CN115418096B - 用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及道路修补领域，公开了一种用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。用于道路修补的组合物包含聚氨酯树脂、聚异丁烯和填料，其中，相对于100重量％聚氨酯树脂的含量，聚异丁烯的含量为5‑40重量％，填料的含量为3‑15重量％；其中，填料为生石灰、熟石灰、硅酸钠中的一种或多种；聚氨酯树脂的异氰酸酯基的含量为4％‑15％，基于所述聚氨酯树脂的总重量，25℃下的粘度为3000‑12000mPa·s，在25℃的温度和55％的湿度下表干时间为5‑10min。由本发明的用于道路修补的组合物制备得到的碎石改性用料用于制备道路修补材料时，可以全天候快速高效修补道路坑槽。

Description

用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料
技术领域
本发明涉及道路修补领域，具体涉及一种用于道路修补的组合物及其在道路修补中的用途和一种道路修补材料。
背景技术
道路在长期使用过程中受行车载荷和外界环境(高温、降水、结冰等)的综合影响，路面会形成松散、车辙和坑槽等病害，上述病害需及时进行修补，尤其是坑槽病害，否则病害在外界环境和行车载荷的耦合作用下会进一步发展，严重影响行车安全和道路的使用性能。
目前，坑槽的修补工艺有热补和冷补两种。热补工艺所用修补材料为热拌和沥青混合料，该混合料低温凝固快，摊铺、压实困难，不适用于冬季施工。冷补工艺所用修补材料为冷补料。冷补料主要有溶剂型、乳化型和反应型三种类型，其中溶剂型和乳化型冷补料施工简单，但初期强度低、强度增长缓慢；反应型冷补料虽然早期强度高、强度增长快，但大多对施工工艺要求较高，需要现场拌和，施工过程复杂，不适宜在雨季进行施工，一方面在雨水影响下反应型冷补料固化过程受到影响，施工效果无法保证，另一方面降雨造成施工不便，施工安全较难保证。
专利申请CN109574548A公布了一种低温快速养护坑槽修补材料及其制备方法，该坑槽修补材料由A组分、B组分和C组分混合得到，其中，A组分由环氧树脂、活性稀释剂和非活性稀释剂组成，B组分由固化剂和固化促进剂组成，C组分由无机填料组成，施工时，A组分、B组分和C组分现场拌和后得到坑槽修补材料，该材料养生时间2～3h，才能开放交通，不能满足交通繁忙道路的快速养护要求。
专利申请CN110409272A公布了一种沥青路面坑槽的修补方法及该方法所用的修补材料，该修补材料由沥青、废胶粉、环氧树脂、SBS改性剂、水性丙烯酸乳液、萜烯树脂、硅烷偶联剂、环氧固化剂和稀释剂组成，修补料在修补材料浇注前，需要在坑槽中涂抹干燥剂，然后铺设坑槽深度1/4的砂石垫层，浇注修补料后，可在30min固化成型，满足雨后潮湿坑槽的快速修补要求，但早期马歇尔稳定度小于3kN，未满足稳定要求。
专利申请CN111253111A公布了一种沥青路面常温快速修补材料制备方法及使用方法，其是将常温沥青改性剂与沥青拌和均匀，然后再与集料拌和得到修补材料，密封袋装保存；该修补材料施工工艺与传统热板和沥青混合料基本一致，需要使用吹风机将坑槽吹至干燥状态，施工过程耗时长，且不适宜雨季施工。
上述现有技术存在许多不足：
1、传统冷补料依靠水分或溶剂的挥发，强度上升缓慢；在雨季应急使用时，寿命短；
2、养生时间长2～3h，无法快速开放交通；
3、可以满足雨后的施工要求，但在连续降雨时(梅雨季节)，修补后寿命短。
概括而言，即现有技术存在成本高、效率低、耗时间等问题。因此，需要开发一种更加有效的道路修补材料，可以全天候适用于道路的快速高效修补，尤其适用于例如低温、降水等恶劣天气。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的上述问题，提供了一种用于道路修补的组合物及其用途以及一种道路修补材料，由本发明的用于道路修补的组合物制备得到的碎石改性用料用于制备道路修补材料时，可以全天候快速高效修补道路坑槽。
本发明的第一方面提供了一种用于道路修补的组合物，该组合物包含聚氨酯树脂、聚异丁烯和填料，其中，相对于100重量％聚氨酯树脂的含量，聚异丁烯的含量为5-40重量％，填料的含量为3-15重量％，
其中，填料为生石灰、熟石灰和硅酸钠中的一种或多种；聚氨酯树脂的异氰酸酯基的含量为4％-15％，基于所述聚氨酯树脂的总重量，25℃下的粘度为3000-12000mPa·s，在25℃的温度和55％的湿度下表干时间为5-10min。
本发明的第二方面提供了本发明的用于道路修补的组合物在道路修补中的用途。
本发明的第三方面提供了一种道路修补材料，其包含由本发明的用于道路修补的组合物制备得到的碎石改性用料和碎石混合料，其中，相对于道路修补材料的总重量，碎石改性用料的含量为5-10重量％，碎石混合料的含水率≤2％。
与现有技术的道路修补材料相比，采用由本发明提供的组合物制备得到的碎石改性用料而制备的道路修补材料具有以下优势：
1、本发明的碎石改性用料操作简便，可以满足全天候的施工要求，该碎石改性用料具有疏水特性，与碎石混合料在潮湿或明水条件下也具有高的粘结强度；
2、采用本发明的碎石改性用料与特定碎石混合料拌和后，得到冷补料，可以全天候快速修补坑槽，施工后30min可以开放交通。
3、本发明利用生石灰、熟石灰等填料或者可以在潮湿环境中吸收水分，同时放出热量，或者可以吸收CO2，减少膨胀，一方面有助于减少单组分聚氨酯树脂的发泡，另一方面释放热量可以加速树脂固化，快速形成强度。利用上述原理，本发明所提供的道路修补材料，能够用于雨季坑槽修补，实现全天候快速施工，且修补强度高，使用寿命长。
具体实施方式
下面通过实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明的第一方面提供了一种用于道路修补的组合物，该组合物包含聚氨酯树脂、聚异丁烯和填料，其中，相对于100重量％聚氨酯树脂的含量，聚异丁烯的含量为5-40重量％，填料的含量为3-15重量％，
其中，填料为生石灰、熟石灰和硅酸钠中的一种或多种；聚氨酯树脂的异氰酸酯基的含量为4％-15％，基于所述聚氨酯树脂的总重量，25℃下的粘度为3000-12000mPa·s，在25℃的温度和55％的湿度下表干时间为5-10min。
在本发明中，填料可以是自制的产品，也可以是商购获得的产品。例如，生石灰和熟石灰均为常规的市售产品，熟石灰也可由生石灰与水反应制得。硅酸钠的模数可以为1.5-3。硅酸钠分子式为Na2O·nSiO2，模数n为氧化硅和碱金属氧化物的分子比(或摩尔比)。
在本发明中，聚异丁烯的数均分子量为500-2500g/mol，粘度100℃为50-1500cst。
在本发明中，聚异丁烯可以是自制的产品，也可以是商购获得的产品，本发明对此不作限定。根据一种具体的实施方式，聚异丁烯可以为商购获得产品，例如可以为韩国大林PB1300、PB1400和PB2400，日本出光HV300和英国英力士H-300中的一种或多种。
在本发明中，聚氨酯树脂可以是商购获得的产品，也可以是自制的产品，只要满足本发明中聚氨酯树脂的要求即可，本发明对此不作限定。例如，可以为购自北京北化工程技术有限公司的牌号为BHD1501的聚氨酯树脂。
根据一种优选的实施方案，本发明的聚氨酯树脂是由聚氨酯组合物制备得到的，聚氨酯组合物包含以重量份计的如下组分：
植物油基多元醇 100
多异氰酸酯 40-130
固化剂 30-100
偶联剂 1-5
催化剂 0.5-3。
根据本发明的一种优选的实施方式，本发明的组合物包含以重量份计的如下组分：
植物油基多元醇 100
多异氰酸酯 40-130
固化剂 30-100
偶联剂 1-5
催化剂 0.5-3
聚异丁烯 15-100
填料 8-45。
在本发明中，植物油基多元醇的官能度可以为2-4，优选为2-3。其中，官能度是指多元醇内的羟基数量。
在本发明中，植物油基多元醇的羟值可以为50-400mgKOH/g，优选为70-250mgKOH/g。其中，羟值是指多元醇内羟基部分的浓度。羟值代表mgKOH/g多元醇。通过与吡啶和乙酸酐乙酰化，测定羟值，其结果以用KOH溶液两次滴定之差形式获得。羟值因此可定义为中和能通过用1g多元醇乙酰化而组合的乙酸酐的以mg计的KOH的重量。较高的羟值表示组合物内较高浓度的羟基部分。可在本领域公知的教科书中找到如何测定组合物羟值的说明，例如Woods，G.，The ICI Polyurethanes Book-2nded.(ICI Polyurethanes，荷兰，1990)。
在本发明中，植物油基多元醇是指从植物油中分离、源自或由它们制备的具有羟基的化合物，植物油包括但不限于大豆油、红花油、亚麻子油、玉米油、蓖麻油、葵花籽油、橄榄油、菜籽油、芝麻油、棉籽油、棕榈油、桐油或任何这些油的共混物。根据本发明的优选的实施方案，植物油基多元醇选自源自大豆油、红花油、亚麻子油、玉米油、蓖麻油、葵花籽油、橄榄油、菜籽油、芝麻油、棉籽油、棕榈油、桐油的多元醇中的至少一种，优选选自源自大豆油、蓖麻油、葵花籽油、菜籽油和棕榈油的多元醇中的至少一种，更优选选自源自大豆油、蓖麻油和菜籽油的多元醇中的至少一种。
在本发明中，相对于100重量份的植物油基多元醇，多异氰酸酯的含量可以为40-130重量份，优选为50-120重量份，更优选为60-110重量份。当异氰酸酯含量小于40重量份时，树脂粘度太大，不利于物料混合均匀；多于120重量份时，异氰酸酯单体数量过多，树脂在潮湿环境使用时易发泡。
在本发明中，多异氰酸酯选自改性的或未改性的二异氰酸酯中的至少一种，优选选自改性的或未改性的甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
在本发明中，多异氰酸酯的改性没有特别的限定，可以为本领域的常规选择，例如液化二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI，也称改性MDI)、或者六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI三聚体)等。
在本发明中，相对于100重量份的植物油基多元醇，固化剂的含量可以为30-100重量份，优选为40-90重量份，更优选为45-85重量份。当固化剂含量小于30重量份时，会使得残余异氰酸酯与水反应形成发泡；多于100重量份时，会使得树脂分子量降低，性能下降。
在本发明中，相对于100重量份的植物油基多元醇，偶联剂的含量可以为1-5重量份，优选为1.5-4重量份，更优选为2-3.5重量份。当偶联剂含量小于1重量份时，不能有效提高界面强度；多于5重量份时，会影响树脂耐水性能。
在本发明中，相对于100重量份的植物油基多元醇，催化剂的含量可以为0.5-3重量份，优选为0.8-2.5重量份，更优选为1-2重量份。当催化剂含量小于0.5重量份时，会使得树脂固化时间延长；多于3重量份时，会使得树脂储存稳定性变差。
在本发明中，固化剂可以选自亚胺类固化剂和噁唑烷类固化剂中的至少一种。优选地，固化剂选自Incozol EH、Incozol LV、Incozol 4、Hardener OZ、ALT-402、ALT-403中的至少一种。更优选地，固化剂选自Incozol 4、Hardener OZ和/或ALT-402。本发明中的固化剂作为潜在固化剂存在于组合物中，可以使得组合物在水中快速固化，固化时间小于30min。
在本发明中，偶联剂可以为硅烷偶联剂。优选地，偶联剂选自γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。更优选地，偶联剂为γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。偶联剂的加入提高了树脂与骨料(集料中粒径大于5mm的部分)间界面的粘结强度。
在本发明中，催化剂可以为有机金属催化剂。优选地，催化剂选自有机锡、有机铋、有机汞和有机锌中的至少一种。例如，催化剂可以为广州优润CUCAT-HAA、CUCAT-HAB、WCAT-WS2、WCAT-WS8、WCAT-WH03和WCAT-WP01中的至少一种。
根据本发明的一种优选的实施方式，组合物还可以进一步含有稀释剂。稀释剂为氨酯级溶剂，起到溶剂作用，能够降低体系粘度。稀释剂可以选自甲苯、二甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种。
在本发明中，稀释剂的含量可以在较大范围变动，例如，相对于100重量份的植物油基多元醇，稀释剂的含量可以为10-60重量份，优选为20-55重量份，更优选为25-50重量份。
根据本发明的一种优选的实施方式，本发明的组合物包含以重量份计的如下组分：
植物油基多元醇 100
多异氰酸酯 50-120
固化剂 40-90
偶联剂 1.5-4
催化剂 0.8-2.5
稀释剂 20-55
聚异丁烯 20-90
填料 10-40。
本发明的第二方面提供了本发明的用于道路修补的组合物在道路修补中的用途。
本发明的第三方面提供了一种道路修补材料，其包含由本发明的用于道路修补的组合物制备得到的碎石改性用料和碎石混合料，其中，相对于道路修补材料的总重量，碎石改性用料的含量为5-10重量％，优选为6-8重量％；碎石混合料的含水率≤2％。
集料的含水率可以采用本领域的常规方式进行测定，例如，称重法，称取烘干前的骨料质量，记为m0，然后在真空烘箱中120℃干燥至恒重，记为m1，含水率按照公式(m1-m0)/m0*100％计算得到。
在本发明中，将碎石混合料的含水率控制在一定范围内有利于提高单组分聚氨酯与碎石混合料的界面粘结强度，使包含单组分聚氨酯与碎石混合料的道路修补材料在较短时间内实现高稳定度和劈裂强度。
在本发明中，可以控制碎石混合料的级配，以实现更佳的碎石混合料与单组分聚氨酯的混合效果，并进一步实现更佳的道路修补效果。
根据一种优选地实施方式，基于碎石混合料的总重量，粒径为10-16mm的碎石的含量为20-40重量％，粒径大于等于5mm且小于10mm的碎石的含量为30-50重量％，粒径小于5mm的碎石的含量为20-40重量％。
在本发明中，由聚氨酯组合物制备得到聚氨酯树脂的方法可以包括以下步骤：
(1)在预聚合的条件下，使植物油基多元醇与多异氰酸酯接触，得到预聚合产物；
(2)将预聚合产物与固化剂、偶联剂和催化剂混合得到单组分的聚氨酯树脂。
在本发明中使用的术语“预聚合产物”表示具有残留反应性官能团的单体的反应产物，以便与额外单体反应，形成聚合物，简称预聚物。
在本发明中，预聚合的条件至少包括：温度为70-90℃，时间为2-6小时；优选地，温度为80-85℃，时间为3-4小时。
在本发明中，步骤(1)得到的预聚合产物为异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物，其中，基于异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物的总重量，异氰酸酯基(NCO-)的含量(即，异氰酸酯指数)为4％-15％，优选为5％-13％。异氰酸酯指数表达相对于与配方内所使用的异氰酸酯反应性氢量反应理论上所要求的异氰酸酯量，在配方内实际使用的异氰酸酯的百分数。
根据本发明的一种优选的实施方式，制备方法还包括步骤(1)之前的预处理步骤：将植物油基多元醇进行脱水。可以采用本领域技术人员熟知的方式进行脱水。例如，在真空(-0.095MPa)和110℃下，脱水1小时。脱水后的水含量低于0.5％，优选低于0.2％。
根据一种优选的实施方式，本发明的聚氨酯树脂的制备方法包括以下步骤：
(S1)将植物油基多元醇进行脱水；
(S2)将脱水植物油基多元醇与多异氰酸酯接触，得到第一混合物；
(S3)将第一混合物与固化剂混合，得到第二混合物；
(S4)将第二混合物与偶联剂和催化剂混合，得到第三混合物，即聚氨酯树脂。
在本发明的制备方法中，相对于100重量份的植物油基多元醇，多异氰酸酯的用量可以为40-130重量份，优选为50-120重量份，更优选为60-110重量份。
在本发明中，相对于100重量份的植物油基多元醇，固化剂的用量可以为30-100重量份，优选为40-90重量份，更优选为45-85重量份。
在本发明中，相对于100重量份的植物油基多元醇，偶联剂的用量可以为1-5重量份，优选为1.5-4重量份，更优选为2-3.5重量份。
在本发明中，相对于100重量份的植物油基多元醇，催化剂的用量可以为0.5-3重量份，优选为0.8-2.5重量份，更优选为1-2重量份。
根据本发明的一种优选的实施方式，本发明的制备方法进一步包括，在步骤(2)中，稀释剂参与混合。
在本发明中，稀释剂的含量可以在较大范围变动，例如，相对于100重量份的植物油基多元醇，稀释剂的用量可以为10-60重量份，优选为20-55重量份，更优选为25-50重量份。
在本发明的制备方法中，多异氰酸酯、植物油基多元醇、固化剂、偶联剂、催化剂和稀释剂的种类在上文中进行了详细描述，在此不再赘述。
根据本发明的一种优选的实施方式，本发明的碎石改性用料的制备方法包括以下步骤：
(1)制备或提供聚氨酯树脂；
(2)将聚氨酯树脂与聚异丁烯混合，得到改性液；改性液与填料组合形成碎石改性用料。
在本发明中，聚氨酯树脂与聚异丁烯混合的条件没有特别的限定，只要两者混合均匀即可，例如可以在室温下搅拌混合。
在本发明中，改性液与填料的组合是指两者可以组合使用，具体可以根据道路修补材料的制备方法选择以何种方式组合使用。
根据本发明的一种优选的实施方式，本发明的碎石改性用料的制备方法包括以下步骤：
(1)在预聚合的条件下，使植物油基多元醇与多异氰酸酯接触，得到预聚合产物；
(2)将预聚合产物与固化剂、偶联剂和催化剂混合得到单组分的聚氨酯树脂；
(3)将聚氨酯树脂与聚异丁烯混合，得到改性液；改性液与填料组合形成碎石改性用料。
根据一种优选的实施方案，本发明的道路修补材料可以采用以下方法制备：
(a)室温条件下，将单组分聚氨酯与聚异丁烯混合，在500～800r/min条件下搅拌3-10min，得到改性液；
(b)将改性液与粒径为10-16mm的碎石和粒径大于等于5mm且小于10mm的碎石混合1-10min；
(c)加入粒径小于5mm的碎石，混合1-3min，直到碎石表面均匀沾满改性液；
(d)加入填料混合3-5min，直到碎石表面无干粉存在，得到道路修补材料。
相对于道路修补材料的总重量，碎石改性用料的用量为5-10重量％，优选为6-8重量％。
基于碎石混合料的总用量，粒径为10-16mm的碎石的用量为20-40重量％，粒径大于等于5mm且小于10mm的碎石的用量为30-50重量％，粒径小于5mm的碎石的用量为20-40重量％。
在本发明中，碎石混合料的来源没有特别的限定，可以根据需要进行修补的道路的地区的实际情况进行选择。例如，可以根据当地的情况就近选取集料的种类。例如可以选择玄武岩、石灰岩、矿砂和矿粉等。
采用本发明的道路修补材料进行道路修补的方法没有特别的限定，例如可以包括以下步骤：将本发明的道路修补材料摊铺到吹扫干净的坑槽中，然后在有水的条件下，手工夯实或采用平板夯夯实。夯实完成后，即可开放交通。
根据一种具体的实施方式，道路修补的方法可以包括：用吹风机将坑槽吹扫至无杂物，将道路修补材料倒入坑槽内；喷洒适量清水于混合料表面，摊铺平整，摊铺厚度高出原有路面2cm左右；用平板夯进行夯实，直到修补部位高度与原有路面持平，即完成坑槽修补。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。
以下实例中，在没有特别说明的情况下，涉及到的实验仪器和原料均为可商购获得的产品。
实验仪器：
稳定度测试仪，LWD-3A，沧州欧海试验仪器有限公司。
原料：
产品牌号Sovermol 819，官能度2.6，羟值240mgKOH/g，巴斯夫；
产品牌号XP D-1000，官能度2，羟值122mgKOH/g，Vertellus；
产品牌号GR-80，官能度2.4，羟值80mgKOH/g，Vertellus。
环氧丙烷聚醚，产品牌号DL1000，官能度2，羟值102mgKOH/g，厂家蓝星东大。
多异氰酸酯：
二苯基甲烷二异氰酸酯，产品牌号MDI-100，烟台万华；
二环己基甲烷二异氰酸酯，产品牌号HMDI，烟台万华；
液化二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)，产品牌号MM103C，巴斯夫。
固化剂：
ALT-402，常德艾利特新材料科技有限公司；
ALT-403，常德艾利特新材料科技有限公司。
偶联剂：
γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，KH-901；
γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，迈图A187。
催化剂：
CUCAT-HAB，广州优润合成材料有限公司；
WCAT-WS2，广州优润合成材料有限公司；
WCAT-WS8，广州优润合成材料有限公司；
HY-774300，山东豪耀新材料有限公司。
聚异丁烯：PB1300(韩国大林)、HV300(日本出光)。
生石灰：石家庄晨锦矿产品有限公司，200目。
熟石灰：临沂普润化工有限公司，300目。
硅酸钠：青岛海湾化学有限公司，SSP20。
碎石：玄武岩碎石，石家庄德泽矿产品有限公司。
其余化学试剂均为常规市售产品，分析纯。
在以下实例中，涉及到的性能测试方法如下：
1、马歇尔稳定度测试
马歇尔稳定度参照JTGE20-2011中T0709-2011的规定测试。
以下实例的组分用量均以重量份表示。除非特别说明，否则实施例和比较例中所用的碎石的含水率均为1％。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
称取100份植物油基多元醇(Sovermol 819，官能度2.6，羟值240mgKOH/g加入反应装置中，搅拌条件下升温至110℃，真空脱水1h，降温至60℃，加入105份二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)，缓慢升温至85℃，反应3小时，降温至45℃，加入55份ALT-402，搅拌30分钟，然后降温至室温，加入50份二氯甲烷、3份硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(迈图A187)和1.5份催化剂WCAT-WS2，搅拌5分钟，制备得到聚氨酯树脂A1。
将6份聚氨酯树脂A1(NCO含量为5.1％)与1.2份聚异丁烯(HV300)在550r/min条件下搅拌3min，得到改性液。然后将7.2份改性液与25份10-16mm玄武岩碎石、34份粒径大于等于5mm且小于10mm玄武岩碎石混合1min，加入35份粒径小于5mm的玄武岩碎石，混合2min，加入0.6份生石灰，混合3min，得到道路修补材料B1。
将1-1.1kg的道路修补材料B1倒入马歇尔试块模具，双面击实50次后，连同模具一起浸泡于水中，1分钟后从水中取出，测试取出后10分钟、30分钟和1小时的马歇尔稳定度。结果列于表1中。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
称取100份植物油基多元醇(XP D-1000，官能度2，羟值122mgKOH/g)加入反应装置中，搅拌条件下升温至110℃，真空脱水1h，降温至60℃，加入100份二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)，缓慢升温至80℃，反应4小时，降温至45℃，加入74份ALT-402，搅拌30分钟，然后降温至室温，加入30份甲苯、3份硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(迈图A187)和2份催化剂WCAT-WS8，搅拌5分钟，制备得到聚氨酯树脂A2。
将6份聚氨酯树脂A2(NCO含量为7.4％)与1.2份聚异丁烯(HV300)在550r/min条件下搅拌3min，得到改性液。然后将7.2份改性液与25份10-16mm玄武岩碎石、34份粒径大于等于5mm且小于10mm玄武岩碎石混合1min，加入35份粒径小于5mm的玄武岩碎石，混合2min，加入0.6份熟石灰，混合3min，得到道路修补材料B2。
将1-1.1kg的道路修补材料B2倒入马歇尔试块模具，双面击实50次后，连同模具一起浸泡于水中，1分钟后从水中取出，测试取出后10分钟、30分钟和1小时的马歇尔稳定度。结果列于表1中。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
称取100份植物油基多元醇(GR-80，官能度2.4，羟值80mgKOH/g)加入反应装置中，搅拌条件下升温至110℃，真空脱水1h，降温至60℃，加入75份液化二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI，MM103C)，缓慢升温至82℃，反应3.5小时，降温至45℃，加入52份ALT-402，搅拌30分钟，然后降温至室温，加入45份乙酸乙酯、3.5份γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷(KH-901)和1份催化剂CUCAT-HAB，搅拌5分钟，制备得到聚氨酯树脂A3。
将6份聚氨酯树脂A3(NCO含量为5.8％)与1.5份聚异丁烯(PB1300)在550r/min条件下搅拌3min，得到改性液。然后将7.5份改性液与25份10-16mm玄武岩碎石、34份粒径大于等于5mm且小于10mm玄武岩碎石混合1min，加入35份粒径小于5mm的玄武岩碎石，混合2min，加入0.9份硅酸钠(n＝2)，混合3min，得到道路修补材料B3。
将1-1.1kg的道路修补材料B3倒入马歇尔试块模具，双面击实50次后，连同模具一起浸泡于水中，1分钟后从水中取出，测试取出后10分钟、30分钟和1小时的马歇尔稳定度。结果列于表1中。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
称取100份植物油基多元醇(Sovermol 819，官能度2.6，羟值240mgKOH/g)加入反应装置中，搅拌条件下升温至110℃，真空脱水1h，降温至60℃，加入120份二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)，缓慢升温至80℃，反应3小时，降温至45℃，加入77份ALT-403，搅拌30分钟，然后降温至室温，加入25份二氯甲烷、1.5份硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(迈图A187)和2.5份催化剂WCAT-WS2，搅拌5分钟，制备得到聚氨酯树脂A4。
将6.5份聚氨酯树脂A4(NCO含量为6.6％)与1.5份聚异丁烯(HV300)在550r/min条件下搅拌3min，得到改性液。然后将8份改性液与25份10-16mm玄武岩碎石、38份粒径大于等于5mm且小于10mm玄武岩碎石混合1min，加入31份粒径小于5mm的玄武岩碎石，混合2min，加入0.8份硅酸钠(n＝2)，混合3min，得到道路修补材料B4。
将1-1.1kg的道路修补材料B4倒入马歇尔试块模具，双面击实50次后，连同模具一起浸泡于水中，1分钟后从水中取出，测试取出后10分钟、30分钟和1小时的马歇尔稳定度。结果列于表1中。
实施例5
本实施例用于说明本发明提供的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
称取100份植物油基多元醇(Sovermol 819，官能度2.6，羟值240mgKOH/g)加入反应装置中，搅拌条件下升温至110℃，真空脱水1h，降温至60℃，加入70份甲苯二异氰酸酯(TDI-80)，缓慢升温至80℃，反应3小时，降温至45℃，加入50份ALT-402，搅拌30分钟，然后降温至室温，加入60份二氯甲烷、5份硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(迈图A187)和0.5份催化剂WCAT-WS2，搅拌5分钟，制备得到聚氨酯树脂A5。
将7份聚氨酯树脂A5(NCO含量为5.5％)与1.2份聚异丁烯(HV300)在550r/min条件下搅拌3min，得到改性液。然后将8.2份改性液与25份10-16mm玄武岩碎石、38份粒径大于等于5mm且小于10mm玄武岩碎石混合1min，加入31份粒径小于5mm的玄武岩碎石，混合2min，加入0.6份生石灰，混合3min，得到道路修补材料B5。
将1-1.1kg的道路修补材料B5倒入马歇尔试块模具，双面击实50次后，连同模具一起浸泡于水中，1分钟后从水中取出，测试取出后10分钟、30分钟和1小时的马歇尔稳定度。结果列于表1中。
实施例6
本实施例用于说明本发明提供的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
称取100份植物油基多元醇(GR-80，官能度2.4，羟值80mgKOH/g)在110℃下，真空脱水1h，降温至60℃，加入92份二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)混合均匀，缓慢升温至80℃，反应3小时，降温至45℃，加入80份ALT-402，搅拌30分钟，然后降温至室温，加入20份二氯甲烷、1份硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(迈图A187)和3份催化剂WCAT-WS2，搅拌5分钟，制备得到聚氨酯树脂A6。
将6份聚氨酯树脂A6(NCO含量为8.4％)与1.2份聚异丁烯(HV300)在550r/min条件下搅拌3min，得到改性液。然后将7.2份改性液与25份10-16mm玄武岩碎石、38份粒径大于等于5mm且小于10mm玄武岩碎石混合1min，加入31份粒径小于5mm的玄武岩碎石，混合2min，加入0.6份生石灰，混合3min，得到道路修补材料B6。
将1-1.1kg的道路修补材料B6倒入马歇尔试块模具，双面击实50次后，连同模具一起浸泡于水中，1分钟后从水中取出，测试取出后10分钟、30分钟和1小时的马歇尔稳定度。结果列于表1中。
实施例7
本实施例用于说明本发明提供的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
按照与实施例1相同的方式制备聚氨酯树脂，不同之处在于，用相同重量份的催化剂(牌号HY-774300)代替催化剂WCAT-WS2。制备得到聚氨酯树脂A7，其异氰酸酯基的含量为5.1％(重量)。
按照与实施例1相同的方式制备道路修补材料并进行测试，不同之处在于，使用聚氨酯树脂A7替换聚氨酯树脂A1，得到道路修补材料B7。结果列于表1中。
实施例8
本实施例用于说明本发明提供的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
按照与实施例1相同的方式制备聚氨酯树脂，不同之处在于，使用相同重量份的环氧丙烷聚醚(DL1000)代替植物油基多元醇Sovermol 819，同时调整MDI用量为75份。制备得到聚氨酯树脂A8，其异氰酸酯基的含量为6.0％(重量)。
按照与实施例1相同的方式制备道路修补材料并进行测试，不同之处在于，使用聚氨酯树脂A8替换聚氨酯树脂A1，得到道路修补材料B8。结果列于表1中。
对比例1
本对比例用于说明参比的道路修补材料。
按照专利申请CN113336472A的实施例1的方法制备环氧改性聚氨酯道路修复材料DB1，并采用与实施例1相同的测试方法进行性能测试，结果列于表1中。
对比例2
本对比例用于说明参比的道路修补材料。
按照专利CN110171942B的实例1的方法制备湿固化反应型沥青路面冷补料DB2，并采用与实施例1相同的测试方法进行性能测试，结果列于表1中。
对比例3
本对比例用于说明参比的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
按照与实施例1相同的方式制备聚氨酯树脂A1。
按照与实施例1相同的方式制备道路修补材料并进行测试，不同之处在于，未加入聚异丁烯(HV300)。得到道路修补材料DB3。结果列于表1中。
对比例4
本对比例用于说明参比的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
按照与实施例1相同的方式制备聚氨酯树脂A1。
按照与实施例1相同的方式制备道路修补材料并进行测试，不同之处在于，未加入生石灰。得到道路修补材料DB4。结果列于表1中。
对比例5
本对比例用于说明参比的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
按照与实施例1相同的方式制备聚氨酯树脂A1。
按照与实施例1相同的方式制备道路修补材料并进行测试，不同之处在于，聚异丁烯(HV300)的加入量为3份。得到道路修补材料DB5。结果列于表1中。
对比例6
本对比例用于说明参比的用于道路修补的组合物及其用途和道路修补材料。
使用聚氨酯树脂BHD1502(NCO含量15.8％)代替实施例1中的聚氨酯树脂A1并按照与实施例1相同的方式制备道路修补材料并进行测试。得到道路修补材料DB6。结果列于表1中。
对比例7
按照与实施例1相同的方式制备单组分聚氨酯A1。
按照与实施例1相同的方式制备道路修补材料，不同之处在于，碎石混合料平均含水率5％，得到道路修补材料DB7。按照与实施例1相同的方法进行测试，结果列于表1中。
表1:
从上述结果中可以看出，当采用本发明的碎石改性用料制备道路修补材料，操作简便，可以在较短时间内实现高的马歇尔稳定度，满足全天候快速修补道路的需求。
以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。

Claims (24)

1.一种用于道路修补的组合物，其特征在于，该组合物包含聚氨酯树脂、聚异丁烯和填料，其中，相对于100重量％聚氨酯树脂的含量，聚异丁烯的含量为5-40重量％，填料的含量为3-15重量％，
其中，所述填料为生石灰、熟石灰、硅酸钠中的一种或多种；
所述聚氨酯树脂的异氰酸酯基的含量为4％-15％，基于所述聚氨酯树脂的总重量，25℃下的粘度为3000-12000mPa·s，在25℃的温度和55％的湿度下表干时间为5-10min。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述聚异丁烯的数均分子量为500-2500g/mol，粘度100℃为50-1500cst。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述聚氨酯树脂是由聚氨酯组合物制备得到的，所述聚氨酯组合物包含以重量份计的如下组分：
植物油基多元醇100
多异氰酸酯40-130
固化剂30-100
偶联剂1-5
催化剂0.5-3。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物包含以重量份计的如下组分：
植物油基多元醇100
多异氰酸酯40-130
固化剂30-100
偶联剂1-5
催化剂0.5-3
聚异丁烯15-100
填料8-45。
5.根据权利要求3或4所述的组合物，其中，所述植物油基多元醇的官能度为2-4，羟值为50-400mgKOH/g。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中，所述植物油基多元醇选自源自大豆油、红花油、亚麻子油、玉米油、蓖麻油、葵花籽油、橄榄油、菜籽油、芝麻油、棉籽油、棕榈油、桐油的多元醇中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的组合物，其中，相对于100重量份的植物油基多元醇，所述多异氰酸酯的含量为50-120重量份。
8.根据权利要求7所述的组合物，其中，所述多异氰酸酯选自改性的或未改性的二异氰酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述多异氰酸酯选自改性的或未改性的甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
10.根据权利要求3或4所述的组合物，其中，相对于100重量份的植物油基多元醇，所述固化剂的含量为40-90重量份，所述偶联剂的含量为1.5-4重量份，所述催化剂的含量为0.8-2.5重量份。
11.根据权利要求10所述的组合物，其中，所述固化剂选自亚胺类固化剂和二噁唑烷类固化剂中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述固化剂选自Incozol EH、Incozol LV、Incozol 4、Hardener OZ、ALT-402和ALT-403中的至少一种。
13.根据权利要求10所述的组合物，其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
14.根据权利要求13所述的组合物，其中，所述偶联剂选自γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ氨丙基三乙氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
15.根据权利要求10所述的组合物，其中，所述催化剂为有机金属催化剂。
16.根据权利要求15所述的组合物，其中，所述催化剂选自有机锡、有机铋、有机汞和有机锌中的至少一种。
17.根据权利要求3或4所述的组合物，其中，所述聚氨酯组合物还进一步含有稀释剂。
18.根据权利要求17所述的组合物，其中，所述稀释剂选自甲苯、二甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种。
19.根据权利要求17所述的组合物，其中，相对于100重量份的植物油基多元醇，所述稀释剂的含量为20-60重量份。
20.根据权利要求17所述的组合物，其中，所述组合物包含以重量份计的如下组分：
植物油基多元醇100
多异氰酸酯50-120
固化剂40-90
偶联剂1.5-4
催化剂0.8-2.5
稀释剂20-55
聚异丁烯20-90
填料10-40。
21.权利要求1-20中任意一项所述的用于道路修补的组合物在道路修补中的用途。
22.一种道路修补材料，其包含由权利要求1-20中任意一项所述的用于道路修补的组合物制备得到的碎石改性用料和碎石混合料，其中，相对于所述道路修补材料的总重量，所述碎石改性用料的含量为5-10重量％，所述碎石混合料的含水率≤2％。
23.根据权利要求22所述的道路修补材料，其中，相对于所述道路修补材料的总重量，所述碎石改性用料的含量为6-8重量％。
24.根据权利要求22所述的道路修补材料，其中，基于所述碎石混合料的总重量，粒径为10-16mm的碎石的含量为20-40重量％，粒径大于等于5mm且小于10mm的碎石的含量为30-50重量％，粒径小于5mm的碎石的含量为20-40重量％。
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