一種高速公路基層病害修復用高聚物注漿材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及注漿材料技術領域，尤其涉及一種高速公路基層病害修復用高聚物注 漿材料。
【背景技術】
[0002] 20世紀90年代以來，我國高速公路建設發(fā)展迅速。水泥混凝土作為高速公路的主 要路面類型之一，在我國占有大約25%的份額。但是由于多種原因，許多高速公路路面建成 不久就不能適應車輛通行的需要，產生了諸如脫空、沉陷、拱起、嚴重的破碎和裂紋等各種 各樣的破壞現(xiàn)象，針對這些常見和普遍的病害，如果不能及時進行處治，勢必造成高速公路 路面的斷裂和路面使用性能的加速衰變。
[0003]高聚物注漿技術是高速公路基層病害修復最重要的方法，通過注漿，旨在恢復高 速公路結構的整體性和設計應用狀態(tài)。聚氨酯材料是目前化學注漿材料中產品種類最多、 適用范圍最廣、用量最大的一類注漿材料，總體來說按照材料特性可以分為兩種：親水型 (水溶性)和疏水性(油溶性），親水型聚氨酯注漿材料主要以多異氰酸酯與高分子量多官能 度親水型聚醚多元醇聚合，為了保證低粘度，異氰酸酯多選用TDI，然后加入親水型溶劑配 制而成，此類產品其含有較多游離TDI，環(huán)保性能較差;疏水性聚氨酯注漿材料主要以多異 氰酸酯和普通聚醚多元醇聚合，配以溶劑或增塑劑及其他助劑而成，強度視聚醚多元醇分 子量可在很寬范圍類調節(jié)。另一種分類方法是按組份來分，分為單組份和雙組份。單組份聚 氨酯注漿材料具有使用方便的優(yōu)勢，但為了保證較低的粘度，通常使用兩官能度或者分子 量相對較高的聚醚多元醇為原料，這決定了單組份聚氨酯注漿材料大部分為柔彈性材料， 而雙組份聚氨酯注漿材料可以提供強度很高的材料，使用前需要配制，不太方便。
[0004] 雖然，中國發(fā)明專利CN101220203A公開了一種親水型聚氨酯注漿材料及其制備方 法，采用兩步法生產預聚物，并以甲苯二異氰酸酯或二苯甲烷二異氰酸酯等為原料，丙酮或 環(huán)己酮為溶劑；中國發(fā)明專利CN101613454A公開了一種高閃點環(huán)保型的水性聚氨酯注漿材 料，使用TDI或MDI等為異氰酸酯原料，分子量為5000-1000的三官能度或四官能度親水性端 羥基聚醚為多元醇原料，使用高閃點復合溶劑為稀釋體系；中國發(fā)明專利CN101649040A公 開了一種高閃點阻燃型的油溶性聚氨酯注漿材料，其特征是使用TDI或MDI等為原料，與聚 醚化合物反應形成預聚體，并采用高沸點復合溶劑及磷酸種類化合物為高效阻燃劑，并最 終得到了硬質泡沫固結體的聚氨酯注漿材料，固結體抗壓強度高達lOMPa;中國發(fā)明專利 CN102079862A公開了 一種單組份油溶性聚氨酯注漿材料及其原料和制備方法，使用MDI或 PAPI為原料，與分子量在400-4000端羥基聚醚多元醇按照一定的工藝預聚，配以增塑劑和 助劑，得到一種高固含量不含溶劑和游離TDI的環(huán)保型聚氨酯注漿材料，具有一定的強度和 一定的伸長率。
[0005] 但是，上述產品普遍存在預聚體的粘度大，難于找到活性稀釋劑，易發(fā)泡，固結體 的壓縮、拉伸性能不及環(huán)氧漿材等問題?，F(xiàn)代常用的環(huán)氧樹脂注漿材料以其優(yōu)良的力學性 能、良好的適應性而成為基礎加固和結構修復等工程中主導的化學注漿材料，且環(huán)氧漿材 的粘接強度高，穩(wěn)定性好，施工不復雜，但環(huán)氧樹脂本身也存在很多的缺陷，例如其是一種 固有凈脆性大、彈性模量高、伸長率低的剛性材料，當膠結面承受應力時，很快造成裂縫蔓 延，導致裂縫膠層開裂。
[0006] 因此，目前市場上迫切需要研發(fā)一種綜合聚氨酯和環(huán)氧樹脂優(yōu)點于一體的新型注 漿材料，以此來滿足高速公路基層病害修復的需求。

【發(fā)明內容】

[0007] 基于【背景技術】存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種高速公路基層病害修復用高聚 物注漿材料，所述注漿材料通過環(huán)氧樹脂經(jīng)馬來酸酐接枝聚氨酯，由此得到的聚合物注漿 材料滲透性好、固化后的固化物強度高、對混凝土粘接牢固、被固結后的部分抗?jié)B透性能 好、且施工工藝簡單，并能在干燥、潮濕條件下常溫固化，可廣泛應用于高速公路基層病害 修補工程。
[0008] 本發(fā)明提出的一種高速公路基層病害修復用高聚物注漿材料，其由組分A和組分B 按照重量比1: 〇. 8-1.2的比例組成：
[0009] 所述組分A的原料按重量份包括:端異氰酸酯基聚氨酯預聚體60-80份、環(huán)氧樹脂 15-30份、馬來酸酐5-6份、稀釋劑I 5-20份、消泡劑0.5-1份、有機過氧類引發(fā)劑1-2份、三乙 胺0.3-0.5份；
[0010] 所述組分B的原料按重量份包括：固化劑10-30份、稀釋劑II 5-20份、促進劑0.5-1 份；
[0011] 其中，所述組分A的制備工藝包括:將環(huán)氧樹脂、馬來酸酐溶于二惡烷溶劑中，升溫 至80-95°C，攪拌條件下滴加溶有有機過氧類引發(fā)劑的二惡烷溶液，在2-3h內完成滴加，恒 溫攪拌l_2h，旋干溶劑，得到接枝預聚體;將所述接枝預聚體與端異氰酸酯基聚氨酯預聚體 溶于二甲苯溶劑中，加入三乙胺，在90_100°C條件下攪拌反應3-6h，得到反應物料;將所述 反應物料加入二甲基甲酰胺中靜置沉淀，傾出液體后干燥，得到中間體;將所述中間體與稀 釋劑I、消泡劑混勻得到所述組分A;
[0012] 所述組分B的制備工藝包括:將固化劑、稀釋劑II和促進劑混勻得到所述組分B。
[0013] 優(yōu)選地，所述端異氰酸酯基聚氨酯預聚體是以甲苯二異氰酸酯為硬段，以聚氧化 丙烯二醇為軟段;其制備工藝包括:將反應釜抽真空后充入氮氣，向反應釜中加入液化甲苯 二異氰酸酯和以甲苯二異氰酸酯為基準0.03-0.05wt%的二月桂酸二丁基錫，升溫至55-65 °C后向反應釜中滴加聚氧化丙烯二醇，滴加完畢后升溫至70-80°C，保溫反應l_3h，得到所 述端異氰酸酯基聚氨酯預聚體;其中甲苯二異氰酸酯中的異氰酸酯基與聚氧化丙烯二醇中 的羥基摩爾比為1.2-1.5:1。
[0014] 優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂為雙酸A型環(huán)氧樹脂、雙酸F型環(huán)氧樹脂中的一種或兩種。
[0015] 優(yōu)選地，所述稀釋劑I為丁基縮水甘油醚、1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮 水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚中的至少一種。
[0016] 優(yōu)選地，所述消泡劑為聚烷烴硅氧烷消泡劑。
[0017] 優(yōu)選地，所述有機過氧類引發(fā)劑為過氧化二苯甲?；蜻^氧化月桂酰。
[0018] 優(yōu)選地，所述稀釋劑II為酮和醛按摩爾比1-4: 2-1的比例混合而成的混合物，所述 酮為丙酮、環(huán)己酮或丁酮中的至少一種;所述醛為苯甲醛或糠醛。
[0019] 優(yōu)選地，所述促進劑為N，N-二甲基苯胺、二甲基對甲基苯胺、2,4,6_三(二甲氨基 甲基)苯酚、間甲酚中的至少一種。
[0020] 優(yōu)選地，所述固化劑為脂肪胺、脂環(huán)胺、改性酰胺或芳胺中的至少一種。
[0021] 優(yōu)選地，所述高速公路基層病害修復用高聚物注漿材料的制備方法包括:使用時， 將組分A和組分B混合，得到所述高速公路基層病害修復用高聚物注漿材料。
[0022] 本發(fā)明提出了一種高速公路基層病害修復用高聚物注漿材料，所述注漿材料通過 環(huán)氧樹脂、馬來酸酐反應后接枝改性聚氨酯，首先由于聚氨酯和環(huán)氧樹脂的物理化學性能 相差較大，單純地物理共混常因相分離導致分散不均勻、性能上不穩(wěn)定，本發(fā)明中通過自由 基接枝方法使環(huán)氧樹脂接枝馬來酸酐，在環(huán)氧樹脂分子中的環(huán)氧基的數(shù)量基本不發(fā)生改變 的情況下，使環(huán)氧樹脂分子中帶有酸酐官能團，再利用酸酐官能團對具有端異氰酸酯基團 的聚氨酯進一步反應，由此實現(xiàn)環(huán)氧樹脂對聚氨酯聚合物的化學接枝改性;所得到