[发明专利]自修复热固性聚氨酯沥青的制备方法

说明书

自修复热固性聚氨酯沥青的制备方法，其特征在于：将多元酚类化合物、含有多个异氰酸根的化合物、相容剂、催化剂和沥青在25‑120℃共混搅拌均匀，在80‑160℃固化12‑16小时得到自修复热固性聚氨酯沥青。本发明采用含酚羟基的化合物替代多元醇，合成热固性聚氨酯沥青，这种新型热固性沥青在受损后可在一定的温度条件下恢复原状，具有自修复再加工功能。可望解决热固性沥青材料不易回收和维护的问题，又能节约大量的资源和维护成本。

技术领域

本发明涉及一种可以自修复的聚氨酯树脂沥青的制备方法，尤其涉及一种可以自修复的热固性聚氨酯树脂沥青的制备方法。

背景技术

石油沥青是一种石油化工副产物，价格低廉，主要用于道路铺装领域。然而无论是高针入度还是低针入度的沥青，由于分子量不够高，再加上分子间内聚能小，都存在温度高会熔化，温度低可能脆性大易开裂的问题。如果不对沥青进行改性，直接用于道路铺装，铺装好的道路就有可能在夏天高温下熔化流淌，冬天低温下，又会变脆龟裂，造成道路质量差需要不断的维修，严重影响交通便利。目前，为了解决这个问题，将热塑性的石油沥青改性，成为热固性沥青材料的研究非常之多，最多的就是热固性环氧沥青了。热固性环氧沥青是将环氧树脂、固化剂以及相容剂和石油沥青混合在一起，通过相容剂的作用，让环氧树脂/固化剂形成的连续相包裹住石油沥青形成的分散相，这样环氧树脂固化后形成的热固性网络结构就把石油沥青包裹和固定下来，表观上体现出热固性沥青的性能，从而克服了普通沥青高温熔化，低温脆裂的缺点。这种热固性沥青不再熔化，力学性能有了极大提高，表现出良好的弹性和低温性能，大大提高了铺装道路的质量。聚氨酯沥青也被广泛采用。将多元醇、异氰酸酯和沥青在相容剂的作用下共混，可以得到热固性聚氨酯沥青，这种沥青的弹性优良，防水性好，可以用于建筑防水涂料。然而，再好的材料，也仍然会损坏。热固性环氧沥青材料和聚氨酯沥青材料所铺装的路面在遇到交通事故、高负荷车辆碾压、自然老化或者极端气候等，损坏之后需要被铲除，由于热固性沥青强度高，铲除起来更加困难。而且，由于环氧树脂与固化反应的不可逆，以及异氰酸酯和多元醇形成的氨基甲酸酯基团都比较稳定，铲除之后的路面铺装废料由于是热固性的，和普通石油沥青材料有很大区别，无法再高温熔化再成型，只能当做建筑垃圾丢弃，会产生大量的极难处理的固体废物，同时也浪费大量资源。这就为路面维修带来很大困难。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对热固性树脂沥青不能修复与回收再利用的问题，提供了一种自修复热固性聚氨酯沥青的制备方法，该方法制得的沥青既保存了热固性沥青的力学性能，又赋予了热固性沥青自修复的特点，节约大量资源和成本。

技术方案：自修复热固性聚氨酯沥青的制备方法，将多元酚类化合物、含有多个异氰酸根的化合物、相容剂、催化剂和沥青在25-120℃共混搅拌均匀，其中，酚羟基与异氰酸根的摩尔比为(0.8～1.5):1，相容剂占混合物总质量的5％，催化剂占混合物总质量的0.5％，多元酚化合物和含有多个异氰酸根化合物的总质量与沥青的质量比为1:1，在80-160℃固化12-16小时得到自修复热固性聚氨酯沥青。

上述多元酚类化合物是至少2个酚羟基在同一个苯环上的化合物，或是以下结构：

其中R为任意碳链，n＝1,2,3,4。

上述多元酚类化合物是没食子酸丙酯、漆酚或苯二酚。

上述含有多个异氰酸根的化合物，其分子结构通式是以下结构：

其中R’为任意碳链，n＝1,2,3,4。

上述含有多个异氰酸根的化合物为聚四氢呋喃二元醇预聚体或甲苯二异氰酸酯。

上述相容剂是吐温80或失水山梨酸硬脂酸酯。

上述催化剂是二月桂酸二丁基锡。

上述沥青是石油沥青或煤沥青。

上述自修复的发生是基于酚羟基和异氰酸根之间的可逆反应机理来引起热固性聚氨酯的共价键重组，从而实现热固性聚氨酯的自修复：