CN1321717A - 一种弹性聚氨酯型混凝土道路嵌缝胶及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种弹性聚氨酯型混凝土道路嵌缝胶。随着国内外经济的发展,作为混凝土道路嵌缝胶材料,传统的价廉但技术效果差的石油沥青将逐渐被淘汰。本发明提供的混凝土道路嵌缝胶采用分子量范围为2500～3000、三官能团的聚醚与TDI的预聚体作为主组分(A),摩卡、邻苯二甲酸二辛酯、轻质碳酸钙等复合物作为固化剂组分(B),组分(A)和组分(B)按一定比例相混后,可制备出具有伸长率大、与混凝土粘接力强、色彩可调、表干时间和固化时间短,并可在缝内潮湿情况下施工等技术特点的高性能混凝土道路嵌缝材料。
Description
本发明涉及一种聚氨酯型混凝土道路嵌缝胶及其制备方法。
随着全球化经济的发展，混凝土道路已成为最主要和流行的现代交通道路之一。混凝土道路如何护养以使其能平稳运行、延长使用期已成为建筑工程界越来越热门的研究课题。为适应混凝土热胀冷缩变化，混凝土道路中规定相隔数米都预留一条伸缩缝。为防止水分从伸缩缝流入道路地基，造成地基变形不稳，进一步危害混凝土层，伸缩缝往往都配置以防水为目的的填缝材料。传统的混凝土道路嵌(封)缝胶是采用石油沥青，由于石油沥青耐老化性能差，热软冷脆，粘接力差，不能适应混凝土热胀冷缩变化，往往经施工仅2～3个月后便挤流出路面，起不到应有的技术效果，因此用其做道路嵌缝材料有效期短，对道路的养护效果差。随着国内外经济的发展，作为混凝土道路嵌缝材料的价廉但技术效果差的石油沥青将逐渐被淘汰，代之而起的是弹性聚氨酯型嵌缝胶材料。
弹性聚氨酯作为混凝土道路嵌缝材料，具有伸长率大，弹性高，与混凝土粘接力强，色彩可调等技术特点，因此该类嵌缝料近几年在我国的使用量越来越大。不同弹性聚氨酯嵌缝料所选择的聚氨酯预聚体不同、固化剂体系配方不同、填料、助剂不同，将直接影响嵌缝料的性能，这也是不同品牌聚氨酯嵌缝料关键核心技术及专有知识产权所在。但就目前国内出现弹性聚氨酯型混凝土道路嵌缝材料来看，仍然存在与混凝土粘接强度不够、固化速度不够快、遇水或高温下可能出现发泡等技术弱点，因此一定程度上影响了它们的推广应用。
本发明的目的是解决弹性聚氨酯型嵌缝胶应用中的问题，提供一种高性能实用型混凝土道路嵌缝材料，与目前市场上已有的聚氨酯型嵌缝料相比，该嵌缝材料具有更高的粘接强度、伸长率，且遇水和高温下不发泡，快速固化等技术特点。
本发明提供的弹性聚氨酯型嵌缝胶包括聚氨酯预聚体组分(A)和固化剂组分(B)。组分(A)为：由三官能度、分子量2500～3000的聚氧化丙烯三醇(商品名聚醚N3010、聚醚N3050、聚醚N3030、聚醚N330等)与甲苯二异氰酸酯(TDI)按重量比为100∶17～26的反应物；
组分(B)按重量份数计，包括：
3，3’-二氯-4，4’-二氨基-二苯基甲烷(商品名摩卡) 3～15份、
邻苯二甲酸二辛酯 40～120份、
松节油 5～50份、
氯化石蜡 10～100份、
松香甘油树脂 20～100份、
轻质碳酸钙 30～150份、
滑石粉 30～150份；
组分(A)与组分(B)按100∶250～300的重量比混合而成。
本发明所指的弹性聚氨酯型嵌缝胶的制法包括如下步骤：
1、聚氨酯预聚体组分(A)的合成：
聚氧化丙烯三醇脱水后加入甲苯二异氰酸酯，在温度为80～85℃下反应3～4小时。
2、固化剂组分(B)的配制：
将邻苯二甲酸二辛酯、松节油和氯化石蜡升温至115～125℃，投入3，3’-二氯-4，4’-二氨基-二苯基甲烷和松香甘油树脂，搅拌溶解后，再加入轻质碳酸钙和滑石粉，高速分散。
3、将组分(A)与组分(B)按比例混合均匀。
本发明组分(B)中邻苯二甲酸二辛酯，可分别为邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯或它们的混合物；氯化石蜡的含氯量尤其可以是35～60％(重量)，如市售商品牌号的42#，52#，含氯量分别为42％，52％
本发明的弹性聚氨酯型混凝土道路嵌缝胶，还可在组分(B)中添加不同颜料，制作成色彩可调的道路嵌缝胶，满足不同的需要。
本发明的聚氨酯型混凝土道路嵌缝胶可预先将组分(A)和组分(B)分别制备并封装，待实际施工需要时再按比例混合均匀后即行使用。
本发明所指的混凝土道路嵌缝胶使用效果见表1：
表1：混凝土道路嵌缝胶技术性能
| A组分(份数) | B组分(份数) | 使用温度(℃) | 表干时间(小时) | 粘接强度(MPa) | 断裂伸长率(％) | 耐高温(℃) | 低温脆性(℃) |
| 预聚体(1)100 | 260 | 5 | 3.5 | 13.6 | 175 | 150 | -29 |
| 260 | 35 | 2.0 | 12.5 | 172 | 150 | -28 | |
| 预聚体(2)100 | 260 | 5 | 3.6 | 13.8 | 180 | 150 | -30 |
| 260 | 35 | 2.1 | 12.6 | 178 | 150 | -29 |
注：1、表中份数为重量份数；
2、表中预聚体(1)为聚醚N3010与TDI按100∶21(重量比)的反应物；
3、预聚体(2)为聚醚N3050与TDI按100∶21(重量比)的反应物；
4、B组分组成为(重量份数)：60份邻苯二甲酸二辛酯，7份摩卡，30份138#松香
甘油树酯，50份轻质碳酸钙，60份滑石粉，20份52#氯化石蜡。
5、表干时间参照JC500-92所示方法测试；
6、粘接强度按8字模法测试；
7、断裂伸长率固化样品宽和厚均为1.0厘米，参照JC500-92所示方法测试；
8、耐高温和低温脆性参照JC500-92方法测试。
从表1中我们可以看到，本发明提供的混凝土道路嵌缝胶伸缩率大、与混凝土粘接力强、表干时间和固化时间短，无论在低温还是在高于室温(25℃)状况下，都显示出优良的应用性能，并且具有在封内潮湿情况下也能施工的技术特点，从而使本混凝土道路嵌缝胶有着广阔的应用前景。
以下实施例的份数，均按重量计。
实施例1
1、聚氨酯预聚体组分(A)的合成：
将聚醚N3010 100份加入反应器中，加热升温，待反应器温度保持在100～102℃时，真空脱水30分钟。脱水完毕后，冷却降温，待反应器内温度降到70℃左右时，加入甲苯二异氰酸酯18份，一边滴加一边搅拌反应，控制反应器温度在滴加甲苯二异氰酸酯期间不超过75℃，待甲苯二异氰酸酯投加完毕后，再在温度为80～83℃下加热搅拌反应3.5小时，反应完毕，出料装桶后作密封处理。
2、固化剂组分(B)的配制：
将邻苯二甲酸二辛酯70份、松节油10份和52#氯化石蜡20份加入反应器中，升温至118～120℃下，在加热状态下一边搅拌一边逐量投入摩卡固化剂5份和经破碎的138#松香树脂30份。待138松香树脂溶解完毕后，溶解液倒入分散机中。徐徐启动分散机搅拌时，并分别加入轻质碳酸钙30份、滑石粉130份，高速分散20分钟后封装。
3、将组分(A)100份与组分(B)280份混合均匀。
该嵌缝胶固化后，其技术性能为：使用温度为25℃情况下，表干时间2.6小时，粘接强度11.5MPa，断裂伸长率170％；耐高温150℃，低温脆性-30℃。
实施例2
1、聚氨酯预聚体组分(A)的合成：
聚醚N3010 100份，甲苯二异氰酸酯26份，操作条件及步骤同实施例1。
2、固化剂组分(B)的配制：
邻苯二甲酸二辛酯110份、松节油20份、42#氯化石蜡40份、摩卡固化剂6份、138#松香树脂90份、轻质碳酸钙45份、滑石粉65份，操作条件及步骤同实施例1。
3、将组分(A)100份与组分(B)260份混合均匀。
该嵌缝胶固化后，其技术性能为：使用温度为25℃情况下，表干时间2.3小时，粘接强度12.3MPa，断裂伸长率165％；耐高温150℃，低温脆性-30℃。
实施例3
1、聚氨酯预聚体组分(A)的合成：
聚醚N3050 100份，甲苯二异氰酸酯21份，操作条件及步骤同实施例1。
2、固化剂组分(B)的配制：
邻苯二甲酸二辛酯65份、松节油35份、52#氯化石蜡65份、摩卡固化剂7.5份、138#松香树脂45份、轻质碳酸钙80份、滑石粉60份，操作条件及步骤同实施例1。
3、将组分(A)100份与组分(B)270份混合均匀。
该嵌缝胶固化后，其技术性能为：使用温度为25℃情况下，表干时间2.8小时，粘接强度11.2MPa，断裂伸长率173％；耐高温150℃，低温脆性-30℃。
实施例4
1、聚氨酯预聚体组分(A)的合成：
聚醚N330 100份，甲苯二异氰酸酯17份，操作条件及步骤同实施例1。
2、固化剂组分(B)的配制：
邻苯二甲酸二辛酯45份、松节油50份、52#氯化石蜡95份、摩卡固化剂14份、138#松香树脂26份、轻质碳酸钙130份、滑石粉30份，操作条件及步骤同实施例1。
3、将组分(A)100份与组分(B)280份混合均匀。
该嵌缝胶固化后，其技术性能为：使用温度为25℃情况下，表干时间3.0小时，粘接强度11.0MPa，断裂伸长率175％；耐高温150℃，低温脆性-30℃。
Claims (4)
1、一种弹性聚氨酯型混凝土道路嵌缝胶，包括聚氨酯预聚体组分(A)和固化剂组分(B)，其特征在于组分(A)为：由三官能度、分子量2500～3000的聚氧化丙烯三醇与甲苯二异氰酸酯按重量比为100∶17～26的反应物；
组分(B)按重量份数计，包括：
3，3’-二氯-4，4’-二氨基-二苯基甲烷 3～15份、
邻苯二甲酸二辛酯 40～120份、
松节油 5～50份、
氯化石蜡 10～100份、
松香甘油树脂 20～100份、
轻质碳酸钙 30～150份、
滑石粉 30～150份；
组分(A)与组分(B)按100∶250～300的重量比混合而成。
2、根据权利要求1中所述的嵌缝胶，其特征在于所述邻苯二甲酸二辛酯为邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯或它们的混合物。
3、根据权利要求1中所述的嵌缝胶，其特征在于所述氯化石蜡含氯量为35～60％(重量)。
4、一种权利要求1中所述嵌缝胶的制备方法，其特征在于包括如下的制备步骤：
1)聚氨酯预聚体组分(A)的合成：
聚氧化丙烯三醇脱水后加入甲苯二异氰酸酯，在温度为80～85℃下反应3～4小时；
2)固化剂组分(B)的配制：
将邻苯二甲酸二辛酯、松节油和氯化石蜡升温至115～125℃，投入3，3’-二氯-4，4’-二氨基-二苯基甲烷和松香甘油树脂，搅拌溶解后，再加入轻质碳酸钙和滑石粉，高速分散；
3)将组分(A)与组分(B)按比例混合均匀。
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