專利名稱：一種彈性聚氨酯型混凝土道路嵌縫膠及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯型混凝土道路嵌縫膠及其制備方法。
隨著全球化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，混凝土道路已成為最主要和流行的現(xiàn)代交通道路之一。混凝土道路如何護(hù)養(yǎng)以使其能平穩(wěn)運行、延長使用期已成為建筑工程界越來越熱門的研究課題。為適應(yīng)混凝土熱脹冷縮變化，混凝土道路中規(guī)定相隔數(shù)米都預(yù)留一條伸縮縫。為防止水分從伸縮縫流入道路地基，造成地基變形不穩(wěn)，進(jìn)一步危害混凝土層，伸縮縫往往都配置以防水為目的的填縫材料。傳統(tǒng)的混凝土道路嵌(封)縫膠是采用石油瀝青，由于石油瀝青耐老化性能差，熱軟冷脆，粘接力差，不能適應(yīng)混凝土熱脹冷縮變化，往往經(jīng)施工僅2～3個月后便擠流出路面，起不到應(yīng)有的技術(shù)效果，因此用其做道路嵌縫材料有效期短，對道路的養(yǎng)護(hù)效果差。隨著國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，作為混凝土道路嵌縫材料的價廉但技術(shù)效果差的石油瀝青將逐漸被淘汰，代之而起的是彈性聚氨酯型嵌縫膠材料。
彈性聚氨酯作為混凝土道路嵌縫材料，具有伸長率大，彈性高，與混凝土粘接力強，色彩可調(diào)等技術(shù)特點，因此該類嵌縫料近幾年在我國的使用量越來越大。不同彈性聚氨酯嵌縫料所選擇的聚氨酯預(yù)聚體不同、固化劑體系配方不同、填料、助劑不同，將直接影響嵌縫料的性能，這也是不同品牌聚氨酯嵌縫料關(guān)鍵核心技術(shù)及專有知識產(chǎn)權(quán)所在。但就目前國內(nèi)出現(xiàn)彈性聚氨酯型混凝土道路嵌縫材料來看，仍然存在與混凝土粘接強度不夠、固化速度不夠快、遇水或高溫下可能出現(xiàn)發(fā)泡等技術(shù)弱點，因此一定程度上影響了它們的推廣應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是解決彈性聚氨酯型嵌縫膠應(yīng)用中的問題，提供一種高性能實用型混凝土道路嵌縫材料，與目前市場上已有的聚氨酯型嵌縫料相比，該嵌縫材料具有更高的粘接強度、伸長率，且遇水和高溫下不發(fā)泡，快速固化等技術(shù)特點。
本發(fā)明提供的彈性聚氨酯型嵌縫膠包括聚氨酯預(yù)聚體組分(A)和固化劑組分(B)。組分(A)為由三官能度、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)與甲苯二異氰酸酯(TDI)按重量比為100∶17～26的反應(yīng)物；組分(B)按重量份數(shù)計，包括3，3’-二氯-4，4’-二氨基-二苯基甲烷(商品名摩卡)3～15份、鄰苯二甲酸二辛酯40～120份、
松節(jié)油 5～50份、氯化石蠟 10～100份、松香甘油樹脂 20～100份、輕質(zhì)碳酸鈣 30～150份、滑石粉 30～150份；組分(A)與組分(B)按100∶250～300的重量比混合而成。
本發(fā)明所指的彈性聚氨酯型嵌縫膠的制法包括如下步驟1、聚氨酯預(yù)聚體組分(A)的合成聚氧化丙烯三醇脫水后加入甲苯二異氰酸酯，在溫度為80～85℃下反應(yīng)3～4小時。
2、固化劑組分(B)的配制將鄰苯二甲酸二辛酯、松節(jié)油和氯化石蠟升溫至115～125℃，投入3，3’-二氯-4，4’-二氨基-二苯基甲烷和松香甘油樹脂，攪拌溶解后，再加入輕質(zhì)碳酸鈣和滑石粉，高速分散。
3、將組分(A)與組分(B)按比例混合均勻。
本發(fā)明組分(B)中鄰苯二甲酸二辛酯，可分別為鄰苯二甲酸二正辛酯、鄰苯二甲酸二異辛酯或它們的混合物；氯化石蠟的含氯量尤其可以是35～60％(重量)，如市售商品牌號的42#，52#，含氯量分別為42％，52％本發(fā)明的彈性聚氨酯型混凝土道路嵌縫膠，還可在組分(B)中添加不同顏料，制作成色彩可調(diào)的道路嵌縫膠，滿足不同的需要。
本發(fā)明的聚氨酯型混凝土道路嵌縫膠可預(yù)先將組分(A)和組分(B)分別制備并封裝，待實際施工需要時再按比例混合均勻后即行使用。
本發(fā)明所指的混凝土道路嵌縫膠使用效果見表1表1混凝土道路嵌縫膠技術(shù)性能
注1、表中份數(shù)為重量份數(shù)；2、表中預(yù)聚體(1)為聚醚N3010與TDI按100∶21(重量比)的反應(yīng)物；3、預(yù)聚體(2)為聚醚N3050與TDI按100∶21(重量比)的反應(yīng)物；4、B組分組成為(重量份數(shù))60份鄰苯二甲酸二辛酯，7份摩卡，30份138#松香甘油樹酯，50份輕質(zhì)碳酸鈣，60份滑石粉，20份52#氯化石蠟。
5、表干時間參照J(rèn)C500-92所示方法測試；6、粘接強度按8字模法測試；7、斷裂伸長率固化樣品寬和厚均為1.0厘米，參照J(rèn)C500-92所示方法測試；8、耐高溫和低溫脆性參照J(rèn)C500-92方法測試。
從表1中我們可以看到，本發(fā)明提供的混凝土道路嵌縫膠伸縮率大、與混凝土粘接力強、表干時間和固化時間短，無論在低溫還是在高于室溫(25℃)狀況下，都顯示出優(yōu)良的應(yīng)用性能，并且具有在封內(nèi)潮濕情況下也能施工的技術(shù)特點，從而使本混凝土道路嵌縫膠有著廣闊的應(yīng)用前景。
以下實施例的份數(shù)，均按重量計。
實施例11、聚氨酯預(yù)聚體組分(A)的合成將聚醚N3010 100份加入反應(yīng)器中，加熱升溫，待反應(yīng)器溫度保持在100～102℃時，真空脫水30分鐘。脫水完畢后，冷卻降溫，待反應(yīng)器內(nèi)溫度降到70℃左右時，加入甲苯二異氰酸酯18份，一邊滴加一邊攪拌反應(yīng)，控制反應(yīng)器溫度在滴加甲苯二異氰酸酯期間不超過75℃，待甲苯二異氰酸酯投加完畢后，再在溫度為80～83℃下加熱攪拌反應(yīng)3.5小時，反應(yīng)完畢，出料裝桶后作密封處理。
2、固化劑組分(B)的配制將鄰苯二甲酸二辛酯70份、松節(jié)油10份和52#氯化石蠟20份加入反應(yīng)器中，升溫至118～120℃下，在加熱狀態(tài)下一邊攪拌一邊逐量投入摩卡固化劑5份和經(jīng)破碎的138#松香樹脂30份。待138松香樹脂溶解完畢后，溶解液倒入分散機中。徐徐啟動分散機攪拌時，并分別加入輕質(zhì)碳酸鈣30份、滑石粉130份，高速分散20分鐘后封裝。
3、將組分(A)100份與組分(B)280份混合均勻。
該嵌縫膠固化后，其技術(shù)性能為使用溫度為25℃情況下，表干時間2.6小時，粘接強度11.5MPa，斷裂伸長率170％；耐高溫150℃，低溫脆性-30℃。
實施例2
1、聚氨酯預(yù)聚體組分(A)的合成聚醚N3010 100份，甲苯二異氰酸酯26份，操作條件及步驟同實施例1。
2、固化劑組分(B)的配制鄰苯二甲酸二辛酯110份、松節(jié)油20份、42#氯化石蠟40份、摩卡固化劑6份、138#松香樹脂90份、輕質(zhì)碳酸鈣45份、滑石粉65份，操作條件及步驟同實施例1。
3、將組分(A)100份與組分(B)260份混合均勻。
該嵌縫膠固化后，其技術(shù)性能為使用溫度為25℃情況下，表干時間2.3小時，粘接強度12.3MPa，斷裂伸長率165％；耐高溫150℃，低溫脆性-30℃。
實施例31、聚氨酯預(yù)聚體組分(A)的合成聚醚N3050 100份，甲苯二異氰酸酯21份，操作條件及步驟同實施例1。
2、固化劑組分(B)的配制鄰苯二甲酸二辛酯65份、松節(jié)油35份、52#氯化石蠟65份、摩卡固化劑7.5份、138#松香樹脂45份、輕質(zhì)碳酸鈣80份、滑石粉60份，操作條件及步驟同實施例1。
3、將組分(A)100份與組分(B)270份混合均勻。
該嵌縫膠固化后，其技術(shù)性能為使用溫度為25℃情況下，表干時間2.8小時，粘接強度11.2MPa，斷裂伸長率173％；耐高溫150℃，低溫脆性-30℃。
實施例41、聚氨酯預(yù)聚體組分(A)的合成聚醚N330 100份，甲苯二異氰酸酯17份，操作條件及步驟同實施例1。
2、固化劑組分(B)的配制鄰苯二甲酸二辛酯45份、松節(jié)油50份、52#氯化石蠟95份、摩卡固化劑14份、138#松香樹脂26份、輕質(zhì)碳酸鈣130份、滑石粉30份，操作條件及步驟同實施例1。
3、將組分(A)100份與組分(B)280份混合均勻。
該嵌縫膠固化后，其技術(shù)性能為使用溫度為25℃情況下，表干時間3.0小時，粘接強度11.0MPa，斷裂伸長率175％；耐高溫150℃，低溫脆性-30℃。
權(quán)利要求
1.一種彈性聚氨酯型混凝土道路嵌縫膠，包括聚氨酯預(yù)聚體組分(A)和固化劑組分(B)，其特征在于組分(A)為由三官能度、分子量2500～3000的聚氧化丙烯三醇與甲苯二異氰酸酯按重量比為100∶17～26的反應(yīng)物；組分(B)按重量份數(shù)計，包括3，3’-二氯-4，4’-二氨基-二苯基甲烷 3～15份、鄰苯二甲酸二辛酯 40～120份、松節(jié)油5～50份、氯化石蠟 10～100份、松香甘油樹脂 20～100份、輕質(zhì)碳酸鈣30～150份、滑石粉30～150份；組分(A)與組分(B)按100∶250～300的重量比混合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的嵌縫膠，其特征在于所述鄰苯二甲酸二辛酯為鄰苯二甲酸二正辛酯、鄰苯二甲酸二異辛酯或它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的嵌縫膠，其特征在于所述氯化石蠟含氯量為35～60％(重量)。
4.一種權(quán)利要求1中所述嵌縫膠的制備方法，其特征在于包括如下的制備步驟1)聚氨酯預(yù)聚體組分(A)的合成聚氧化丙烯三醇脫水后加入甲苯二異氰酸酯，在溫度為80～85℃下反應(yīng)3～4小時；2)固化劑組分(B)的配制將鄰苯二甲酸二辛酯、松節(jié)油和氯化石蠟升溫至115～125℃，投入3，3’-二氯-4，4’-二氨基-二苯基甲烷和松香甘油樹脂，攪拌溶解后，再加入輕質(zhì)碳酸鈣和滑石粉，高速分散；3)將組分(A)與組分(B)按比例混合均勻。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種彈性聚氨酯型混凝土道路嵌縫膠。隨著國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,作為混凝土道路嵌縫膠材料,傳統(tǒng)的價廉但技術(shù)效果差的石油瀝青將逐漸被淘汰。本發(fā)明提供的混凝土道路嵌縫膠采用分子量范圍為2500～3000、三官能團(tuán)的聚醚與TDI的預(yù)聚體作為主組分(A),摩卡、鄰苯二甲酸二辛酯、輕質(zhì)碳酸鈣等復(fù)合物作為固化劑組分(B),組分(A)和組分(B)按一定比例相混后,可制備出具有伸長率大、與混凝土粘接力強、色彩可調(diào)、表干時間和固化時間短,并可在縫內(nèi)潮濕情況下施工等技術(shù)特點的高性能混凝土道路嵌縫材料。
文檔編號C09K3/10GK1321717SQ0110319
公開日2001年11月14日 申請日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月13日
發(fā)明者劉偉區(qū), 黃子杰, 羅廣建, 梁肇軍, 黃月文, 梁海波, 馮志浩, 羅志鵬 申請人:中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所, 廣州市公路局材料供應(yīng)站