[发明专利]一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料及其制备方法，涉及道路材料技术领域。该混合料由溶剂型冷拌沥青、缓释型发泡材料、聚氨酯预聚物与集料拌合而成；缓释型发泡材料由无机载体材料饱和吸收发泡液后制成；聚氨酯预聚物为聚酯二元醇/聚醚二元醇与二异氰酸酯合成的端异氰酸酯基线型预聚物。本发明公开的缓释型发泡材料可平缓释放发泡液，并与聚氨酯预聚物反应发泡，减缓泡沫冷拌沥青发泡反应速率、延长发泡持续时间，使泡沫冷拌沥青混合料从拌和到摊铺碾压的全周期都具有较好的施工和易性。发泡反应的同时伴随着三维网络结构聚氨酯体型材料的形成，有利于冷拌沥青混合料综合路用性能的提升。

技术领域

本发明属于道路材料技术领域，尤其涉及一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料及其制备方法。

背景技术

近年来，冷拌沥青混合料逐渐成为绿色交通工程推广应用的一种环保沥青路面材料。与传统热拌沥青混合料相比，冷拌沥青混合料可常温拌和、摊铺，具有节能环保、施工便捷以及可储存诸多优点。但仍存在初始稳定度不足、后期强度提升缓慢、高温车辙性能差等关键工程技术难题。

泡沫沥青混合料作为冷拌沥青混合料的一种类型，其制备方法通常为：一定比例的水遇到高温沥青后瞬间汽化，产生大量泡沫使沥青迅速膨胀，增大表面积的同时大幅降低沥青粘度、提高和易性，从而实现沥青与集料的裹附以及常温下的拌和、摊铺。泡沫沥青以水或水溶液高温气化物理发泡，膨胀速率极快，半衰期通常只有十几秒，由拌合至摊铺碾压的施工可操作容留时间极短，主要用于泡沫沥青就地冷再生路面的施工。

调控泡沫沥青的膨胀速率、延长泡沫沥青的发泡时间显得尤为重要。专利CN110408067A公开了一种具有较大膨胀率及更长半衰期的泡沫沥青，采用氨水或双氧水作为发泡剂，受热分解产生不同于水蒸气的气体分子，形成的泡沫沥青孔隙结构更加合理，泡沫沥青具有更高的膨胀率和更长的半衰期。专利CN109626872A公开了一种赤泥-硼泥复配发泡的泡沫沥青，以一定含水率的高细度活化赤泥、硼泥粉末为发泡中心制备泡沫沥青，巧妙利用活化赤泥、硼泥粉末高细度、吃水及保水能力强的特点，形成数量极多的发泡中心以达到微发泡的效果，制备出膨胀率高、半衰期长、性能稳定的泡沫沥青。专利CN111925472A公开了一种沥青发泡剂，其合成制备出一种高吸水性的高分子材料吸水球，根据吸水球吸水量控制参与沥青发泡的用水量，对沥青发泡具有良好的调控效果。

泡沫聚氨酯作为一种性能优良的发泡材料，是气雾技术和聚氨酯发泡技术交叉结合的产物，气泡的产生源于异氰酸酯基与水反应生成CO₂化学发泡，其为室温发泡且泡沫膨胀率、发泡速率以及泡孔结构可调、可控。专利CN106832181A公开了一种聚氨酯发泡材料及其制备方法，通过添加气体成核剂使泡孔均匀分布并且降低聚氨酯发泡材料泡孔孔径，制得具有较低导热系数和良好保温性能的聚氨酯发泡材料。专利CN1341685A采用煤焦油沥青、聚醚多元醇以及添加剂等的相互协同改性作用，获得一种绝热、防腐的沥青聚氨酯硬质泡沫塑料。专利CN105713401A采用全水发泡技术，使用蓖麻油溶解沥青制备沥青乳化液，通过控制发泡反应，制备了具有防潮耐腐、抗压性强、尺寸稳定性好的沥青聚氨酯硬质泡沫。

目前，泡沫沥青混合料存在有发泡速度快、发泡时间短、由拌合至摊铺碾压的施工可操作容留时间短、施工可操作性差的技术难题。因此，为制得性能更加优良的泡沫沥青材料，研究人员在制备过程中添加各种改性剂，或者改进制备方法及装置，以适应实际工程及满足市场的需求。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提供了一种聚氨酯发泡的泡沫冷拌沥青混合料及其制备方法。本发明公开的泡沫冷拌沥青混合料通过制备缓释型发泡材料，平缓释放发泡液并与聚氨酯预聚物反应发泡，减缓冷拌沥青发泡反应速率、延长发泡持续时间，使泡沫冷拌沥青混合料从拌和到摊铺碾压的全周期都具有较好的施工和易性。发泡反应的同时形成三维网状结构的聚氨酯体型材料，有利于冷拌沥青混合料综合路用性能的提升。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：