一种聚氨酯改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯改性沥青及其制备方法，由以下重量份数的原料制成：沥青5～15份，预聚体0.55～1.65份，扩链剂0.055～0.165份，相容剂0.1～0.3份。本发明专利技术的聚氨酯改性沥青利用聚氨酯预聚体对普通沥青改性，并掺入合适的外掺剂能有效改善改性沥青的相容性问题。所制得的聚氨酯改性沥青拥有良好的相容性与低温性能，能满足高寒低温对路面的使用要求，延长道路的使用寿命。

Polyurethane modified asphalt and preparation method thereof

The invention discloses a polyurethane modified asphalt and its preparing method, prepared from the following raw materials in parts by weight: 5 to 15 portions of asphalt, prepolymer is 0.55 ~ 1.65, chain extender 0.055 ~ 0.165, 0.1 ~ 0.3 compatibilizer. The polyurethane modified asphalt of the invention is modified by using polyurethane prepolymer to ordinary asphalt, and adding suitable external admixture can effectively improve the compatibility of the modified asphalt. The modified polyurethane asphalt has good compatibility and low temperature performance, can meet the requirements of cold and low temperature on the road surface and prolong the service life of the road.

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯改性沥青及其制备方法
本专利技术属于改性沥青材料
，具体涉及一种聚氨酯改性沥青及其制备方法。
技术介绍
沥青材料是现代道路工程的主要材料，沥青道路路面是我国道路结构的重要形式。我国交通具有密度大、轴载重及渠化严重等特点，致使沥青路面在冬季易出现温缩裂缝，影响路面的美观并削弱面层的整体平整度；夏季在重载交通条件下易出现车辙、推移、拥包等病害，影响道路路面的正常服务功能。为了满足我国交通量的增长和道路发展的需要，在建设高级路面结构时，对沥青路面的低温抗裂性和耐久性方面有了更苛刻的要求，目前主要采用改性沥青的方法来提高其综合性能，从而延长路面的使用寿命。在我国现有的沥青中，基质沥青与国外相比性能存在一定差距，不能满足高速公路发展的需要；而产量大，分布范围较广的沥青，大部分不能满足高速公路路用性能的要求。其次，传统沥青路面早期破坏现象严重，路面建成初期就出现各种病害，不能满足交通的需要。因此，对沥青改性，研究分析改性沥青的性能已是公路交通行业的发展趋势。目前，一般改性沥青是通过物理方法对沥青改性，没有从根本上改变沥青的性质。另外，通过物理方法改性的沥青会存在离析问题，而离析问题大大制约了改性沥青在工程中的使用范围，要突出改性沥青的道路使用功能，达到产业化，使改性沥青与基质沥青一样应用广泛，解决改性沥青的离析问题具有重要意义。环氧沥青是通过化学改性方法使沥青性能得到提高。因此，我们需要一种类似于环氧树脂的材料通过化学的方法对沥青改性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种聚氨酯改性沥青及其制备方法，该改性沥青利用聚氨酯预聚体对沥青进行改性，通过添加合适的外掺剂能有效解决改性沥青的离析问题，同时可以使改性沥青的性能尤其是低温性能显著提高，能满足高寒地区路面施工的要求。随着聚氨酯预聚体含量的不同，可以使改性沥青的性能得到不同程度的提高。另外，能有效解决改性沥青的离析问题，聚氨酯改性沥青的高温性能相比于普通沥青也有不同程度的提高。为了达到上述目的，一种聚氨酯改性沥青，包括以下重量份数的原料：沥青5～15份，预聚体0.55～1.65份，扩链剂0.055～0.165份，相容剂0.1～0.3份。包括以下重量份数的原料：沥青5～12份，预聚体0.55～1.32份，扩链剂0.055～0.132份，相容剂0.1～0.24份。包括以下重量份数的原料：沥青10份，预聚体1.1份，扩链剂0.11份，相容剂0.2份。一种聚氨酯改性沥青的制备方法，包括以下步骤：步骤一，根据重量份数，将5～15份沥青加热至熔融状态，剪切后，向熔融状态的沥青中加入0.1～0.3份相容剂，得到混合物A；步骤二，将混合物A剪切后加入0.055～0.165份扩链剂，得到混合物B；步骤三，将混合物B剪切后加入预热至80℃～100℃的0.55～1.65份预聚体，得到混合物C；步骤四，将混合物C剪切后得到聚氨酯改性沥青初样；步骤五，将聚氨酯改性沥青初样在100℃～110℃烘箱中养护2h，即得聚氨酯改性沥青成品。所述步骤一中，沥青采用石油沥青、煤沥青或湖沥青。所述步骤一中，相容剂采用马来酸酐、羧酸型相容剂、酰亚胺型相容剂或异氰酸酯型相容剂。所述步骤二中，扩链剂采用MOCA、1,4-丁二醇、1,6己二醇或乙二胺。所述步骤三中，预聚体采用聚醚型预聚体。所述相容剂采用若干次逐步添加至熔融状态的沥青中；所述扩链剂采用一次全部添加至混合物A中；所述预聚体采用一次或若干次添加至混合物B中。与现有技术相比，本专利技术制备的聚氨酯改性沥青拥有优良的性能，特别是低温性能相对于普通沥青有显著提高，能满足高寒低温路面使用要求及桥面铺装大变形的要求，可用于寒区沥青路面及有变形要求的桥面铺装。此外，结合料的高温性能相对于普通沥青也有不同程度的提高，聚氨酯改性沥青结合料的力学性能和普通沥青相比也有明显提高。本专利技术的聚氨酯改性沥青利用聚氨酯预聚体对沥青改性，从而获得改性沥青，聚氨酯改性沥青是通过化学改性的方法对沥青改性，能有效解决改性沥青中存在的离析问题，改性沥青的性能更加稳定。此外，通过该种方法制备的改性沥青具有良好的储存稳定性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。一种聚氨酯改性沥青，包括以下重量份数的原料：沥青5～15份，预聚体0.55～1.65份，扩链剂0.055～0.165份，相容剂0.1～0.3份。优选的，本专利技术包括以下重量份数的原料：沥青5～12份，预聚体0.55～1.32份，扩链剂0.055～0.132份，相容剂0.1～0.24份。优选的，本专利技术包括以下重量份数的原料：沥青10份，预聚体1.1份，扩链剂0.11份，相容剂0.2份。实施例1：步骤一，根据重量份数，将5份石油沥青加热至熔融状态，在1200rpm条件下剪切5min，向剪切后熔融状态的沥青中若干次逐步添加0.1份马来酸酐，得到混合物A；步骤二，将混合物A在120℃条件下高速剪切20min后加入0.055份MOCA，得到混合物B；高速剪切速率为1200rpm；步骤三，将混合物B在120℃℃条件下高速剪切20min后，一次性加入预热至80℃的0.55份聚醚型预聚体，得到混合物C；高速剪切速率为1200rpm；步骤四，将混合物C在120℃条件下高速剪切20min，得到聚氨酯改性沥青初样；高速剪切速率为1200rpm；步骤五，将聚氨酯改性沥青初样在100℃烘箱中养护2h，即得聚氨酯改性沥青成品。所得聚氨酯改性沥青成品具有良好的相容性及低温性能。实施例2：步骤一，根据重量份数，将10份煤沥青加热至熔融状态，在1400rpm条件下剪切7min，向剪切后熔融状态的沥青中若干次逐步添加0.2份羧酸型相容剂，得到混合物A；步骤二，将混合物A在140℃条件下高速剪切30min后加入0.11份1,4-丁二醇，得到混合物B；高速剪切速率为1400rpm；步骤三，将混合物B在140℃条件下高速剪切30min后，若干次逐步加入预热至90℃的1.1份聚醚型预聚体，得到混合物C；高速剪切速率为1400rpm；步骤四，将混合物C在140℃条件下高速剪切30min，得到聚氨酯改性沥青初样；高速剪切速率为1400rpm；步骤五，将聚氨酯改性沥青初样在105℃烘箱中养护2h，即得聚氨酯改性沥青成品。所得聚氨酯改性沥青成品具有良好的相容性及低温性能。实施例3：步骤一，根据重量份数，将15份湖沥青加热至熔融状态，在1600rpm条件下剪切10min，向剪切后熔融状态的沥青中若干次逐步添加0.3份酰亚胺型相容剂，得到混合物A；步骤二，将混合物A在160℃条件下高速剪切40min后加入0.165份1,6己二醇，得到混合物B；高速剪切速率为1600rpm；步骤三，将混合物B在160℃条件下高速剪切40min后，一次性加入预热至100℃的1.65份聚醚型预聚体，得到混合物C；高速剪切速率为1600rpm；步骤四，将混合物C在160℃条件下高速剪切40min，得到聚氨酯改性沥青初样；高速剪切速率为1600rpm；步骤五，将聚氨酯改性沥青初样在110℃烘箱中养护2h，即得聚氨酯改性沥青成品。所得聚氨酯改性沥青成品具有良好的相容性及低温性能。实施例4：步骤一，根据重量份数，将12份煤沥青加热至熔融状态，在1500rpm条件下剪切7min，向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯改性沥青，其特征在于，包括以下重量份数的原料：沥青5～15份，预聚体0.55～1.65份，扩链剂0.055～0.165份，相容剂0.1～0.3份。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯改性沥青，其特征在于，包括以下重量份数的原料：沥青5～15份，预聚体0.55～1.65份，扩链剂0.055～0.165份，相容剂0.1～0.3份。2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯改性沥青，其特征在于，包括以下重量份数的原料：沥青5～12份，预聚体0.55～1.32份，扩链剂0.055～0.132份，相容剂0.1～0.24份。3.根据权利要求1或2所述的一种聚氨酯改性沥青，其特征在于，包括以下重量份数的原料：沥青10份，预聚体1.1份，扩链剂0.11份，相容剂0.2份。4.一种聚氨酯改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据重量份数，将5～15份沥青加热至熔融状态，剪切后，向熔融状态的沥青中加入0.1～0.3份相容剂，得到混合物A；步骤二，将混合物A剪切后加入0.055～0.165份扩链剂，得到混合物B；步骤三，将混合物B剪切后加入预热至80℃～100℃的0.55～1.65份预聚体，得到混合物C；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张增平，班孝义，朱永彪，王封，祁冰，刘海婷，庞维强，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61