專利名稱：一種用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料。
背景技術(shù)：
隨著高速公路交通流量的迅速增加、汽車荷重的增大以及使用年限的增加，路面病害日益顯現(xiàn)，尤其是路面唧漿病害尤為嚴(yán)重。在重輪載的頻繁作用下，基層由于塑性變形累積而同面層脫離接觸，水分沿接縫下滲而聚集在脫空的空隙內(nèi)，在輪載作用下積水成為有壓水并同基層內(nèi)浸濕的細(xì)料攪混成懸漿液，沿接縫縫隙濺出，即為“唧漿”。水份和路面荷載是導(dǎo)致唧漿病害的主要原因。路面病害的產(chǎn)生不僅影響行車的舒適性及安全性，而且裂縫的擴(kuò)展和滲水使道路損壞程度逐漸加重。因此，加強(qiáng)對高速公路路面病害的治理是至關(guān)重要的。高聚物注漿材料具有可灌性好，固化快，固化時(shí)間可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，從根本上解決了接縫透水、板底脫空帶來的問題，有效地防止唧漿、斷板等病害的發(fā)生，施工快捷，無需養(yǎng)生， 對交通影響小。目前我國研制的化學(xué)灌漿材料品種較多，主要是環(huán)氧樹脂類灌漿材料，但它們大多數(shù)都用應(yīng)用在大型水利工程中。這些灌漿材料具有良好的耐水性、耐老化性能，但對路面這類受動載荷作用，受力不均勻影響較大的工程而言，目前研究報(bào)道較少。目前報(bào)道的用于道路修補(bǔ)材料主要是水泥類無機(jī)材料和聚氨酯類有機(jī)材料，水泥注漿材料顆粒粒徑大，流動性差，不能用于灌注細(xì)微的裂縫。挖掉路面重新鋪筑完全完成維修通常需要花費(fèi)數(shù)周甚至數(shù)月的時(shí)間。在施工期和養(yǎng)護(hù)期間，車輛要繞過維修區(qū)，這對交通非常繁忙、需要快速維修的道路而言是難以接受的，而且這種方法的成本也很高。聚氨酯灌漿材料在力學(xué)性能(如抗壓強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度)方面不如環(huán)氧樹脂灌漿材料，因此對于公路路面長期動載荷作用以及路面不均勻受力，承載能力不足，使用耐久性不佳，不適用于高速公路路基修補(bǔ)。環(huán)氧樹脂雖然具有粘接力高、在常溫下可固化、固化后收縮小、有很高的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性、 穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但它不能制成發(fā)泡材料，用于填充地基中的脫空需要的灌注量較聚氨酯漿料大，因此施工成本較聚氨酯灌漿材料高的多。因此一種具有聚氨酯發(fā)泡固化填充的特點(diǎn)又具有環(huán)氧樹脂優(yōu)良力學(xué)性能特點(diǎn)的新型注漿材料是很有吸引力的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種能兼具聚氨酯灌漿材料和環(huán)氧樹脂灌漿材料優(yōu)點(diǎn)的新型化學(xué)注漿材料，既能發(fā)泡又能在潮濕表面常溫快速固化粘接，有望解決路面基層的脫空、松散、裂縫、層間水、唧漿等病害。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料，其特征在于由甲組分和乙組分經(jīng)混合調(diào)配而成，各組分及其組分含量為
所述的甲組分按質(zhì)量比計(jì)為聚氨酯白料改性多元胺=100:廣20:1 ;所述的乙組分按質(zhì)量比計(jì)為多苯基多亞甲基多異氰酸酯雙酚A型環(huán)氧樹脂=20:廣1:1，其中所述的改性多元胺用量為雙酚A型環(huán)氧樹脂質(zhì)量的O. 59TlO%。按上述方案，所述聚氨酯白料的各組分及其組合含量按重量份數(shù)計(jì)為聚醚多元醇 800-900份；交聯(lián)劑50-150份；發(fā)泡劑10-30份；泡沫穩(wěn)定劑10_30份；催化劑 10-40份。其制備方法是在裝有冷凝器、攪拌器的反應(yīng)釜內(nèi)，加入800-900份的聚醚多元醇和50-150份的交聯(lián)劑，開啟攪拌并升溫到40-100°C，然后再加入10-30份的發(fā)泡劑、10-30 份的泡沫穩(wěn)定劑和10-40份的催化劑攪拌均勻，保溫1-10小時(shí)，降溫回收即可。按上述方案，所述的聚醚多元醇為硬質(zhì)泡沫用聚氨酯發(fā)泡料聚醚YC-4110。按上述方案，所述的交聯(lián)劑為季戊四醇或三羥甲基丙烷。按上述方案，所述的發(fā)泡劑為水。按上述方案,所述的泡沫穩(wěn)定劑為娃-碳鍵非水解型泡沫穩(wěn)定劑SD-601。按上述方案，所述的催化劑為三亞乙基二胺、雙(二甲氨基乙基)醚、N，N-二甲基環(huán)己胺、N，N-二甲基卞胺、N，N 二甲基十六烷基胺、N甲基嗎啉、三乙胺、辛酸亞錫和二月桂酸二丁基錫中的一種或多種的混合。按上述方案，所述的雙酚A型環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為O. 5Γ0. 54g/100g。按上述方案，所述的改性多元胺為環(huán)氧樹脂固化劑T-31、環(huán)氧樹脂固化劑593和環(huán)氧樹脂固化劑JA-I中的任意一種或它們的混合。本發(fā)明所述的多苯基多亞甲基多異氰酸酯簡稱PAPI，或稱粗MDI，淺黃色至褐色粘稠液體，有刺激性氣味，其實(shí)際上是由4，4’ 二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)與官能度大于2 的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯(聚合MDI)組成的混合物。本發(fā)明中雙酚A型環(huán)氧樹脂為環(huán)氧注漿材料中常用的環(huán)氧樹脂，優(yōu)選環(huán)氧值在
O.5Γ0. 54g/100g的雙酚A型環(huán)氧樹脂。固化劑改性多元胺選自環(huán)氧樹脂固化劑T-31、環(huán)氧樹脂固化劑593和環(huán)氧樹脂固化劑JA-I中的任意一種或它們的混合，這類固化劑具有較高的反應(yīng)活性，能在常溫下快速固化環(huán)氧樹脂，并且能在潮濕表面固化粘接。由于環(huán)氧樹脂固化物力學(xué)綜合性能優(yōu)良，尤其是具有良好的粘接性，且與聚氨酯相容性較好，用于共混改性聚氨酯能達(dá)到很好的協(xié)同作用，從而使二者優(yōu)勢得到互補(bǔ)。改性后的聚氨酯注漿材料既具有聚氨酯快速發(fā)泡固化填充的特點(diǎn)，又具有環(huán)氧樹脂優(yōu)良的綜合力學(xué)性能的特點(diǎn)，尤其是使得聚氨酯注漿材料粘接性得到明顯改善，能將地基中松散的沙石粘接得更加牢固。本發(fā)明用物理共混法將環(huán)氧樹脂和聚氨酯兩種不同固化體系同步使用，兩者各自交聯(lián)相互貫穿，形成同步互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，達(dá)到很好的協(xié)同，從而使聚合物具有優(yōu)于任何單一組分的性能。本發(fā)明的有益效果在于該新型灌漿材料具有雙酚A型環(huán)氧樹脂(EP)和聚氨酯 (PU)共混形成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，綜合了環(huán)氧樹脂漿材和聚氨酯漿材的優(yōu)點(diǎn)，具有符合灌注要求的粘度，兩組份混合后在常溫下快速反應(yīng)發(fā)泡，體積迅速膨脹，固化后形成硬質(zhì)泡沫， 填充路基中的空隙，并向周圍介質(zhì)施加可控的壓力，使松軟基層得到擠壓密實(shí)，減小孔隙率，從而達(dá)到加固路基的目的；并且該漿料能在潮濕表面固化粘接，能將路基中潮濕松散的沙石粘接固結(jié)成整體，阻隔水對路基的滲透，因此能降低再次出現(xiàn)路面基層的脫空、松散、 裂縫、層間水、唧漿等病害的概率。漿料注入后可在15分鐘內(nèi)達(dá)到要求的強(qiáng)度，迅速通車， 對交通影響小。當(dāng)EP/PU質(zhì)量比為5% 50%時(shí)，EP與PU相容性較好，力學(xué)協(xié)同效應(yīng)明顯反應(yīng)出來，改性后的PU的拉伸剪切強(qiáng)度由原來的大約I. 5MPa可提高到大約2. 5MPa，T_剝離強(qiáng)度由大約O. 3 ~_提高到0.9 N/mm。與目前用于道路(工程)維修養(yǎng)護(hù)的聚氨酯注漿材料比，該材料不僅能發(fā)泡膨脹并且粘接性更好，因此有望提高道路使用耐久性。與水性環(huán)氧樹脂注漿材料比，該材料具有發(fā)泡膨脹性，不僅能將松軟基層擠壓密實(shí)，加固效果更好，而且節(jié)省了注漿材料用量，大大降低了成本。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。實(shí)施例I
權(quán)利要求
1.一種用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料，其特征在于由甲組分和乙組分經(jīng)混合調(diào)配而成，各組分及其組分含量為所述的甲組分按質(zhì)量比計(jì)為聚氨酯白料改性多元胺=100:廣20:1 ;所述的乙組分按質(zhì)量比計(jì)為多苯基多亞甲基多異氰酸酯雙酚A型環(huán)氧樹脂=20:廣1:1，其中所述的改性多元胺用量為雙酚A型環(huán)氧樹脂質(zhì)量的O. 59TlO%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料，其特征在于所述聚氨酯白料的各組分及其組合含量按重量份數(shù)計(jì)為聚醚多元醇 800-900 份；交聯(lián)劑50-150份；發(fā)泡劑10-30份；泡沫穩(wěn)定劑10-30份；催化劑10-40份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料，其特征在于所述的聚醚多元醇為硬質(zhì)泡沫用聚氨酯發(fā)泡料聚醚YC-4110。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3中所述的用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料，其特征在于所述的交聯(lián)劑為季戊四醇或三羥甲基丙烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3中所述的用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料，其特征在于所述的發(fā)泡劑為水。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3中所述的用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料，其特征在于所述的泡沫穩(wěn)定劑為硅-碳鍵非水解型泡沫穩(wěn)定劑SD-601。
7.按權(quán)利要求2或3所述的用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料，其特征在于所述的催化劑為三亞乙基二胺、雙(二甲氨基乙基)醚、N，N- 二甲基環(huán)己胺、N，N- 二甲基卞胺、N，N 二甲基十六烷基胺、N甲基嗎啉、三乙胺、辛酸亞錫和二月桂酸二丁基錫中的一種或多種的混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料，其特征在于所述的雙酚A型環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為O. 5Γ0. 54g/100g。
9.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料，其特征在于所述的改性多元胺為環(huán)氧樹脂固化劑T-31、環(huán)氧樹脂固化劑593和環(huán)氧樹脂固化劑JA-I中的任意一種或它們的混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于道路工程維修養(yǎng)護(hù)的環(huán)氧-聚氨酯共混注漿材料由甲組分和乙組分經(jīng)混合調(diào)配而成，各組分及其組分含量為所述的甲組分按質(zhì)量比計(jì)為聚氨酯白料改性多元胺=100:1~20:1；所述的乙組分按質(zhì)量比計(jì)為多苯基多亞甲基多異氰酸酯:雙酚A型環(huán)氧樹脂=20:1~1:1，其中所述的改性多元胺用量為雙酚A型環(huán)氧樹脂質(zhì)量的0.5%~10%。本發(fā)明不僅能發(fā)泡膨脹并且粘接性更好，因此有望提高道路使用耐久性。與水性環(huán)氧樹脂注漿材料比，該材料具有發(fā)泡膨脹性，不僅能將松軟基層擠壓密實(shí)，加固效果更好，而且節(jié)省了注漿材料用量，大大降低了成本。
文檔編號C08L63/02GK102604367SQ201210056149
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者劉洋, 尹梅, 張智偉, 張良均, 李娜, 李 杰, 李滿來, 王凡昌, 胡國祥, 舒鄂南, 葛新民, 譚勇, 鐘昕, 馬銀衛(wèi) 申請人:武漢工程大學(xué), 湖北省京珠高速公路管理處