一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法。

背景技术：

1、在海绵城市建设中，透水胶粘石路面扮演着重要的角色。它具有良好的透水性，能让雨水迅速渗透到地下，补充地下水，减轻城市排水系统的压力。这种路面还可以减少雨水径流，降低洪涝风险，同时有效缓解城市热岛效应，提高城市居民的生活质量。此外，透水胶粘石路面的多孔结构能降低路面噪音，创造更安静的城市环境。而且，它的美观性使其成为城市景观的一大亮点，为城市增添独特的魅力。总的来说，透水胶粘石路面在海绵城市中的应用，不仅有助于提高城市的生态环保性能，还能提升城市的美观度和居民的生活品质。

2、胶粘剂是透水胶粘石路面的核心材料，它直接影响路面的强度、耐久性和美观度。选对胶粘剂、用好胶粘剂，才能铺就高质量的胶粘石路面。透水胶粘石路面破损后修复确实可能会面临一些难题，要找到与原路面材料匹配的胶粘剂不太容易，这会影响修复效果。而且，破损部位的清理和预处理也很关键，要确保基层干净、平整，否则会影响胶粘剂的粘结力。另外，修复后的路面颜色和外观可能与周围原有路面存在差异，影响整体美观度。如果破损较为严重，修复可能需要较长时间，会对交通造成一定影响。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的是提供一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法。本发明的透水胶粘石胶胶黏剂可用于胶粘石路面自动修复小的损坏，不需要人工干预，减少了维护成本和时间。而且，它能保持路面的平整和美观，提高行车安全性和舒适性。自修复功能还延长了路面的使用寿命，减少了频繁维修对交通的影响。此外，可自修复胶粘石路面更加环保，减少了材料的浪费和对环境的污染。

2、本发明解决的技术方案是，一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法，包括以下步骤：

3、(1)、将聚醚多元醇投入到装有温度计、搅拌器和真空表的四口烧瓶中，抽真空至-0.095mpa以上，并加热至100～110℃，保持1.5～2小时以除去反应物中的水；

4、(2)、在氮气保护下，降温至65～70℃，向四口瓶中以r值(-nco与-oh基团数之比)为2.0～2.5计量的比例加入二异氰酸酯，然后加入投料总质量的0.001％～0.01％质量份数的催化剂1，加热至75～80℃，反应2.0～2.5小时，得到聚氨酯预聚物1；

5、(3)、在氮气保护下，降温至55～60℃，向聚氨酯预聚物1中加入5～15％*(r-1)当量的扩链剂1，加热至80～85℃，反应1.5～2.0小时，得到聚氨酯预聚物2；

6、(4)、在氮气保护下，降温至55～60℃，向聚氨酯预聚物2中加入8％～12％*(r-1)当量的悬挂链预聚物；

7、(5)、将20-30％*(r-1)当量的扩链剂2加入聚氨酯预聚物2中，80～85℃反应1～1.5小时，得到预聚体3；

8、(6)、将反应体系降至室温，将预聚体总质量的0.5％～1％质量份的抗老化剂、稀释剂和0.01％～1％质量份的催化剂2、1～1.5％质量份的偶联剂，依次加入预聚体3中，搅拌均匀，得到自修复透水胶粘石胶黏剂。

9、其中，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃二元醇、聚己二酸丁二醇酯，其中聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃二元醇、聚己二酸丁二醇的质量比为8～15:48～60:1～3，其分子量为1000～2000g/mol。

10、其中，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯中的一种或几种混合使用。

11、其中，所述扩链剂1为1,4-环己二醇、1,4-环己二甲醇、n,n’-二甲基-1,3-丙二胺、1,4-丁二醇、4,4'-联环己醇、氢化双酚a、2-咪唑烷酮中的一种或几种混合使用。

12、其中，所述悬挂链预聚物为hdi三聚体或ipdi三聚体与单端羟基聚硅氧烷预聚制得。制备方法如下：氮气保护下，将按物质的量比1:1将hdi三聚体与单端羟基硅氧烷投入反应釜，加入0.01％～0.02％质量份数的二月桂酸二丁基锡，75～85℃下反应1.5～2.0小时。其中单端羟基硅氧烷的分子量为500～1000g/mol。

13、其中，所述催化剂1为二月桂酸二丁基锡、二氯二丁基锡中的一种或者两种混合。

14、其中，所述扩链剂2为含动态二硫键2,2’-二氨基二苯二硫醚(2-daps)、4,4’-二氨基二苯二硫醚(4-daps)、3,3'-二羟基二苯二硫醚(3-ddps)、4,4'-二羟基二苯二硫醚(4-ddps)，一种或几种混合使用使用。

15、其中，所述抗老化剂为3-苯并三氮唑-5-叔丁基-4羟基苯基丙酸酯或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯二者混合物。

16、其中，所述偶联剂为kh-560。

17、其中，所述催化剂2为双(2,2-吗啉乙基)醚、三烯丙基胺、三癸烷基叔胺、二氮杂二环中的一种或混合使用。

18、其中，所述稀释剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸丁酯、醋酸异戊酯、醋酸异丁酯、乙二醇甲醚醋酸酯的一种或多种混合物。

19、本发明的自修复透水胶粘石胶黏剂，通过湿气固化，形成高强度材料。依靠二硫键和多层次氢键来实现自修复功能。这种材料拥有了自我修复的能力，它可以在受到损伤后自动恢复，保持良好的性能，提高了材料的耐久性、可靠性等。

20、本发明的自修复透水胶粘石胶黏剂，引入了聚硅氧烷作为改性剂提升材料的耐候性。

21、本发明的自修复透水胶黏剂湿气固化完成后，所形成的弹性体经5％硫酸、5％氢氧化钠、5％氯化钠水溶液浸泡30天，经80℃热氧老化箱处理30天，经辐射强度0.51w/m2的氙灯照射30天，拉伸强度和断裂伸长率的保持率均高于93％。

22、本发明的自修复透水胶黏剂湿气固化完成后形成的弹性体，切口处，24h可以完成60％自修复，72小时可以完成90％以上修复。

23、本发明科学合理，原料丰富，绿色环保，无污染，易生产制备，不需要人工干预，胶粘石路面自动修复小的损坏，减少了维护成本和时间。自修复功能还延长了路面的使用寿命，减少了频繁维修对交通的影响。此外，可自修复胶粘石路面更加环保，减少了材料的浪费和对环境的污染。有良好的应用前景，是透水石用胶黏剂上的创新，经济和社会效益显著。

技术特征：

1.一种自修复透水胶粘石胶黏剂，其特征是：包括以下制备步骤：

2.如权利要求1所述的一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法，其特征是：所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃二元醇、聚己二酸丁二醇酯，其中聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃二元醇、聚己二酸丁二醇的质量比为8～15:48～60:1～3，其分子量为1000～2000g/mol。

3.如权利要求1所述的一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法，其特征是：所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯中的一种或几种混合使用。

4.如权利要求1所述的一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法，其特征是：所述扩链剂1为1,4-环己二醇、1,4-环己二甲醇、n,n’-二甲基-1,3-丙二胺、1,4-丁二醇、4,4'-联环己醇、氢化双酚a、2-咪唑烷酮中的一种或几种混合使用。

5.如权利要求1所述的一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法，其特征是：所述悬挂链预聚物为hdi三聚体或ipdi三聚体与单端羟基聚硅氧烷预聚制得；制备方法如下：氮气保护下，将按物质的量比1:1将hdi三聚体与单端羟基硅氧烷投入反应釜，加入0.01％～0.02％质量份数的二月桂酸二丁基锡，75～85℃下反应1.5～2.0小时；其中单端羟基硅氧烷的分子量为500～1000g/mol。

6.如权利要求1所述的一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法，其特征是：所述催化剂1为二月桂酸二丁基锡、二氯二丁基锡中的一种或者两种混合。

7.如权利要求1所述的一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法，其特征是：所述扩链剂2为含动态二硫键2,2’-二氨基二苯二硫醚(2-daps)、4,4’-二氨基二苯二硫醚(4-daps)、3,3'-二羟基二苯二硫醚(3-ddps)、4,4'-二羟基二苯二硫醚(4-ddps)，一种或几种混合使用使用。

8.其中，所述抗老化剂为3-苯并三氮唑-5-叔丁基-4羟基苯基丙酸酯或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯二者混合物。

9.如权利要求1所述的一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法，其特征是：所述偶联剂为kh-560。

10.如权利要求1所述的一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法，其特征是：所述催化剂2为双(2,2-吗啉乙基)醚、三烯丙基胺、三癸烷基叔胺、二氮杂二环中的一种或混合使用。

11.如权利要求1所述的一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法，其特征是：所述稀释剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸丁酯、醋酸异戊酯、醋酸异丁酯、乙二醇甲醚醋酸酯的一种或多种混合物。

技术总结本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种自修复透水胶粘石胶黏剂及其制备方法。本发明的透水胶粘石胶胶黏剂可用于胶粘石路面自动修复小的损坏，不需要人工干预，减少了维护成本和时间。而且，它能保持路面的平整和美观，提高行车安全性和舒适性。自修复功能还延长了路面的使用寿命，减少了频繁维修对交通的影响。此外，可自修复胶粘石路面更加环保，减少了材料的浪费和对环境的污染。技术研发人员：吴林志,武金笔,张文英受保护的技术使用者：河南郑大善之璞材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13