[发明专利]一种自制聚氨酯改性沥青的制备方法

说明书

本发明公开了一种自制聚氨酯改性沥青制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)自制聚氨酯改性剂；(2)将自制聚氨酯改性剂加入到基质沥青中制备聚氨酯改性沥青。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。采用上述方法的本发明可以高效快速的制备出聚氨酯改性沥青，实现缩短改性沥青研发周期，简化生产工艺生，降低生产能耗，解决基质沥青易老化等问题。

技术领域

本发明涉及一种自制聚氨酯改性沥青制备方法，属于道路改性沥青胶结料技术领域。

背景技术

随着我国公路建设规模的迅猛发展，沥青混凝土路面作为一种重要的路面结构形式，在道路中有着广泛应用。沥青混凝土路面的路用性能和使用寿命很大程度上取决于改性剂的使用性能和使用效果，如沥青未达到适合于本地区气候条件和使用要求的质量标准，致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混合料的抗拉强度，出现裂缝等病害。因此，如何提高沥青路面的使用性能，满足交通发展的需要，是我国道路工作者所面临的重要课题之一。

现有的传统聚合物(如SBR、SBS以及胶粉等)改性沥青制备工艺相对复杂，难以满足当今高等级公路的严苛使用需求。且聚合物改性剂普遍价格比较昂贵，生产工艺复杂，一方面，会增加筑路成本；另一方面，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。因此，不利于推广发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种自制聚氨酯改性沥青的制备方法，该方法在基质沥青中添加适量的聚氨酯(根据道路应用需求预先合成)改性剂进行优化改性，提高并延长路面的耐久性和使用寿命。

鉴于目前所使用的传统聚合物改性沥青的改性效果单一难以适应高等级路面的路用性能要求，因此应对聚合物的使用性能提出更高的要求。本发明充分考虑高等级沥青胶结料的耐久性和路用性能要求，从微观和宏观表征方法入手，提供一种采用自制聚氨酯改性基质沥青的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种自制聚氨酯改性基质沥青的制备方法，包括如下步骤：

(1)自制聚氨酯改性剂的制备

在氮气条件下，将聚已二酸丁二醇聚酯二醇(PBA)或聚四甲基醚二醇(PTMEG)在100～110℃、200～500rpm条件下脱水60～90min；随后，将体系的温度降至70～80℃，加入已融化的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，保持温度和转速不变使其反应1～2h，待体系粘度逐渐变大，并泛有蓝光，此时，聚氨酯预聚体制备成功；将体系的温度降到50℃，加入1,4—丁二醇(BDO)，转速提高到300～400rpm，快速搅拌2～10min，停止搅拌，在100～120℃的烘箱中熟化24h，即得到所需自制聚氨酯(TPU)。

在对MDI构成的硬段含量大于40％或异氰酸根指数大于1.05的样品合成中，加入BDO后体系黏度会迅速增大，为了便于出料，搅拌时间视粘度大小适当调整。

其中，所述聚氨酯改性剂的合成原料，按重量份计，聚已二酸丁二醇聚酯二醇(PBA)47～100份、聚四甲基醚二醇(PTMEG)48～100份、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)21.39～22.59份、1,4—丁二醇(BDO)3.67～13.67份。

(2)聚氨酯改性沥青的制备

将自制聚氨酯改性剂加入到已预热至T₁℃的基质沥青中，采用剪切机，在转速为S₁r/min条件下剪切t₁h；随后，升温至T₂℃，将转速调整至S₂ r/min，剪切t₂h；停止剪切后，制备得到聚氨酯改性沥青。

其中，所述制备聚氨酯改性沥青的原料，按重量份计，包括：自制聚氨酯改性剂1～7份、基质沥青85～100份；