一种聚氨酯与岩沥青复合改性的沥青及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚氨酯与岩沥青复合改性的沥青及其制备方法，属于道路改性沥青胶结料技术领域。所述沥青，按重量份计，包括：聚氨酯改性剂1‑5份、岩沥青5‑20份、基质沥青85‑100份。本发明专利技术通过对聚氨酯与岩沥青的掺量进行目标优化，确定各因素影响下聚氨酯与岩沥青的最佳掺量。为解决沥青路面在自然环境和行车荷载条件下产生的开裂、车辙等破坏现象，延长道路的使用寿命，改善沥青路面的整体性、平顺性和密水性，提高沥青路面耐久性和行车舒适性具有十分重要的价值。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯与岩沥青复合改性的沥青及其制备方法
本专利技术涉及一种聚氨酯与岩沥青复合改性的沥青及其制备方法，属于道路改性沥青胶结料

技术介绍
现有单一聚合物复合改性沥青的技术性能难以满足当今高等级公路的严苛使用需求，并且聚合物改性剂普遍价格比较昂贵，生产工艺相对复杂，增加筑路成本。再则，传统的聚合物改性剂与沥青相容性较差，且对沥青的改善效果难以实现兼顾。聚氨酯(PU)是一种内部含有重复-NHCOO-结构单元排列的新型有机高分子材料。目前，国内外有关PU改性沥青在道路工程领域应用的研究报道甚少，且主要集中在PU改性沥青制备工艺探索及其混合料路用性能测试方面。由于热塑型PU常温稳定，但加热至150℃时，易分解成异氰酸酯和酚，氨基甲酸苯酯中键位结合不牢，易被脂肪族胺或脂肪族醇所取代，降低原PU的弹性和交联度，因此，PU改性沥青的耐高温性将受到影响。所以，如何提高PU改性沥青的高温性能是当前亟需攻克的难题。
技术实现思路
本专利技术将聚氨酯与岩沥青加入到基质沥青中，形成聚氨酯与岩沥青复合改性的沥青，以此充分发挥它们各自的性能优势，使聚氨酯与岩沥青复合改性的沥青具有较好的高、低温流变性能等，解决了基质沥青路面裂缝、车辙、松散、冻胀翻浆、沉陷、拥包、泛油、龟裂唧浆等病害，提高并延长路面的耐久性和使用寿命。本专利技术提供了一种聚氨酯改性剂，所述聚氨酯改性剂的原料，按重量份计，包括：本专利技术优选为所述聚氨酯改性剂的原料，按重量份计，包括：本专利技术另一目的为提供一种上述聚氨酯改性剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：①当聚四甲基醚二醇的分子量＜2000时，按预定重量份，将聚已二酸丁二醇聚酯二醇和聚四甲基醚二醇在氮气下，110-120℃反应40-60min；②将步骤①所得产品降温至75-85℃，按预定重量份，将75-85℃的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入到步骤①所得产品中，75-85℃反应0.3-0.5h；③将步骤②所得产品降温至45-55℃，按预定重量份，将1,4-丁二醇加入到步骤②所得产品中混匀，85-100℃熟化12-24h。本专利技术再一目的为提供一种上述聚氨酯改性剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：①当聚四甲基醚二醇的分子量≥2000时，用二甲基甲酰胺稀释聚四甲基醚二醇，按预定重量份，将聚已二酸丁二醇聚酯二醇和聚四甲基醚二醇在氮气下，110-120℃反应40-60min；②将步骤①所得产品降温至75-85℃，按预定重量份，将75-85℃的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入到步骤①所得产品中，75-85℃反应0.3-0.5h；③将步骤②所得产品降温至45-55℃，按预定重量份，将1,4-丁二醇加入到步骤②所得产品中混匀，85-100℃熟化12-24h。本专利技术又一目的为提供一种利用上述聚氨酯改性剂与岩沥青复合改性的沥青，所述沥青，按重量份计，包括：聚氨酯改性剂1-5份岩沥青5-20份基质沥青85-100份。本专利技术又一目的为提供一种上述沥青的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：①按预定重量份，将聚氨酯改性剂加入到135-145℃的基质沥青中，1500-3000r/min剪切0.5-1.5h；②将步骤①所得产品升温至140-150℃，4000-5000r/min剪切0.5-1h；③按预定重量份，将岩沥青加入到步骤②所得产品中，调温至135-140℃，2000-2500r/min剪切0.3-0.5h。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过对聚氨酯与岩沥青的掺量进行目标优化，确定各因素影响下聚氨酯与岩沥青的最佳掺量。为解决沥青路面在自然环境和行车荷载条件下产生的开裂、车辙等破坏现象，延长道路的使用寿命，改善沥青路面的整体性、平顺性和密水性，提高沥青路面耐久性和行车舒适性具有十分重要的价值。本专利技术可以高效快速的制备出聚氨酯/岩沥青复合改性的沥青，简化了生产工艺，降低了生产能耗，可以有效解决改性剂与基质沥青界面相容性差等问题，提升基质沥青性能。附图说明本专利技术附图14幅，图1为实施例1制备的聚氨酯改性剂的红外光谱图；图2为实施例1制备的聚氨酯改性剂的TG曲线图；图3为实施例1制备的聚氨酯改性剂的DSC曲线图；图4为实施例2制备的聚氨酯改性剂的红外光谱图；图5为实施例2制备的聚氨酯改性剂的TG曲线图；图6为实施例2制备的聚氨酯改性剂的DSC曲线图；图7为基质沥青与实施例3制备的沥青的DSR测试结果图；图8为基质沥青与实施例3制备的沥青的BBR测试的S值结果图；图9为基质沥青与实施例3制备的沥青的BBR测试的m值结果图；图10为基质沥青与实施例3制备的沥青在64℃下的时间-不可恢复应变曲线图；图11为基质沥青与实施例4制备的沥青的DSR测试结果图；图12为基质沥青与实施例4制备的沥青的BBR测试的S值结果图；图13为基质沥青与实施例4制备的沥青的BBR测试的m值结果图；图14为基质沥青与实施例4制备的沥青在64℃下的时间-不可恢复应变曲线图。具体实施方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例1一种聚氨酯改性剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：①当聚四甲基醚二醇的分子量＜2000时，按重量份，将X份聚已二酸丁二醇聚酯二醇和X份聚四甲基醚二醇在氮气下，氮气的流量为20mL/min，110℃反应40-60min，且搅拌速度为200rpm；②将步骤①所得产品降温至80℃，按重量份，将80℃熔化后的21.39份4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入到步骤①所得产品中，80℃反应0.3-0.5h，且搅拌速度为200rpm；③将步骤②所得产品降温至50℃，按重量份，将3.67份1,4-丁二醇加入到步骤②所得产品中混匀，100℃熟化24h，且搅拌速度为400rpm。机理分析由图1可见，在2956cm-1和2817cm-1处出现了较强的吸收峰分别归属CH2和CH3的伸缩震动；1722cm-1处出现较强的吸收峰可能是酯羰基中的C＝O伸缩振动或酰胺I键中的C＝O伸缩振动的结果；1538cm-1处则为酰胺Ⅱ中N-H的变形振动；1380cm-1处归属CH3的对称变形振动；1149-1058cm-1处归属脂肪族键中C-O-C的吸收峰；816-712cm-1范围内的吸收峰是苯环上的-CH弯曲振动。通过红外光谱表明实施例1制备了预期产物。随后，通过凝胶色谱测出聚氨酯改性剂的分子量为157362，再利用元素分析仪测出C元素含量：66.880％、H元素含量：3.593％、N元素含量：1.711％、O元素含量：27.816％。将通过元素分析计算出硬段含量的实测值，带入式Ⅰ：式Ⅰ中Mns＝2000，单体的相对分子质量为262，经计算可得出n＝8；经计算当Ch＝19.31时，Mnh＝478.62，硬段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯改性剂，其特征在于：所述聚氨酯改性剂的原料，按重量份计，包括：/n

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯改性剂，其特征在于：所述聚氨酯改性剂的原料，按重量份计，包括：





2.根据权利要求1所述的聚氨酯改性剂，其特征在于：所述聚氨酯改性剂的原料，按重量份计，包括：





3.权利要求1或2所述聚氨酯改性剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
①当聚四甲基醚二醇的分子量＜2000时，按预定重量份，将聚已二酸丁二醇聚酯二醇和聚四甲基醚二醇在氮气下，110-120℃反应40-60min；
②将步骤①所得产品降温至75-85℃，按预定重量份，将75-85℃的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入到步骤①所得产品中，75-85℃反应0.3-0.5h；
③将步骤②所得产品降温至45-55℃，按预定重量份，将1,4-丁二醇加入到步骤②所得产品中混匀，85-100℃熟化12-24h。


4.权利要求1或2所述聚氨酯改性剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
①当聚四甲基醚二醇的分子量≥2000时，用二甲基甲酰胺稀释聚四甲基醚二醇，按预定重量份，将聚已二酸丁二醇聚酯二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭乃胜，金鑫，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21