一種路用有機注漿材料及其製備方法
2024-02-29 09:37:15
一種路用有機注漿材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種路用有機注漿材料及其製備方法，由聚氨酯黑、白料發泡反應而來，聚氨酯白料中還加入了環氧樹脂-二乙醇胺加成物（EP-DEA加成物）；其加入量佔聚氨酯黑、白料總質量的5-20wt%。環氧樹脂-二乙醇胺加成物採用如下方法製備而來：將環氧樹脂和二乙醇胺混合，以丁酮為溶劑在反應容器中分散均勻；升溫至70℃，維持溫度反應4小時；減壓蒸餾除去多餘溶劑後得到微黃色油狀液體，即為環氧樹脂-二乙醇胺加成物。本發明的路用有機注漿料在道路注漿固化填充脫空縫隙時，在不影響注漿性能的前提下，固化填充物粘接性能更佳，壓縮強度更佳接近使用要求，是目前使用最多的純聚氨酯黑白料的優異改進產品。
【專利說明】一種路用有機注漿材料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種功能高分子材料，具體涉及一種路用有機注漿材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]與其他高聚物注漿材料相比，聚氨酯(PU)漿料粘度低能夠滲入微小的道路基層縫隙，和水反應能夠在潮溼環境下將泥漿沙石粘接牢靠，同時雙組份的聚氨酯在混合反應過程中體積發泡膨脹將道路基層擠壓密實，是最適合應用於道路維修養護的高聚物注漿材料；在道路注漿工程應用中，其發泡膨脹的特性也帶來了其不可避免的缺陷，一是發泡聚氨酯抗壓強度不夠，二是粘接力欠佳。
[0003]為克服材料本身的缺陷，有人在發泡聚氨酯白料中加入雙酚A型環氧樹脂(EP)，靠雙酚A型環氧樹脂攜帶的羥基參與聚氨酯的發泡反應，從而在聚氨酯泡沫中加入攜帶剛性苯環結構的環氧樹脂分子，達到增強的目的。但是常溫下液態的雙酚A型環氧樹脂分子鏈上羥基數量有限，在反應中大部分的雙酚A型環氧樹脂只是以物理填充的形式分布於聚氨酯發泡體系中，而沒有參與其發泡反應，增韌增強的效果極其有限。
[0004]同時也有人用環氧樹脂改性聚氨酯硬泡形成的互穿網絡聚合物來達到增強增韌的目的，但實際卻證明環氧樹脂固化體系形成過程是在發泡反應完成之後，在叔胺類催化劑的催化下環氧基開環交聯進行的，沒有參與到發泡反應中來；且由於環氧樹脂交聯網絡形成較聚氨酯網絡緩慢的滯後性還導致其在環氧基開環固化過程中受到聚氨酯交聯網絡的纏結和阻礙，其結果是環氧樹脂交聯網絡的形成效率低下，其對聚氨酯硬泡在力學性能上的改善還有待提高。
【發明內容】
[0005]本發明目的在於提供一種能夠使環氧樹脂最大限度增韌增強聚氨酯硬泡，在道路注漿維修養護後達到更好的實施效果的路用有機注漿材料及其製備方法。
[0006]為達到上述目的，採用技術方案如下:
一種路用有機注漿材料，由聚氨酯黑、白料發泡反應而來，聚氨酯白料中還加入了環氧樹脂-二乙醇胺加成物(EP-DEA加成物)；其加入量佔聚氨酯黑、白料總質量的5-20wt%。
[0007]按上述方案，所述的環氧樹脂-二乙醇胺加成物為環氧樹脂與二乙醇胺發生開環反應生成的端羥基環氧樹脂。
[0008]按上述方案，所述的環氧樹脂-二乙醇胺加成物採用如下方法製備而來:
將環氧樹脂和二乙醇胺混合，以丁酮為溶劑在反應容器中分散均勻；
升溫至70°C，維持溫度反應4小時；
減壓蒸餾除去多餘溶劑後得到微黃色油狀液體，即為環氧樹脂-二乙醇胺加成物。
[0009]按上述方案，所述的環氧樹脂選用雙酚A型環氧樹脂CYD-128。
[0010]一種路用有機注漿材料的製備方法，包括在聚氨酯白料中加入環氧樹脂-二乙醇胺加成物，並與聚氨酯黑料配合使用，注入到待修補道路孔隙中發泡、粘接、固化；所述的環氧樹脂-二乙醇胺加成物為環氧樹脂與二乙醇胺發生開環反應生成的端羥基環氧樹脂，其加入量佔聚氨酯黑白料總質量的5-20wt%。
[0011]按上述方案，所述的環氧樹脂-二乙醇胺加成物採用如下方法製備而來:
將環氧樹脂和二乙醇胺混合，以丁酮為溶劑在反應容器中分散均勻；
升溫至70°C，維持溫度反應4小時；
減壓蒸餾除去多餘溶劑後得到微黃色油狀液體，即為環氧樹脂-二乙醇胺加成物。
[0012]按上述方案，所述的環氧樹脂選用雙酚A型環氧樹脂CYD-128。
[0013]加成物對PU硬泡的作用主要是分子嵌入式改性。EP-DEA加成物是由CYD-128與DEA開環反應製得，由於DEA本身攜帶兩個羥乙基，並且開環反應生成一個額外的羥基，它與聚醚混合可作為聚氨酯白料參與發泡，發泡反應結束時環氧樹脂分子鏈與聚氨酯交聯網絡融為一體，避免了 CYD-128開環反應的滯後性，較CYD-128的改性作用大大增強。
[0014]本發明的有益效果:
在一定的粘度範圍內取代部分白料中的聚醚直接參與聚氨酯發泡反應，最後得到的EP-DEA/PU共混注漿材料拉伸剪切強度達到了 2.85MPa，相對於具有聚氨酯/環氧樹脂互穿網絡結構的EP/PU共混注漿材料又有了較大提升，且端羥基環氧樹脂能夠直接參與發泡反應克服了環氧樹脂交聯網絡形成的滯後性，灌漿材料能夠迅速達到最高粘接強度，縮短工期提高效率。
[0015]本發明的路用有機注漿料在道路注漿固化填充脫空縫隙時，在不影響注漿性能的前提下，固化填充物粘接性能更佳，壓縮強度更佳接近使用要求，是目前使用最多的純聚氨酯黑白料的優異改進產品。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1:純聚氨酯注漿材料掃描電鏡圖。
[0017]圖2:環氧樹脂改性注漿材料掃描電鏡圖。
[0018]圖3:環氧樹脂-二乙醇胺加成物改性注漿材料掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0019]以下具體實施例作為對本發明技術方案的進一步解釋，不作為對保護範圍的限制。
[0020]環氧樹脂-二乙醇胺加成物的製備:
將環氧樹脂CYD-128和二乙醇胺按摩爾比1:1混合，以丁酮為溶劑在反應容器中分散均勻；
升溫至70°C左右，維持溫度反應4小時；
減壓蒸餾除去多餘溶劑後得到微黃色油狀液體，即為環氧樹脂-二乙醇胺加成物。
[0021]路用有機注漿材料的製備:
聚氨酯黑料，主要成分:多苯基多亞甲基多異氰酸酯(PAPI);可選用德國拜耳。
[0022]聚氨酯白料，主要成分:聚醚、交聯劑、有機矽類勻泡劑、發泡劑、催化劑；可選用煙臺順達聚氨酯有限公司生產的礦用聚氨酯白料。
[0023]將環氧樹脂-二乙醇胺加成物與聚氨酯白料混合攪拌均勻，若出現分層可以升溫至40-70°C加速其分散均勻，得到改性聚氨酯白料。
[0024]將改性聚氨酯白料與聚氨酯黑料按照質量比1:0.8-1.2混合，其中環氧樹脂-二乙醇胺加成物在混合料中的質量分數在5-20wt%，注漿發泡固化粘接即可得到路用有機注漿材料。
[0025]實施例1
對比例:按照上述製備方法，聚氨酯白料與聚氨酯黑料按照質量比1:1混合，製備得到純聚氨酯注漿材料，備用。
[0026]掃描電鏡分析，得到附圖1所示的照片。注漿材料斷裂面稜角清晰，且通過斷層可以看出來其泡孔壁較薄泡孔大小和形狀分布良好，但泡孔壁很薄，斷裂面脆斷缺乏韌性，放大1000倍泡孔表秒微觀形貌均一，這是I3U注漿材料的自身性質決定的。
[0027]對比例:按照上述製備方法，聚氨酯白料與聚氨酯黑料按照質量比1:1混合，其中用環氧樹脂CYD-128環氧樹脂-二乙醇胺加成物在混合料中的質量分數在10wt%，製備得到環氧樹脂改性的聚氨酯注漿材料，備用。
[0028]掃描電鏡分析，得到附圖2所示的照片。注漿材料斷裂面稜角模糊不清，且通過斷層呈現出來其泡孔形狀大小分布不均泡孔壁厚薄不均，且放大1000倍泡孔表面的微觀形貌呈現了相分離
按照上述製備方法，聚氨酯白料與聚氨酯黑料按照質量比1:1混合，其中環氧樹脂-二乙醇胺加成物在混合料中的質量分數在10wt%，固化後得到本發明的路用有機注漿材料，備用。
[0029]掃描電鏡分析，得到附圖3所示的照片。注漿材料斷裂面稜角較清晰，通過斷層呈現其泡孔壁厚實，泡孔形狀和大小分布良好，放大1000倍泡孔表面微觀形貌均一。
[0030]力學性能測試表明，其拉伸剪切強度達到了 2.85MPa，依照GB/T7124-2008 (1986)標準要求進行測試。
[0031]實施例2
按照上述製備方法，聚氨酯白料與聚氨酯黑料按照質量比1:0.8混合，其中環氧樹脂-二乙醇胺加成物在混合料中的質量分數在5wt%，固化後得到本發明的路用有機注漿材料，備用。
[0032]力學性能測試表明，其拉伸剪切強度為2.36MPa，依照GB/T7124-2008 (1986)標準要求進行測試。
[0033]實施例3
按照上述製備方法，聚氨酯白料與聚氨酯黑料按照質量比1:1.2混合，其中環氧樹脂-二乙醇胺加成物在混合料中的質量分數在20wt%，固化後得到本發明的路用有機注漿材料，備用。
[0034]力學性能測試表明，其拉伸剪切強度達到了 2.78MPa，依照GB/T7124-2008 (1986)標準要求進行測試。
【權利要求】
1.一種路用有機注漿材料，其特徵在於:由聚氨酯黑、白料發泡反應而來，聚氨酯白料中還加入了環氧樹脂-二乙醇胺加成物(EP-DEA加成物)；其加入量佔聚氨酯黑、白料總質量的 5-20wt%。
2.如權利要求1所述的路用有機注漿材料，其特徵在於所述的環氧樹脂-二乙醇胺加成物為環氧樹脂與二乙醇胺發生開環反應生成的端羥基環氧樹脂。
3.如權利要求1或2所述的路用有機注漿材料，其特徵在於所述的環氧樹脂-二乙醇胺加成物採用如下方法製備而來: 將環氧樹脂和二乙醇胺混合，以丁酮為溶劑在反應容器中分散均勻； 升溫至70°C，維持溫度反應4小時； 減壓蒸餾除去多餘溶劑後得到微黃色油狀液體，即為環氧樹脂-二乙醇胺加成物。
4.如權利要求3所述的路用有機注漿材料，其特徵在於所述的環氧樹脂選用雙酚A型環氧樹脂CYD-128。
5.一種路用有機注漿材料的製備方法，其特徵在於: 包括在聚氨酯白料中加入環氧樹脂-二乙醇胺加成物，並與聚氨酯黑料配合使用，注入到待修補道路孔隙中發泡、粘接、固化；所述的環氧樹脂-二乙醇胺加成物為環氧樹脂與二乙醇胺發生開環反應生成的端羥基環氧樹脂，其加入量佔聚氨酯黑、白料總質量的5-20wt%o
6.如權利要求5所述的路用有機注漿材料的製備方法，其特徵在於所述的環氧樹脂-二乙醇胺加成物採用如下方法製備而來: 將環氧樹脂和二乙醇胺混合，以丁酮為溶劑在反應容器中分散均勻； 升溫至70°c，維持溫度反應4小時； 減壓蒸餾除去多餘溶劑後得到微黃色油狀液體，即為環氧樹脂-二乙醇胺加成物。
7.如權利要求6所述的路用有機注漿材料的製備方法，其特徵在於所述的環氧樹脂選用雙酚A型環氧樹脂CYD-128。
【文檔編號】C08G18/48GK104177583SQ201410386235
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月7日 優先權日:2014年8月7日
【發明者】王孟霞, 胡國祥, 盧自立, 周曉軍, 劉蘭君, 趙勁松, 劉平, 陳瑞禮, 楊冬韻, 胡婷 申請人:廣東省長大公路工程有限公司, 武漢工程大學