一种可混拌施工的环保型胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可混拌施工的环保型胶粘剂及其制备方法。该胶粘剂由A组分和B组分组成，使用时，将100质量份A组分、150质量份B组分、100质量份自来水和10质量份颜料混合后加入粒径为1‑3mm的彩色陶瓷颗粒，拌和均匀后倾倒在施工路面上，用平整橡皮刮子刮平。本发明专利技术的可混拌施工的环保型胶粘剂是经过聚氨酯增韧改性的水性环氧树脂，断裂伸长率和抗剪切强度相比于市售水性环氧树脂有了显著提高，由其制备的彩色防滑路面抗裂性能和耐疲劳性能有了显著提升；控制了亲水分子链的引入可以有效地提升抗水损性能。相比于常规的彩色防滑路面混拌施工的彩色防滑路面的抗剥落能力更强，且极大地节省了陶瓷颗粒的使用量。

【技术实现步骤摘要】
一种可混拌施工的环保型胶粘剂及其制备方法
本专利技术属于路面养护
，具体涉及一种可混拌施工的环保型胶粘剂及其制备方法。
技术介绍
彩色防滑路面作为道路功能化的一种重要手段和方法，应用于机场跑道滑道、停车港湾、城市公交专用线、自行车道、隧道、高速路口收费站与服务区、弯坡路段醒目提示等场所，有效的提升了道路的防滑性能，改善了道路行车安全性，同时颜色多样的彩色路面可以起到交通警示、美化环境的作用，实现功能与性能、工程与环境的和谐统一。彩色路面主要分为：彩色沥青路面、染色路面及彩色防滑路面等几类。彩色防滑路面由于采用的彩色石料，色彩耐久性好，具有优良的防滑性和使用寿命，目前行车路段主要以彩色防滑路面为主。目前的彩色防滑路面主要是采用先摊铺底胶，然后抛洒陶瓷颗粒，整个施工过程类似于同步碎石封层的施工原理。这种施工方法的好处在于，可以更多的粘接石料，且磨耗过程中，陶瓷颗粒之间形成了相互镶嵌挤压的效果，提升了陶瓷颗粒的抗磨耗性能。但是一旦出现部分陶瓷颗粒脱落后，其他的陶瓷颗粒就会迅速的开始脱落，最后形成的光板，导致相关路面摩擦系数急剧下降，引发交通安全事故。而现有的彩色防滑路面材料中，双酚A型环氧树脂和聚氨酯型的彩色防滑路面胶粘剂由于苯环的存在，导致其抗紫外老化性能较差，容易出现粉化。同时环氧树脂刚性较强，不能很好地适应和匹配沥青路面，而聚氨酯又强度太弱容易引起掉粒严重的问题。MMA型相对而言较为中和，但是其施工时间短，污染重，对施工人员容易造成不适。混拌施工彩色防滑路面，可避免传统彩色防滑路面那种陶瓷颗粒悬浮结构，采用混拌工艺，可形成胶粘剂充分包裹的陶瓷颗粒然后粘接到路面上。这种路面相比于传统施工的彩色防滑路面，耐久性会更好。因此，开发一种可混拌施工，且环保性好、耐久性佳的混拌彩色防滑路面具有现实意义和实用价值。
技术实现思路
为了有效的克服目前水性环氧树脂收缩率大且断裂伸长率不足而引起的彩色防滑路面开裂问题，以及粘接强度不足所导致的早期掉粒严重导致彩色防滑路面磨耗性能不足的问题。本专利技术开发了一种可混拌施工的环保型胶粘剂及其制备方法。所述的可混拌施工的环保型胶粘剂由A组分和B组分组成，使用时，将100质量份A组分、150质量份B组分、100质量份自来水和10质量份颜料混合，在1000-1500rpm转速下搅拌3-5min；然后加入粒径为1-3mm的彩色陶瓷颗粒拌和均匀后倾倒在施工路面上，用平整橡皮刮子刮平。所述A组分的制备方法为:1)将蓖麻油、聚乙二醇2000、碳酸二甲酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯在40℃抽真空干燥箱中干燥去除其中的水分，然后放置于CaCl2的干燥器中，25℃下放置72h；2)将摩尔量10份的蓖麻油和摩尔量10份的聚乙二醇2000的混合物溶解到摩尔量30份的碳酸二甲酯中，在45℃下搅拌均匀直至完全溶解，然后在N2保护下，升温至70℃，3000rpm机械搅拌反应3h，N2出口设置5℃的冷凝回收装置，用于收集蒸发出的碳酸二甲酯；3)称取摩尔量20份的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯缓慢滴加到步骤2)的反应混合物中，滴加完毕后保持反应条件不变，继续反应3h，制得反应产物①；4)称量摩尔量为15份的氢化双酚A型环氧树脂或者六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯置于反应器中，在氮气保护、反应温度为70℃、搅拌速度为1500rpm的条件下添加三氟化硼乙醚，三氟化硼乙醚添加量为氢化双酚A型环氧树脂或者六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯的0.5wt％，搅拌均匀后，缓慢滴加反应产物①，滴加时间为3h，滴加完毕后继续搅拌反应2h，得到反应产物②；5)将反应产物②加热至80℃，并停止通N2，在N2出口的5℃的冷凝回收装置处连接抽真空泵，在3000rpm搅拌速度下恒温恒速抽真空处理，直至没有气泡产生为止得到淡黄色透明粘液物质为反应产物③；6)向反应产物③中添加摩尔量为85份的六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯，调整反应温度为60℃，调整搅拌速度为3000rpm，拆除抽真空装置，让整个反应设备与大气联通，然后缓慢滴加去离子水30min-2h，滴加完成后保持温度和搅拌速度继续反应30min，得到固含量为50wt％的改性环氧树脂乳液；7)向步骤6)得到的改性环氧树脂乳液中添加质量分数均为0.5％的稳定剂和流平剂，继续搅拌15min后呈现均质的乳白色乳液，即为可混拌施工的环保型胶粘剂的A组分。所述B组分的制备方法为：1)称取摩尔量70份的甲基环戊二胺与摩尔量10份的聚醚胺在反应器中，加热至60℃搅拌混合均匀，通氮气保护；2)将摩尔量80份的六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯，缓慢滴加到步骤1)的反应器中，滴加完成后继续保持在60℃下搅拌12h，搅拌速度为1500rpm，直至变为棕黄色粘稠液体；3)将摩尔量20份的己二醇二缩水甘油醚缓慢滴加到步骤2)的产物中，滴加完成后继续保持在60℃下搅拌8h，搅拌速度为1500rpm；4)保持温度和转速不变，缓慢滴加去离子水到步骤3)的产物中，配制成固含量为50wt％的棕黄色均质液体，滴加完毕后持续搅拌直至不起沫无拉丝现象，即得到可混拌施工的环保型胶粘剂的B组分。本专利技术的优势在于：1.本专利技术制备的可混拌施工的环保型胶粘剂是经过聚氨酯增韧改性的，而且经过聚氨酯增韧改性的水性环氧树脂具有良好的增韧效果，断裂伸长率和抗剪切强度相比于市售水性环氧树脂有了显著提高；抗拉强度、断裂伸长率和抗剪切强度有较好的匹配性，过高的抗拉强度会引起彩色路面周边的沥青路面拉裂，较小的抗剪切强度又会导致陶瓷颗粒粘接强度不足导致陶瓷颗粒脱落，制备的彩色防滑路面抗裂性能和耐疲劳性能有了显著提升；相比于常规的彩色防滑路面混拌施工的彩色防滑路面抗剥落能力更强，且极大地节省了陶瓷颗粒的使用量。2.所制备的聚氨酯接枝改性过的环氧树脂过程中引入了大分子量的PEG结构，使得其具有一定的乳化能力，但是相比于现有的水性环氧树脂中的乳化剂乳化能力较差，主要是因为聚氨酯改性环氧树脂中亲水基团所占分子量相对较低，因为较多的亲水基团引入会使得最终产品的抗水损能力显著衰减，因此综合考虑选择了能保证一定乳化能力的情况下，尽量少的引入更多的亲水分子连段；3.聚氨酯改性环氧树脂中引入了HMDI和精炼蓖麻油，且环氧树脂采用的氢化双酚A型环氧树脂具有了更好地空间活动能力和旋转能力，这是本专利技术制备的可混拌施工的环保型胶粘剂具有一定的断裂伸长率的同时抗剪切强度显著提升的主要原因；4.经过聚氨酯接枝改性的环氧树脂及乳化后的六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯，由于分子量较大，乳液的流动性相比于传统的水性环氧树脂乳液差，为了保证施工过程中可混拌施工的环保型胶粘剂具有更好的流平性，本专利技术在可混拌施工的环保型胶粘剂A组分中引入了流平剂和稳定剂，用于提升乳液的存储稳定性和流平性；5.固化剂中采用了甲基环戊二胺和作为主要的基础胺，适当的引入了聚醚胺，可以适当的提升固化剂的亲水性的同时保证了固化后的胶结物中亲水基团含量较低，提升了固化产物的抗水损性能。目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可混拌施工的环保型胶粘剂，其特征在于，该胶粘剂由A组分和B组分组成，使用时，将100质量份A组分、150质量份B组分、100质量份自来水和10质量份颜料混合，在1000-1500rpm转速下搅拌3-5min；然后加入粒径为1-3mm的彩色陶瓷颗粒拌和均匀后倾倒在施工路面上，用平整橡皮刮子刮平。/n

【技术特征摘要】
1.一种可混拌施工的环保型胶粘剂，其特征在于，该胶粘剂由A组分和B组分组成，使用时，将100质量份A组分、150质量份B组分、100质量份自来水和10质量份颜料混合，在1000-1500rpm转速下搅拌3-5min；然后加入粒径为1-3mm的彩色陶瓷颗粒拌和均匀后倾倒在施工路面上，用平整橡皮刮子刮平。


2.根据权利要求1所述的可混拌施工的环保型胶粘剂，其特征在于，所述A组分的制备方法为:
1)将蓖麻油、聚乙二醇2000、碳酸二甲酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯在40℃抽真空干燥箱中干燥去除其中的水分，然后放置于CaCl2的干燥器中，25℃下放置72h；
2)将摩尔量10份的蓖麻油和摩尔量10份的聚乙二醇2000的混合物溶解到摩尔量30份的碳酸二甲酯中，在45℃下搅拌均匀直至完全溶解，然后在N2保护下，升温至70℃，3000rpm机械搅拌反应3h，N2出口设置5℃的冷凝回收装置，用于收集蒸发出的碳酸二甲酯；
3)称取摩尔量20份的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯缓慢滴加到步骤2)的反应混合物中，滴加完毕后保持反应条件不变，继续反应3h，制得反应产物①；
4)称量摩尔量为15份的氢化双酚A型环氧树脂或者六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯置于反应器中，在氮气保护、反应温度为70℃、搅拌速度为1500rpm的条件下添加三氟化硼乙醚，三氟化硼乙醚添加量为氢化双酚A型环氧树脂或者六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯的0.5wt％，搅拌均匀后，缓慢滴加反应产物①，滴加时间为3h，滴加完毕后继续搅拌反应2h，得到反应产物②；
5)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆建青，蔡丽娜，张瑞斌，付国茂，谢邦柱，吕船，姜京伟，李鹏飞，陶斌，李登华，高晋魁，吴启东，鲁淑华，郭立华，
申请(专利权)人：山西省交通科技研发有限公司，山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西省交通新技术发展有限公司，山西交科桥梁附件有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西;14