CN113861489B - 一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料及其制备方法，涉及道路材料技术领域。该混合料由溶剂型冷拌沥青、缓释型发泡材料、聚氨酯预聚物与集料拌合而成；缓释型发泡材料由无机载体材料饱和吸收发泡液后制成；聚氨酯预聚物为聚酯二元醇/聚醚二元醇与二异氰酸酯合成的端异氰酸酯基线型预聚物。本发明公开的缓释型发泡材料可平缓释放发泡液，并与聚氨酯预聚物反应发泡，减缓泡沫冷拌沥青发泡反应速率、延长发泡持续时间，使泡沫冷拌沥青混合料从拌和到摊铺碾压的全周期都具有较好的施工和易性。发泡反应的同时伴随着三维网络结构聚氨酯体型材料的形成，有利于冷拌沥青混合料综合路用性能的提升。

Description

一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明属于道路材料技术领域，尤其涉及一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料及其制备方法。
背景技术
近年来，冷拌沥青混合料逐渐成为绿色交通工程推广应用的一种环保沥青路面材料。与传统热拌沥青混合料相比，冷拌沥青混合料可常温拌和、摊铺，具有节能环保、施工便捷以及可储存诸多优点。但仍存在初始稳定度不足、后期强度提升缓慢、高温车辙性能差等关键工程技术难题。
泡沫沥青混合料作为冷拌沥青混合料的一种类型，其制备方法通常为：一定比例的水遇到高温沥青后瞬间汽化，产生大量泡沫使沥青迅速膨胀，增大表面积的同时大幅降低沥青粘度、提高和易性，从而实现沥青与集料的裹附以及常温下的拌和、摊铺。泡沫沥青以水或水溶液高温气化物理发泡，膨胀速率极快，半衰期通常只有十几秒，由拌合至摊铺碾压的施工可操作容留时间极短，主要用于泡沫沥青就地冷再生路面的施工。
调控泡沫沥青的膨胀速率、延长泡沫沥青的发泡时间显得尤为重要。专利CN110408067A公开了一种具有较大膨胀率及更长半衰期的泡沫沥青，采用氨水或双氧水作为发泡剂，受热分解产生不同于水蒸气的气体分子，形成的泡沫沥青孔隙结构更加合理，泡沫沥青具有更高的膨胀率和更长的半衰期。专利CN109626872A公开了一种赤泥-硼泥复配发泡的泡沫沥青，以一定含水率的高细度活化赤泥、硼泥粉末为发泡中心制备泡沫沥青，巧妙利用活化赤泥、硼泥粉末高细度、吃水及保水能力强的特点，形成数量极多的发泡中心以达到微发泡的效果，制备出膨胀率高、半衰期长、性能稳定的泡沫沥青。专利CN111925472A公开了一种沥青发泡剂，其合成制备出一种高吸水性的高分子材料吸水球，根据吸水球吸水量控制参与沥青发泡的用水量，对沥青发泡具有良好的调控效果。
泡沫聚氨酯作为一种性能优良的发泡材料，是气雾技术和聚氨酯发泡技术交叉结合的产物，气泡的产生源于异氰酸酯基与水反应生成CO2化学发泡，其为室温发泡且泡沫膨胀率、发泡速率以及泡孔结构可调、可控。专利CN106832181A公开了一种聚氨酯发泡材料及其制备方法，通过添加气体成核剂使泡孔均匀分布并且降低聚氨酯发泡材料泡孔孔径，制得具有较低导热系数和良好保温性能的聚氨酯发泡材料。专利CN1341685A采用煤焦油沥青、聚醚多元醇以及添加剂等的相互协同改性作用，获得一种绝热、防腐的沥青聚氨酯硬质泡沫塑料。专利CN105713401A采用全水发泡技术，使用蓖麻油溶解沥青制备沥青乳化液，通过控制发泡反应，制备了具有防潮耐腐、抗压性强、尺寸稳定性好的沥青聚氨酯硬质泡沫。
目前，泡沫沥青混合料存在有发泡速度快、发泡时间短、由拌合至摊铺碾压的施工可操作容留时间短、施工可操作性差的技术难题。因此，为制得性能更加优良的泡沫沥青材料，研究人员在制备过程中添加各种改性剂，或者改进制备方法及装置，以适应实际工程及满足市场的需求。
发明内容
针对上述背景技术中的不足，本发明提供了一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料及其制备方法。本发明公开的泡沫冷拌沥青混合料通过制备缓释型发泡材料，平缓释放发泡液并与聚氨酯预聚物反应发泡，减缓冷拌沥青发泡反应速率、延长发泡持续时间，使泡沫冷拌沥青混合料从拌和到摊铺碾压的全周期都具有较好的施工和易性。发泡反应的同时形成三维网状结构的聚氨酯体型材料，有利于冷拌沥青混合料综合路用性能的提升。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料，所述的聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料包括以下组分：溶剂型冷拌沥青、缓释型发泡材料、聚氨酯预聚物、集料；所述溶剂型冷拌沥青、缓释型发泡材料与聚氨酯预聚物的质量比为100:（4-8）:（7-15）。
优选的，所述溶剂型冷拌沥青包括基质沥青、溶剂、硅烷偶联剂；所述基质沥青、溶剂与硅烷偶联剂质量比为100:（7-13）:（0.5-3）；所述基质沥青为70#、90#石油沥青的一种；所述溶剂为柴油、煤油、汽油、溶剂油、芳烃油中的一种或其组合；所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷中的一种或其组合。
优选的，所述缓释型发泡材料的发泡液包括水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂、包膜剂；所述水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂与包膜剂的质量比为100:（3-6）:（2-5）:（0.5-2）:（4-8）；所述交联剂为甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二乙氨基乙醇、间苯二胺中的一种或其组合；所述泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅类，包括但不限于AK8801、AK8802、AK8803、AK8804、AK8805中的一种或其组合；所述表面活性剂为聚氧乙烯型或多元醇型非离子表面活性剂，包括但不限于烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物中的一种或其组合；所述包膜剂为低熔点的大分子/高分子有机化合物，包括但不限于石蜡、聚乙烯蜡、单硬脂肪酸甘油酯、三硬脂肪酸甘油酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或其组合。
优选的，所述聚氨酯预聚物为聚酯二元醇/聚醚二元醇与二异氰酸酯合成的端异氰酸酯基线型预聚物；所述聚酯二元醇/聚醚二元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、己二酸丁二醇聚酯二醇、芳香族聚酯二醇、聚己内酯二醇中的一种或其组合；所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸中的一种或其组合。
本发明提供了一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料的制备方法，其步骤如下：
①将水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂、包膜剂剪切乳化得到发泡液，将发泡液加入无机载体材料中浸泡、抽真空、强化吸收，无机载体材料饱和吸收发泡液后降温、分离，制得缓释型发泡材料；
②将基质沥青加热至完全熔融，再与溶剂、硅烷偶联剂剪切搅拌，制得溶剂型冷拌沥青；
③将步骤①制得的缓释型发泡材料和步骤②制得溶剂型冷拌沥青与聚氨酯预聚物搅拌混合均匀，制得聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青，再将聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青与集料拌合，制得聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料。
优选的，步骤①中，所述无机载体材料为10-60目的多孔球形或颗粒材料，无机载体材料包括但不限于活性炭、空心碳、活性氧化铝、空心氧化铝、介孔分子筛、硅藻土、功能化二氧化硅中的一种或其组合；所述无机载体材料饱和吸收发泡液的量为80-180%，浸泡时间为30-60min，强化吸收真空度为50-70kPa。
优选的，步骤①中，所述水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂及包膜剂的乳化温度为70-80℃；所述水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂及包膜剂的剪切速率为3000-6000rpm，剪切时间为2-5min。
优选的，步骤②中，所述基质沥青加热熔融温度为80-110℃；所述基质沥青与溶剂及硅烷偶联剂的剪切搅拌速率为500-1000rpm，剪切时间为20-40min。
优选的，步骤③中，所述泡沫冷拌沥青混合料油石比5-7%；所述集料为AC-13级配；所述泡沫冷拌沥青与集料的拌和温度为30-50℃。
本发明的有益效果是：
（1）本发明公开的缓释型发泡材料由无机载体材料饱和吸收发泡液后制得。无机载体材料的多级孔隙结构，可在毛细管力作用下吸收发泡液中小分子的水、交联剂、泡沫稳定剂以及表面活性剂，并使其滞留于材料的多级孔隙中，而大分子或高分子包膜剂则截留于无机载体材料表面，形成包覆膜。
（2）缓释型发泡材料的这一特殊包覆结构可避免发泡液的过早或过快释放，在溶剂、拌和或碾压等作用下包覆膜溶解或结构破裂，平缓释放发泡液并与聚氨酯预聚体反应发泡，调控发泡反应速率、延长发泡时间，使冷拌沥青混合料从拌和到摊铺碾压的全周期都具有较好的和易性，施工可操作性强。
（3）聚氨酯预聚物与发泡液的化学反应，包括与水生成聚脲和CO2的发泡反应，与聚氧乙烯型或多元醇型非离子表面活性剂生成聚氨酯的反应，并在交联剂的作用下，形成三维网状结构的聚氨酯体型材料，有利于冷拌沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性以及水损害性能等路用性能的提升。
（4）本发明公开的泡沫冷拌沥青发泡持续时间5-10h，膨胀率可达3.1-5.2倍，泡沫冷拌沥青混合料马歇尔稳定度为10.4-16.5kN，发泡反应速率温和、持续时间长，泡沫冷拌沥青混合料从拌和到摊铺碾压的全周期都具有较好的施工和易性。
（5）本发明公开的泡沫冷拌沥青与溶剂型冷拌沥青相比，泡沫冷拌沥青可减少溶剂油使用量，并且由于溶剂油用量的降低，泡沫冷拌沥青混合料马歇尔稳定度可提高20-35%，且随着车辆碾压后期强度提升快，可应用于冷拌冷铺路面工程领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例3泡沫冷拌沥青体积膨胀量随发泡时间变化照片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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付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
一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料包括以下组分：溶剂型冷拌沥青、缓释型发泡材料、聚氨酯预聚物、集料；其中，溶剂型冷拌沥青、缓释型发泡材料与聚氨酯预聚物的质量比为100:（4-8）:（7-15）。
其中，溶剂型冷拌沥青包括基质沥青、溶剂、硅烷偶联剂；所述基质沥青为70#、90#石油沥青的一种；所述基质沥青、溶剂与硅烷偶联剂质量比为100:（7-13）:（0.5-3）；所述溶剂为柴油、煤油、汽油、溶剂油、芳烃油中的一种或其组合；所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷中的一种或其组合。
其中，缓释型发泡材料的发泡液包括水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂、包膜剂；所述水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂与包膜剂的质量比为100:（3-6）:（2-5）:（0.5-2）:（4-8）；所述交联剂为甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二乙氨基乙醇、间苯二胺中的一种或其组合；所述泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅类，包括但不限于AK8801、AK8802、AK8803、AK8804、AK8805中的一种或其组合；所述表面活性剂为聚氧乙烯型或多元醇型非离子表面活性剂，包括但不限于烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物中的一种或其组合；所述包覆剂为低熔点的大分子/高分子有机化合物，包括但不限于石蜡、聚乙烯蜡、单硬脂肪酸甘油酯、三硬脂肪酸甘油酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或其组合。
其中，聚氨酯预聚物为聚酯二元醇/聚醚二元醇与二异氰酸酯合成的端异氰酸酯基线型预聚物；所述聚酯二元醇/聚醚二元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、己二酸丁二醇聚酯二醇、芳香族聚酯二醇、聚己内酯二醇中的一种或其组合；所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸中的一种或其组合。
实施例2
一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料的制备方法，其步骤如下：
①将水、二乙氨基乙醇、AK8801泡沫稳定剂、脂肪酸聚氧乙烯酯以及三硬脂肪酸甘油酯按质量比100:5:4:1.5:7混合，加热至75℃至完全溶解/熔融，5000rpm速率下剪切乳化3min制得发泡液；发泡液中加入10-40目的活性氧化铝，浸泡50min后，在真空度为60kPa强化吸收，活性氧化铝饱和吸收发泡液后降至常温，过滤分离，制得氧化铝缓释型发泡材料；其中，缓释型发泡材料饱和吸收发泡液的量为80%，表面均匀包覆三硬脂肪酸甘油酯包覆膜。
②将90#基质沥青于100℃加热至完全熔融，再将90#基质沥青、溶剂油与缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷偶联剂按照质量比为100:13:0.5进行剪切搅拌，制得溶剂型冷拌沥青；其中，剪切速率为800rpm，剪切时间为30min。
③将步骤①制得的氧化铝缓释型发泡材料和步骤②制得的溶剂型冷拌沥青与聚氨酯预聚物按照质量比为4:100:7，在速率为200rpm搅拌均匀，制得聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青，泡沫冷拌沥青油石比7%，将其与集料级配AC-13在温度为30℃时拌和，使泡沫冷拌沥青在集料表面均匀裹附，制得泡沫冷拌沥青混合料。
该实施例中泡沫冷拌沥青发泡持续时间为5h，泡沫膨胀率可达3.1倍，泡沫冷拌沥青混合料马歇尔稳定度10.4kN。
实施例3
一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料的制备方法，其步骤如下：
①将水、间苯二胺、AK8802泡沫稳定剂、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物以及乙烯-醋酸乙烯共聚物按质量比100:6:5:2:8混合，加热至80℃至完全熔融，在6000rpm速率下剪切乳化2min，制得发泡液；发泡液中加入40-60目的功能化二氧化硅，浸泡60min后，在真空度为50kPa强化吸收，二氧化硅饱和吸收发泡液后降至常温，过滤分离，制得二氧化硅缓释型发泡材料；其中，缓释型发泡材料饱和吸收发泡液的量为90%，表面均匀包覆乙烯-醋酸乙烯共聚物包覆膜。
②将90#基质沥青于110℃加热至完全熔融，再将90#基质沥青、芳烃油与乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷偶联剂按照质量比为100:12:1进行剪切搅拌，制得溶剂型冷拌沥青；其中，剪切速率为1000rpm，剪切时间为20min。
③将步骤①制得的二氧化硅缓释型发泡材料和步骤②制得的溶剂型冷拌沥青与聚氨酯预聚物按照质量比为4.5:100:9，在速率为300rpm搅拌均匀，制得聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青，泡沫冷拌沥青油石比6.5%，将其与集料级配AC-13在温度为30℃时拌和，使泡沫冷拌沥青在集料表面均匀裹附，制得泡沫冷拌沥青混合料。
该实施例泡沫冷拌沥青体积膨胀量随发泡时间变化如图1所示，从图中可以看出，随着时间的延长，该泡沫冷拌沥青体积膨胀量越来越大，发泡持续时间为6.5h，泡沫膨胀率3.4倍，泡沫冷拌沥青混合料马歇尔稳定度11.6kN。
实施例4
一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料的制备方法，其步骤如下：
①将水、间苯二胺、AK8803泡沫稳定剂、脂肪酸聚氧乙烯酯以及石蜡按质量比100:3:2:2:8混合，加热至80℃至完全熔融，在5000rpm速率下剪切乳化5min制得发泡液；发泡液中加入10-30目的硅藻土球，浸泡50min后，在真空度为70kPa强化吸收，硅藻土球饱和吸收发泡液后降至常温，过滤分离、制得硅藻土缓释型发泡材料；其中，缓释型发泡材料饱和吸收发泡液的量为120%，表面均匀包覆石蜡包覆膜。
②将90#基质沥青于110℃加热至完全熔融，再将90#基质沥青、溶剂油与缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷偶联剂按照质量比为100:10:1.5进行剪切搅拌，制得溶剂型冷拌沥青；其中，剪切速率为700rpm，剪切时间为40min。
③将步骤①制得的硅藻土缓释型发泡材料和步骤②制得的溶剂型冷拌沥青与聚氨酯预聚物按照质量比为5.2:100:10，在速率为400rpm搅拌均匀，制得聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青，泡沫冷拌沥青油石比6%，将其与集料级配AC-13在温度为50℃时拌和，使泡沫冷拌沥青在集料表面均匀裹附，制得泡沫冷拌沥青混合料。
该实施例中泡沫冷拌沥青发泡持续时间为7.5h，泡沫膨胀率3.8倍，泡沫冷拌沥青混合料马歇尔稳定度12.3kN。
实施例5
一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料的制备方法，其步骤如下：
①将水、三羟甲基丙烷、AK8804泡沫稳定剂、烷基酚聚氧乙烯醚以及聚乙烯蜡按质量比100:3:2:0.5:5混合，加热至75℃至完全熔融，在3000rpm速率下剪切乳化2min制得发泡液；发泡液中加入10-20目的空心碳球，浸泡30min后，在真空度为50kPa强化吸收，空心碳球饱和吸收发泡液后降至常温，过滤分离，制得空心碳球缓释型发泡材料；其中，缓释型发泡材料饱和吸收发泡液的量为140%，表面均匀包覆聚乙烯蜡包覆膜。
②将70#基质沥青于110℃加热至完全熔融，再将70#基质沥青、汽油与氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂按照质量比为100:9:2进行剪切搅拌，制得溶剂型冷拌沥青；其中，剪切速率为900rpm，剪切时间为20min。
③将步骤①制得的空心碳缓释型发泡材料和步骤②制得的溶剂型冷拌沥青与聚氨酯预聚物按照质量比为6.5:100:12，在速率为400rpm搅拌均匀，制得聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青，泡沫冷拌沥青油石比6%，将其与集料级配AC-13在温度为30℃时拌和，使泡沫冷拌沥青在集料表面均匀裹附，制得泡沫冷拌沥青混合料。
该实施例中泡沫冷拌沥青发泡持续时间为8h，泡沫膨胀率4.5倍，泡沫冷拌沥青混合料马歇尔稳定度14.2kN。
实施例6
一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料的制备方法，其步骤如下：
①将水、季戊四醇、AK8805泡沫稳定剂、脂肪醇聚氧乙烯醚以及单硬脂肪酸甘油酯按质量比100:4:3:1:6混合，加热至80℃至完全熔融，在4000rpm速率下剪切乳化4min制得发泡液；发泡液中加入30-60目的介孔分子筛，浸泡40min后，在真空度为50kPa强化吸收，介孔分子筛饱和吸收发泡液后降至常温，过滤分离，制得介孔分子筛缓释型发泡材料；其中，缓释型发泡材料饱和吸收发泡液的量为170%，表面均匀包覆单硬脂肪酸甘油酯包覆膜。
②将70#基质沥青于90℃加热至完全熔融，再将70#基质沥青、煤油与乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂按照质量比为100:8:2.5进行剪切搅拌，制得溶剂型冷拌沥青；其中，剪切速率为600rpm，剪切时间为40min。
③将步骤①制得的介孔分子筛缓释型发泡材料和步骤②制得的溶剂型冷拌沥青与聚氨酯预聚物按照质量比为7:100:13，在速率为300rpm搅拌均匀，制得聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青，泡沫冷拌沥青油石比5.5%，将其与集料级配AC-13在温度为40℃时拌和，使泡沫冷拌沥青在集料表面均匀裹附，制得泡沫冷拌沥青混合料。
该实施例中泡沫冷拌沥青发泡持续时间为9.5h，泡沫膨胀率4.8倍，泡沫冷拌沥青混合料马歇尔稳定度15.7kN。
实施例7
一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料的制备方法，其步骤如下：
①将水、甘油、AK8801泡沫稳定剂、烷基酚聚氧乙烯醚以及聚乙烯蜡按质量比100:3:2:0.5:4混合，加热至70℃至完全熔融，在3000rpm速率下剪切乳化5min制得发泡液；发泡液中加入10-30目的多孔颗粒活性炭，浸泡30min后，在真空度为70kPa强化吸收，活性炭饱和吸收发泡液后降至常温，过滤分离，制得空心碳球缓释型发泡材料；其中，缓释型发泡材料饱和吸收发泡液的量为180%，表面均匀包覆石蜡包覆膜。
②将70#基质沥青于80℃加热至完全熔融，再将70#基质沥青、柴油与氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂按照质量比为100:7:3进行剪切搅拌，制得溶剂型冷拌沥青；其中，剪切速率为500rpm，剪切时间为40min。
③将步骤①制得的活性炭缓释型发泡材料和步骤②制得的溶剂型冷拌沥青与聚氨酯预聚物按照质量比为8:100:15，在速率为200rpm搅拌均匀，制得聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青，泡沫冷拌沥青油石比5%，将其与集料级配AC-13在温度为50℃时拌和，使泡沫冷拌沥青在集料表面均匀裹附，制得泡沫冷拌沥青混合料。
该实施例中泡沫冷拌沥青发泡持续时间为10h，泡沫膨胀率5.2倍，泡沫冷拌沥青混合料马歇尔稳定度16.5kN。
以上对本发明所提供的一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料及其制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体的个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料，其特征在于：所述的聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料包括以下组分：溶剂型冷拌沥青、缓释型发泡材料、聚氨酯预聚物、集料；所述溶剂型冷拌沥青、缓释型发泡材料与聚氨酯预聚物的质量比为100:（4-8）:（7-15）；
聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料的制备方法步骤如下：
① 将水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂、包膜剂剪切乳化得到发泡液，发泡液中加入无机载体材料，浸泡、抽真空、强化吸收，无机载体材料饱和吸收发泡液后降温、分离，制得缓释型发泡材料；
②将基质沥青加热至完全熔融，再与溶剂、硅烷偶联剂剪切搅拌，制得溶剂型冷拌沥青；
③将步骤①制得的缓释型发泡材料和步骤②制得溶剂型冷拌沥青与聚氨酯预聚物搅拌混合均匀，制得聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青，再将聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青与集料拌和，制得聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料；
所述无机载体材料为10-60目的多孔球形或颗粒材料；
所述泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅类；
所述表面活性剂为聚氧乙烯型或多元醇型非离子表面活性剂；
所述包膜剂为低熔点的大分子/高分子有机化合物。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料，其特征在于：所述溶剂型冷拌沥青包括基质沥青、溶剂、硅烷偶联剂；所述基质沥青、溶剂与硅烷偶联剂质量比为100:（7-13）:（0.5-3）；所述基质沥青为70#、90#石油沥青的一种；所述溶剂为柴油、煤油、汽油、溶剂油、芳烃油中的一种或两种以上组合；所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷中的一种或两种以上组合。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料，其特征在于：所述缓释型发泡材料的发泡液包括水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂、包膜剂；所述水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂与包膜剂的质量比为100:（3-6）:（2-5）:（0.5-2）:（4-8）；所述交联剂为甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二乙氨基乙醇、间苯二胺中的一种或两种以上组合；所述泡沫稳定剂为AK8801、AK8802、AK8803、AK8804、AK8805中的一种或两种以上组合；所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物中的一种或两种以上组合；所述包膜剂为石蜡、聚乙烯蜡、单硬脂肪酸甘油酯、三硬脂肪酸甘油酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或两种以上组合或两种以上组合。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料，其特征在于：所述聚氨酯预聚物为聚酯二元醇/聚醚二元醇与二异氰酸酯合成的端异氰酸酯基线型预聚物；所述聚酯二元醇/聚醚二元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、己二酸丁二醇聚酯二醇、芳香族聚酯二醇、聚己内酯二醇中的一种或两种以上组合；所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸中的一种或两种以上组合。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料，其特征在于：步骤①中，无机载体材料为活性炭、空心碳、活性氧化铝、空心氧化铝、介孔分子筛、硅藻土、功能化二氧化硅中的一种或两种以上组合；所述无机载体材料饱和吸收发泡液的量为80-180%，浸泡时间为30-60min，强化吸收真空度为50-70kPa。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料，其特征在于：步骤①中，所述水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂及包膜剂剪切乳化的乳化温度为70-80℃；所述水、交联剂、泡沫稳定剂、表面活性剂及包膜剂剪切乳化的剪切速率为3000-6000rpm，剪切时间为2-5min。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料，其特征在于：步骤②中，所述基质沥青加热熔融温度为80-110℃；所述基质沥青与溶剂及硅烷偶联剂的剪切搅拌速率为500-1000rpm，剪切时间为20-40min。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料，其特征在于：步骤③中，将泡沫冷拌沥青混合料以油石比5-7%；与集料级配AC-13拌和；所述泡沫冷拌沥青与集料的拌和温度为30-50℃。
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