单体全部溶解后，再加入58g氢氧化钾、40g甲苯，继续搅拌升温至190℃，逐滴滴加蒸馏水直至体系中的固体不溶物全部溶解，搅拌反应30分钟，再加入170g双酚S，继续搅拌反应30分钟；接着蒸出全部甲苯，继续升温至210℃，加入5g改性纳米粉末，搅拌反应8小时，冷却，粉碎，洗涤，干燥，即得所述复合树脂。
双酚S进行预处理，具体方法如下：先将双酚S倒入5倍重量的质量浓度40％氢氧化钾水溶液中，超声波振荡处理，离心即可。
试验例
实施例1～3或对比例1～3的薄层材料施工完成后，25℃固化36小时，进行性能测试。
参考GB/T22374-2008检测耐磨性，参考GB/T2571-1995检测耐冲击性，结果见表1。
表1.性能测试结果
耐磨性(750g/500r)/g 缺口冲击强度(J/m)
实施例1 0.01 953.21
实施例2 0.011 954.19
实施例3 0.008 955.88
对比例1 0.066 910.12
对比例2 0.123 889.44
对比例3 0.058 903.87
由表1可知，实施例1～3施工后路面具有优异的耐磨性，缺口冲击强度高，韧性好。
对比例1将复合纤维与色浆一同加入，影响了复合纤维在体系中的均匀分布，进而影响产品耐磨性和韧性；对比例2在制备复合纤维时，纳米粉末中略去锌，并且略去聚丙烯酰胺修饰处理，纳米粉末同样出现分散不均匀的问题，进而影响产品耐磨性和韧性；对比例3用复合树脂替换复合纤维，缺少了纤维形态在体系中的穿插作用，同样会影响产品耐磨性和韧性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料的制备方法，其特征在于，先将聚醚多元醇和二羟甲基丙酸加入反应釜中，搅拌加热至60～65℃，保温条件下缓慢滴加己二异氰酸酯，搅拌均匀后加入二丁基锡二月桂酸酯，搅拌加热至85～90℃，加入复合纤维，保温反应1～2小时，自然冷却至室温，加入色浆，搅拌混合，出料，即得所述的薄层材料；其中，所述复合纤维是通过以下方法制备得到的：
（A）先以锆、硅、锌为原料经混合球磨处理制成纳米粉末，接着在纳米粉末表面进行聚丙烯酰胺修饰，得到改性纳米粉末；
（B）然后以双酚S、4,4’-二氯二苯砜单体为原料，聚合反应，并在聚合过程中加入改性纳米粉末，反应结束得到复合树脂；
（C）接着将复合树脂熔融纺丝即得所述的复合纤维；
其中，步骤（A）中，以重量份计，聚丙烯酰胺修饰的具体方法如下：先将1份纳米粉末、0.002～0.003份引发剂加入5～8份质量浓度20～30%丙烯酰胺水溶液中，400～500W超声波振荡30～40分钟，得到预混液；然后进行紫外光照射引发丙烯酰胺聚合反应，即得所述的改性纳米粉末。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚醚多元醇、二羟甲基丙酸、己二异氰酸酯、二丁基锡二月桂酸酯、复合纤维、色浆的质量比为10：60～80：15～20：0.5～0.8：2～3：2～3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（A）中，纳米粉末的制备方法如下：先将纯度99.9999%的锆、硅、锌按照摩尔比100：30～40：5～8混合高速球磨处理，即得纳米粉末。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，步骤（B）的具体方法如下：先在氮气保护的反应釜中加入1200～1300份二苯砜，搅拌升温至60～70℃，加入80～90份双酚S与300份4,4’-二氯二苯砜单体，待单体全部溶解后，再加入55～58份氢氧化钾、40～50份甲苯，继续搅拌升温至170～190℃，逐滴滴加蒸馏水直至体系中的固体不溶物全部溶解，搅拌反应30～40分钟，再加入150～170份双酚S，继续搅拌反应30～40分钟；接着蒸出全部甲苯，继续升温至200～210℃，加入5～8份改性纳米粉末，搅拌反应7～8小时，冷却，粉碎，洗涤，干燥，即得所述复合树脂。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，双酚S进行预处理，具体方法如下：先将双酚S倒入5～8倍重量的质量浓度30～40%氢氧化钾水溶液中，超声波振荡处理，离心即可。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，熔融纺丝的具体方法如下：先将复合树脂干燥至含水率100～150ppm，然后利用单螺杆挤出机熔融挤出，再挤压入纺丝组件进行熔融纺丝，得到复合纤维。
7.利用权利要求1～6中任一项所述制备方法得到的一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料。
8.权利要求7所述一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料的施工方法，其特征在于，先打磨基面并清理干净，辊涂薄层材料，然后均匀撒布骨料，清理表面多余的骨料即可。
9.权利要求7所述一种冷拌型高韧性彩色树脂薄层材料在人行道、机动车道或停车场路面铺筑中的应用。
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