一种防护栏用胶粘剂、其制备方法及由其制成的高速公路用防护栏与流程

本发明属于道路防护技术领域，具体涉及一种防护栏用胶粘剂、其制备方法及由其制成的高速公路用防护栏。

背景技术：

道路防护已经成为道路建设不可或缺的一部分，尤其是高速道路防护，设置的高速路用防护栏，其最主要的目的在于吸收撞击能量，从而可以对行驶在高速路上的车辆进行保护，防止较大交通事故的发生。然而目前，高速公路用防护栏在力学强度、减震、缓冲、防水性、耐候性、安装简单、快捷、维护成本低等性能方面仍需要进一步改进和提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种防护栏用胶粘剂，提供其制备方法是本发明的又一发明目的，提供由其制备的高速公路用防护栏是本发明的第三个发明目的。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种防护栏用胶粘剂，所述胶粘剂由A、B两组分组成，其中，

A组分的重量组成为：环氧树脂100份、发泡剂12～32份、甲苯缩水甘油醚5～12份、丁腈橡胶5～11份；

B组分的重量组成为：固化剂35份、三聚氰胺5～10份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺8～17份；

所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺由多亚甲基多苯基多异氰酸酯和三乙烯四胺反应制得，多亚甲基多苯基多异氰酸酯和三乙烯四胺的用量份数比为100：25～46。

所述A组分和B组分的重量比为100:93～103。

所述环氧树脂为酚基丙烷环氧树脂、有机钛改性二酚基丙烷环氧树脂、三聚氰酸环氧树脂、溴改性二酚基丙烷环氧树脂、氯改性二酚基丙烷环氧树脂、酚基丙烷侧链型环氧树脂、酚醛环氧树脂、四酚基环氧树脂、间苯二酚环氧树脂中的一种。

所述固化剂为己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺中的一种。

所述发泡剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、正戊烷、正己烷、正庚烷、偶氮二异丁腈中的一种。

所述的防护栏用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1）将环氧树脂、发泡剂、甲苯缩水甘油醚、丁腈橡胶按比例混合，在25～45℃、搅拌速度为95～110r/min下反应0.1～0.5h，得到A组分；

2）先将多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）和三乙烯四胺按比例混合，在45～60℃、搅拌速度90～120r/min条件下反应0.2～0.5h得到多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺；再将固化剂、三聚氰胺、多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺按比例混合，在26～43℃，搅拌速度为85～100r/min条件下反应0.1～0.5h，得到B组分；

3）将A组分和B组分按比例混合后，涂覆在待胶粘表面，固化即可。

固化的具体操作为：于20～40℃下固化2～10min、60～100℃固化1～5min。该步骤中，高温固化时，可采用采用红外管或红外线加热的方式。

步骤2）中多亚甲基多苯基多异氰酸酯和三乙烯四胺混合时，将三乙烯四胺以1mL/min的速度添加到多亚甲基多苯基多异氰酸酯中。

一种高速公路用防护栏，包括立柱，所述立柱通过防护栏胶粘剂依次连接铝波形防护板和不锈钢波形防护板，所述防护栏胶粘剂采用权利要求4所述的方法制得的防护栏用胶粘剂。

所述不锈钢波形防护板、铝波形防护板和立柱的粘结表面须先经打磨光滑步骤。其目的为了提高环氧胶粘剂的附着力。

本申请中，各主要组分所起的作用如下：

多亚甲基多苯基多异氰酸酯的目的是提高环氧树脂的交联密度、减震性能以及发泡性能；

所述三聚氰胺的目的提高环氧树脂的交联密度和力学强度；

所述甲苯缩水甘油醚的目的是为了调整胶粘剂的粘度，以便于施工；

所述丁腈橡胶的目的为了提高防护栏的减震性能。

本发明胶粘剂的涂布量最好为0.1～1kg/m²。

本发明通过改变反应物原料和工艺方式，制备的防护栏具有优异的高力学强度、减震、缓冲、防水性、耐候性、安装简单、快捷、维护成本低等性能。

本发明具体的有益效果体现在：

1、防护栏采用不锈钢波形防护栏、铝波形防护栏、胶粘剂、立柱复合结构，不锈钢波形防护栏具有优异的力学强度和抗冲击性能，可赋予防护栏优异的抗冲击强度和抗冲击性能；所述胶粘剂为环氧胶粘剂，内部具有泡孔结构，可赋予防护栏优异的抗减震性能、抗缓冲性能以及提高不锈钢波形防护板、铝波形防护板和立柱之间的粘结性能，且无需加防阻块；发泡类材料具有质量轻，不仅可降低防护栏的整体重量，还可降低防护栏的生产、运输、安装、维护等成本；铝属于软金属，在一定程度上可进一步提高防护栏的抗减震性能和抗缓冲性能；

2、胶粘剂中引入三聚氰胺、多亚甲基多苯基多异氰酸酯，不仅可提高环氧胶粘剂的交联密度，还可提高环氧胶粘剂的力学强度和抗减震性能；

3、制备的胶粘剂具有发泡结构，所形成的泡孔结构为闭孔结构，不仅可以赋予胶粘剂优异的力学强度，还可以达到优异的防水性能和耐候性；

4、甲苯缩水甘油醚的加入可调整胶粘剂的粘度，方便施工操作；胶粘剂的固化温度和固化时间具有可调整空间，可依据施工工艺和施工条件进行调整；

5、利用本申请的胶粘剂制备的防护栏安装无需额外的配件固定，具有安装简便、快捷、美观的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是对比例1的结构示意图；

图3是对比例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

实施例1-10

为使说明书简洁，实施例1-10所述的防护栏用胶粘剂各组成以表格的形式给出，具体见表1所示。

表1实施例1-10防护栏用胶粘剂各组成

下续表1

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实施例1

所述防护栏用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1）称取100份酚醛环氧树脂、23份偶氮二异丁腈、8份甲苯缩水甘油醚、7份丁腈橡胶加入到反应釜中，维持体系温度35℃，搅拌速度为100r/min条件下反应0.3h，得到A组分；

2）先称取100份多亚甲基多苯基多异氰酸酯和36份三乙烯四胺加入到反应器中，维持体系温度53℃，搅拌速度为105r/min条件下反应0.3h，得到多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺；称取35份三乙烯四胺、7份三聚氰胺、11份多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺加入到反应釜中，维持体系温度29℃，搅拌速度为90r/min条件下反应0.3h，得到B组分；

3）称取100份A组分和95份B组分配制成胶粘剂，胶粘剂按0.3kg/m²涂布量涂覆在打磨过的不锈钢波形防护板、铝波形防护板和立柱表面，在25℃下固化3min，85℃固化2min，即得。

实施例2

所述防护栏用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取100份酚基丙烷环氧树脂、12份十二烷基硫酸钠、5份甲苯缩水甘油醚、5份丁腈橡胶加入到反应釜中，维持体系温度25℃，搅拌速度为95r/min条件下反应0.1h，得到A组分；

2)称取100份多亚甲基多苯基多异氰酸酯和25份三乙烯四胺加入到反应器中，维持体系温度45℃，搅拌速度为90r/min条件下反应0.2h，得到多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺；称取35份己二胺、5份三聚氰胺、8份多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺加入到反应釜中，维持体系温度26 ℃，搅拌速度为85r/min条件下反应0.1h，得到B组分；

3)称取100份A组分和93份B组分配制成胶粘剂，胶粘剂按0.1kg/m²涂布量涂覆在打磨过的不锈钢波形防护板、铝波形防护板和立柱表面，在20℃固化10min，60℃固化5min，即得。

实施例3

所述防护栏用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取100份酚醛环氧树脂、32份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、12份甲苯缩水甘油醚、11份丁腈橡胶加入到反应釜中，维持体系温度45℃，搅拌速度为110r/min条件下反应0.5h，得到A组分；

2)称取100份多亚甲基多苯基多异氰酸酯和46份三乙烯四胺加入到反应器中，维持体系温度60℃，搅拌速度为120r/min条件下反应0.5h，得到多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺；称取35份二乙氨基丙胺、10份三聚氰胺、17份多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺加入到反应釜中，维持体系温度43 ℃，搅拌速度为100r/min条件下反应0.5h，得到B组分；

3)称取100份A组分和103份B组分配制成胶粘剂，胶粘剂按1kg/m²涂布量涂覆在打磨过的不锈钢波形防护板、铝波形防护板和立柱表面，在40℃固化2min，100℃固化1min，即得。

实施例4

所述防护栏用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取100份有机钛改性二酚基丙烷环氧树脂、15份十二烷基硫酸钠、10份甲苯缩水甘油醚、10份丁腈橡胶加入到反应釜中，维持体系温度30℃，搅拌速度为100r/min条件下反应0.4h，得到A组分；

2)称取100份多亚甲基多苯基多异氰酸酯和30份三乙烯四胺加入到反应器中，维持体系温度50℃，搅拌速度为100r/min条件下反应0.4h，得到多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺；称取35份己二胺、6份三聚氰胺、10份多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺加入到反应釜中，维持体系温度30℃，搅拌速度为90r/min条件下反应0.2h，得到B组分；

3)称取100份A组分和95份B组分配制成胶粘剂，胶粘剂按0.5kg/m²涂布量涂覆在打磨过的不锈钢波形防护板、铝波形防护板和立柱表面，在25℃固化9min，70℃固化4min，即得。

实施例5

所述防护栏用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取100份三聚氰酸环氧树脂、20份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、7份甲苯缩水甘油醚、8份丁腈橡胶加入到反应釜中，维持体系温度35 ℃，搅拌速度为105r/min条件下反应0.2h，得到A组分；

2)称取100份多亚甲基多苯基多异氰酸酯和40份三乙烯四胺加入到反应器中，维持体系温度55℃，搅拌速度为110r/min条件下反应0.3h，得到多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺；称取35份三乙烯四胺、9份三聚氰胺、9份多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺加入到反应釜中，维持体系温度35 ℃，搅拌速度为95r/min条件下反应0.2h，得到B组分；

3)称取100份A组分和100份B组分配制成胶粘剂，胶粘剂按0.6kg/m²涂布量涂覆在打磨过的不锈钢波形防护板、铝波形防护板和立柱表面，在38℃固化2min，90℃固化1min，即得。

实施例6

所述防护栏用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取100份氯改性二酚基丙烷环氧树脂、31份正戊烷、11份甲苯缩水甘油醚、9份丁腈橡胶加入到反应釜中，维持体系温度37℃，搅拌速度为99r/min条件下反应0.4h，得到A组分；

2)称取100份多亚甲基多苯基多异氰酸酯和45份三乙烯四胺加入到反应器中，维持体系温度57℃，搅拌速度为115r/min条件下反应0.4h，得到多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺；称取35份二乙氨基丙胺、8份三聚氰胺、12份多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺加入到反应釜中，维持体系温度41℃，搅拌速度为93r/min条件下反应0.4h，得到B组分；

3)称取100份A组分和96份B组分配制成胶粘剂，胶粘剂按0.9 kg/m²涂布量涂覆在打磨过的不锈钢波形防护栏、铝波形防护栏和立柱表面，在24℃固化8min，80℃固化2min，即得。

实施例7

所述防护栏用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取100份四酚基环氧树脂、26份正己烷、7份甲苯缩水甘油醚、7份丁腈橡胶加入到反应釜中，维持体系温度29℃，搅拌速度为102r/min条件下反应0.4h，得到A组分；

2)称取100份多亚甲基多苯基多异氰酸酯和32份三乙烯四胺加入到反应器中，维持体系温度48℃，搅拌速度为99r/min条件下反应0.3h，得到多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺；称取35份二乙烯三胺、9份三聚氰胺、14份多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺加入到反应釜中，维持体系温度39 ℃，搅拌速度为87r/min条件下反应0.3h，得到B组分；

3)称取100份A组分和97份B组分配制成胶粘剂，胶粘剂按0.7kg/m²涂布量涂覆在打磨过的不锈钢波形防护板、铝波形防护板和立柱表面，在26℃固化5min，70℃固化3min，即得。

实施例8

所述防护栏用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取100份酚基丙烷侧链型环氧树脂、17份正戊烷、8份甲苯缩水甘油醚、9份丁腈橡胶加入到反应釜中，维持体系温度33 ℃，搅拌速度为101r/min条件下反应0.4h，得到A组分；

2)称取100份多亚甲基多苯基多异氰酸酯和44份三乙烯四胺加入到反应器中，维持体系温度51℃，搅拌速度为112r/min条件下反应0.3h，得到多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺；称取35份三乙烯四胺、7份三聚氰胺、14份多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺加入到反应釜中，维持体系温度28 ℃，搅拌速度为91r/min条件下反应0.2h，得到B组分；

3)称取100份A组分和98份B组分配制成胶粘剂，胶粘剂按0.6kg/m²涂布量涂覆在打磨过的不锈钢波形防护板、铝波形防护板和立柱表面，在28℃固化5min，75℃固化4min，即得。

实施例9

所述防护栏用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取100份间苯二酚环氧树脂、17份正庚烷、6份甲苯缩水甘油醚、5份丁腈橡胶加入到反应釜中，维持体系温度34℃，搅拌速度为103r/min条件下反应0.2h，得到A组分；

2)称取100份多亚甲基多苯基多异氰酸酯和32份三乙烯四胺加入到反应器中，维持体系温度47℃，搅拌速度为91r/min条件下反应0.3h，得到多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺；称取35份二乙烯三胺、9份三聚氰胺、16份多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺加入到反应釜中，维持体系温度28 ℃，搅拌速度为92r/min条件下反应0.1h，得到B组分；

3)称取100份A组分和101份B组分配制成胶粘剂，胶粘剂按0.7kg/m²涂布量涂覆在打磨过的不锈钢波形防护板、铝波形防护板和立柱表面，在26℃固化5min，85℃固化3min，即得。

实施例10

所述防护栏用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取100份溴改性二酚基丙烷环氧树脂、22份偶氮二异丁腈、11份甲苯缩水甘油醚、8份丁腈橡胶加入到反应釜中，维持体系温度33 ℃，搅拌速度为100r/min条件下反应0.3h，得到A组分；

2)称取100份多亚甲基多苯基多异氰酸酯和36份三乙烯四胺加入到反应器中，维持体系温度56℃，搅拌速度为103r/min条件下反应0.2h，得到多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺；称取35份三乙烯四胺、7份三聚氰胺、13份多亚甲基多苯基多异氰酸酯改性三乙烯四胺加入到反应釜中，维持体系温度35℃，搅拌速度为94r/min条件下反应0.2h，得到B组分；

3)称取100份A组分和96份B组分配制成胶粘剂，胶粘剂按0.4kg/m²涂布量涂覆在打磨过的不锈钢波形防护板、铝波形防护板和立柱表面，在31℃固化4min，93℃固化2min，即得。

实施例11

一种高速公路用防护栏，包括立柱1，所述立柱1通过胶粘剂2依次连接铝波形防护板3和不锈钢波形防护板4，所述胶粘剂采用实施例1-10所述的方法制得的防护栏用胶粘剂。对制得的防护栏进行检测，发现防撞等级均达到SA，抗减震性能均达到优。表2是以实施例1制成的防护栏为例对其防撞性能进行测试的结果，测试标准参见JTG/TF83-01-2004）同时并与采用现有安装方法安装的防护栏进行比较。结果见表2所示。

对比例1：参照图2，制备方法是：1）在立柱1上打螺孔；2）通过螺栓和螺帽5将不锈钢波形防护栏4固定在立柱1上。

对比例2：参照图3，制备方法是：1）在立柱1上方打螺孔；2）通过螺栓和螺帽5将不锈钢波形防护栏4和防阻块6固定在立柱1上。

表2 护栏防撞性能评价

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由表2可知，利用本发明制成的防护栏，其防撞性能要远优于对比例1和2。而且本发明无需额外的配件固定，具有安装简便、快捷、美观的特点。