本發(fā)明涉及瀝青材料，尤其涉及一種濕固化潛伏型固化劑及其制備方法、聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、瀝青路面坑槽影響車(chē)輛正常通行，危害交通安全。傳統(tǒng)維修辦法是采用熱拌瀝青對(duì)路面進(jìn)行重新攤鋪，生產(chǎn)、攤鋪溫度較高，耗能大、污染嚴(yán)重。冷拌瀝青混合料是一種不受天氣影響，可存儲(chǔ)、隨取隨用，環(huán)保無(wú)污染，能快速修補(bǔ)路面坑槽，在道路養(yǎng)護(hù)工作中被廣泛使用，逐漸成為綠色交通工程推廣應(yīng)用的一種新型瀝青路面材料。但這種冷拌瀝青混合料目前主流技術(shù)方案是采用石油基的稀釋溶劑來(lái)制備成稀釋瀝青，或者采用乳化技術(shù)將瀝青與水混合制備成乳化瀝青，存在兩個(gè)問(wèn)題一直得不到很好解決：(1)冷拌瀝青中的石油基溶劑或水分難以快速揮發(fā)，混合料強(qiáng)度形成過(guò)程緩慢，初始穩(wěn)定度低、固化時(shí)間長(zhǎng)；而且石油基溶劑油品易燃，過(guò)多的低沸點(diǎn)餾分油從瀝青混合料中析出、表露在路面最上層，會(huì)對(duì)道路運(yùn)輸安全造成潛在影響。(2)由于冷拌瀝青中的膠結(jié)料粘度較小，對(duì)抵抗水分侵入的能力不強(qiáng)，在低溫季節(jié)、雨雪天氣等惡劣環(huán)境下初期水損害更易發(fā)生，路用性能的一些關(guān)鍵指標(biāo)很難滿(mǎn)足。

2、目前，采用環(huán)氧樹(shù)脂等高分子材料對(duì)冷拌瀝青進(jìn)行改性，可一定程度上改善冷拌瀝青混合料的路用性能，但環(huán)氧樹(shù)脂本身具有脆性大、柔韌性差的缺點(diǎn)，導(dǎo)致環(huán)氧瀝青低溫性能較差，采用環(huán)氧瀝青混合料鋪裝的路面容易出現(xiàn)低溫開(kāi)裂而影響使用性能，因此，限制了冷拌環(huán)氧瀝青混合料的發(fā)展及大規(guī)模工程化應(yīng)用。為解決這些缺陷，對(duì)環(huán)氧增韌是常見(jiàn)的傳統(tǒng)方法。如現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一種廢橡膠粉改性環(huán)氧瀝青材料及其制備方法，采用廢橡膠粉加入到環(huán)氧瀝青中，先對(duì)瀝青進(jìn)行改性，再將瀝青與環(huán)氧樹(shù)脂混合后制得環(huán)氧瀝青的制備方法，來(lái)增加環(huán)氧瀝青的韌性，但這種方法的工藝復(fù)雜，難以大規(guī)模生產(chǎn)，且不適用于環(huán)保型冷拌瀝青的生產(chǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一種聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青及其制備方法，但所使用的聚氨酯預(yù)聚體的異氰酸酯和固化劑沒(méi)有生物基材料，有一定環(huán)境污染性，沒(méi)有濕固化潛伏型固化劑，儲(chǔ)存周期短，在有水的環(huán)境下不能施工。

3、基于此，現(xiàn)在提供一種濕固化潛伏型固化劑及其制備方法、聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青及其制備方法，可以消除現(xiàn)有技術(shù)存在的弊端。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種濕固化潛伏型固化劑及其制備方法、聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青及其制備方法，以解決或至少部分解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種濕固化潛伏型固化劑，所述濕固化潛伏型固化劑為n,n’-雙(2-辛酮)-戊二酮亞胺，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

4、

5、第二方面，本發(fā)明還提供了一種所述的濕固化潛伏型固化劑的制備方法，包括以下步驟：將1,5-戊二胺與2-辛酮混合后，反應(yīng)，得到n,n’-雙(2-辛酮)-戊二酮亞胺，即為濕固化潛伏型固化劑。

6、第三方面，本發(fā)明還提供了一種聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青，包括以下重量份原料：瀝青80～100份，溶劑50～90份，環(huán)氧樹(shù)脂15-25份，聚氨酯預(yù)聚體5～15份，稀釋劑5～10份，固化劑5～15份；

7、所述固化劑包括權(quán)利要求1所述的濕固化潛伏型固化劑。

8、優(yōu)選的，所述聚氨酯預(yù)聚體為異氰酸酯與低聚物多元醇反應(yīng)合成端異氰酸酯聚合物，即為聚氨酯預(yù)聚體；

9、其中，所述異氰酸酯為封閉的pdi；

10、或，所述異氰酸酯包括封閉的pdi，以及tdi、聚合mdi、ipdi中的至少一種。

11、優(yōu)選的，所述聚合mdi包括pm400和/或pm200；

12、和/或，所述低聚物多元醇包括聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；

13、所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二元醇中的至少一種；

14、所述聚酯多元醇包括聚丙烯酸酯多元醇、聚碳酸酯二醇中的至少一種；

15、和/或，所述封閉的pdi的制備方法為：

16、將pdi單體和有機(jī)溶劑混合后控制溫度為50～55℃，再加入封閉劑，于80～85℃下反應(yīng)至nco重量百分比含量為10～15％，脫除有機(jī)溶劑后，得到封閉的pdi；

17、其中，所述封閉劑包括甲乙基酮肟和/或3,5-二甲基吡唑。

18、優(yōu)選的，所述瀝青為70號(hào)石油瀝青；

19、和/或，所述溶劑包括腰果酚、腰果殼液、松節(jié)油、檸檬烯中的至少一種；

20、和/或，所述環(huán)氧樹(shù)脂包括雙酚a型環(huán)氧樹(shù)脂e51、雙酚a型環(huán)氧樹(shù)脂e44中的至少一種；

21、和/或，所述稀釋劑包括丙酮、山梨醇縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚中的至少一種；

22、和/或，所述固化劑還包括脂肪族多胺固化劑、芳香族多胺固化劑、聚酰胺類(lèi)固化劑中的至少一種。

23、優(yōu)選的，所述芳香族多胺固化劑包括二甲基硫代甲苯二胺、二乙基甲苯二胺中的至少一種；

24、和/或，所述脂肪族多胺固化劑為n,n'-雙(3-氨基丙基)-1,5-戊二胺，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為

25、和/或，所述有機(jī)溶劑為丙二醇甲醚醋酸酯。

26、第四方面，本發(fā)明還提供了一種所述的聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青的制備方法，包括以下步驟：

27、將環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯預(yù)聚體混合后，反應(yīng)，得到環(huán)氧-聚氨酯混合物；

28、將瀝青加熱后使其熔融，再加入溶劑，攪拌，得到稀釋瀝青；

29、向稀釋瀝青中加入環(huán)氧-聚氨酯混合物、稀釋劑、固化劑，反應(yīng)得到聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青。

30、優(yōu)選的，所述環(huán)氧-聚氨酯混合物的具體制備方法，包括：

31、將環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯預(yù)聚體混合后，于80～90℃、1000～4000r/min的速率下剪切混合4～5h，真空脫泡處理后，得到環(huán)氧-聚氨酯混合物；

32、和/或，所述稀釋瀝青的具體制備方法，包括：

33、將瀝青加熱至120～130℃使其熔融，再加入溶劑，于1000～2000r/min的速率下剪切攪拌，得到稀釋瀝青；

34、和/或，所述聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青的具體制備方法，包括：

35、將稀釋瀝青降溫至60～80℃，然后加入環(huán)氧-聚氨酯混合物、稀釋劑、固化劑，于1000～2000r/min的速率下剪切反應(yīng)10～15min，得到聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青。

36、優(yōu)選的，所述聚氨酯預(yù)聚體的制備方法包括以下步驟：

37、將低聚物多元醇加熱至110～120℃后真空脫水，然后降溫至60～70℃，于惰性氣氛下加入封閉的pdi、以及任選的tdi、聚合mdi、ipdi中的至少一種，升溫至75～80℃，攪拌反應(yīng)2～3h，得到端異氰酸酯聚合物，即為聚氨酯預(yù)聚體；

38、其中，所述低聚物多元醇，封閉的pdi，任選的tdi、聚合mdi、ipdi中的至少一種的質(zhì)量比為(15～20):(3～4):(0～1)；

39、所述惰性氣氛包括氮?dú)狻⒑?、氖氣、氬氣中的至少一種。

40、本發(fā)明的一種濕固化潛伏型固化劑及其制備方法、聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青及其制備方法，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

41、1、本發(fā)明的濕固化潛伏型固化劑，與其它環(huán)氧固化劑相比，加入到環(huán)氧樹(shù)脂中與其組成的單組份體系在室溫下具有一定的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，在潮濕環(huán)境下或者外部通過(guò)添加水分和濕氣，n,n’-雙(2-辛酮)-戊二酮亞胺會(huì)逆反應(yīng)分解成戊二胺和2-辛酮，戊二胺與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)固化，為冷拌瀝青繼續(xù)提供后期反應(yīng)強(qiáng)度，同時(shí)大分子2-辛酮的存在也能為聚氨酯分子提供進(jìn)一步增塑性空間，與瀝青混合料相容性更好；

42、2、本發(fā)明的聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青，將聚氨酯中的柔性鏈段接枝到環(huán)氧樹(shù)脂中，從而使經(jīng)聚氨酯-環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性的冷拌瀝青既具有環(huán)氧樹(shù)脂強(qiáng)度高、高溫性能好的優(yōu)點(diǎn)，又有聚氨酯良好的低溫柔韌性，從而進(jìn)一步提高瀝青混合料路用性能；本發(fā)明采用的聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青為單組份，能夠省去施工時(shí)的ab雙組分重量配比環(huán)節(jié)，且可常溫固化，使用方便；本發(fā)明特別之處在于使用較高比例的生物質(zhì)稀釋瀝青溶劑溶劑腰果酚、腰果殼液、松節(jié)油、檸檬烯中的一種或其中幾種的組合，與環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生反應(yīng)后使聚氨酯改性環(huán)氧瀝青的彈性力學(xué)性能得到很好改善；與其它聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂相比，除了已知的生物基多元醇之外，本發(fā)明特別之處在于引入較多生物基異氰酸酯和生物基特種胺，包括生物基脂肪族五亞甲基二異氰酸酯單體(pdi)、生物基濕氣型潛伏性固化劑n,n’-雙(2-辛酮)-戊二酮亞胺和生物基n,n'-雙(3-氨基丙基)-1,5-戊二胺，替代石油基原料，降低碳排放效果明顯，具有較高的可持續(xù)環(huán)保優(yōu)勢(shì)；

43、3、本發(fā)明的聚氨酯改性環(huán)氧冷拌瀝青，由于采用封閉型pdi做預(yù)聚體，解封溫度根據(jù)不同種類(lèi)封閉劑，其解封溫度不同。這種特性賦予這種聚氨酯改性環(huán)氧瀝青在不同溫度范圍內(nèi)依然有進(jìn)一步反應(yīng)固化的可能性，異氰酸酯可以跟環(huán)境中的水繼續(xù)反應(yīng)，生成空間三維互穿結(jié)構(gòu)，同時(shí)分離出來(lái)的長(zhǎng)鏈酮類(lèi)分子還能提供一定的熱塑性支持，非常適合復(fù)雜氣候條件下的道路施工。。