[发明专利]一种聚氨酯改性沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于改性沥青材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯改性沥青及其制备方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。

本发明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发明做进一步说明。