摘要
为了制备一种新型的、有望代替沥青的单组分湿固化路用聚氨酯胶结料,优选聚氨酯冷补液反应单体异氰酸酯衍生物(液化MDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇、三羟基聚氧化丙烯醚,采用二月桂酸二丁基锡为催化剂、三羟甲基丙烷为扩链剂,通过设计不同材料组成、合成工艺,制备得到不同类型的单组分湿固化聚氨酯冷补液.通过聚氨酯的黏度、拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度和拉拔强度测试,研究了原材料组成和合成工艺对聚氨酯路用性能的影响;通过红外光谱表征了聚氨酯的微观结构;通过测试聚氨酯混合料的马歇尔稳定度和膨胀率,确定了聚氨酯的最佳用量,以此作为基础制备了聚氨酯混合料研究其力学强度发展规律固化特性,并评价其路用性能.研究结果表明:异氰酸酯基/羟基物质的量比为7/2～9/2,聚氧化丙烯二醇/三羟基聚氧化丙烯醚的物质的量比为5/5～7/3,二月桂酸二丁基锡掺量(质量分数,下同)为0.1％、三羟甲基丙烷掺量为0.5％～1％、反应温度和搅拌速率分别为80 ℃～90 ℃和400～500 r/min时,异氰酸酯基与羟基成功的发生了反应,所合成的聚氨酯具有良好的力学强度和流动性.聚氨酯的掺量为集料用量的5.5％时,养护1.7 h马歇尔稳定度可达到3 kN,养护3 d后动稳定度达7 853次/mm、低温破坏应变达6 743×10-6、浸水马歇尔残留稳定度达85％,聚氨酯混合料超过热拌沥青混合料规范要求值,具有良好的路用性能.
基金项目
国家自然科学基金(52178410)
青海省科技厅科技成果转化专项(2020-GX-115)
陕西省秦创原"科学家+工程师"队伍建设项目(2022KXJ-004)
陕西省公路局科研项目(G21-12R)
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