專利名稱：一種環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法
一種環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是一種環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，屬于聚氨酯的組合物。
背景技術(shù)：
聚氨酯灌漿材料自上世紀(jì)60年代問世以來，以其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和粘接性能，遇水迅速引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)，并在灌注壓力和發(fā)泡反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w的壓力下，進(jìn)入墻體會(huì)巖壁的細(xì)微裂縫，填充縫隙，并迅速與待處理的巖壁或混凝土墻體材料固化粘結(jié)為一體， 封堵滲漏通道。具有優(yōu)異的防滲、堵漏、填充、加固功能。因此，在鐵路、公路隧道、橋梁工程， 港口碼頭建設(shè)，水力電力設(shè)施，礦產(chǎn)資源開采，河提支護(hù)工程，地下、水下建筑等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
聚氨酯灌漿材料分為疏水性聚氨酯灌漿材料和親水性聚氨酯灌漿材料兩種。其中疏水性聚氨酯灌漿材料，粘結(jié)強(qiáng)度高，性能優(yōu)于親水性聚氨酯灌漿材料。但是配方中需要加入有機(jī)溶劑，現(xiàn)有技術(shù)中的疏水性聚氨酯灌漿材料常用的溶劑有丙酮、甲苯、二甲苯等。甲苯和二甲苯具有刺激性氣味，毒性較大，對(duì)施工人員及環(huán)境都有一定的負(fù)面影響，同時(shí)這三種有機(jī)溶劑的閃點(diǎn)都<60°C，屬于易燃危險(xiǎn)化學(xué)品，給生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用各環(huán)節(jié)帶來燃燒、爆炸、中毒等諸多不安全因素。而且對(duì)人類賴以生存的自然環(huán)境造成污染。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種不含易燃、易爆、 有毒溶劑，灌漿使用性能及粘結(jié)強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)依然優(yōu)異的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于由如下以重量份數(shù)計(jì)的原料組成
聚氨酯預(yù)聚體高沸點(diǎn)溶劑緩聚劑表面活性劑催化劑
增塑劑
所述聚氨酯預(yù)聚體的-NCO 含量為20 醚多元醇及擴(kuò)鏈劑反應(yīng)制得；包括如下操作步驟100 1 60.001 0.004 1 5 0.1 310 3035 %，聚氨酯預(yù)聚體由異氰酸酯與聚4
①.聚氨酯預(yù)聚體制備
按照擬定配方，分別準(zhǔn)確稱取聚醚多元醇和擴(kuò)鏈劑，投入反應(yīng)釜中，攪拌下，進(jìn)行負(fù)壓脫水脫氣處理1. 5 3小時(shí)，降溫至10 42°C后，按照擬定配方加入異氰酸酯，78 85°C溫度下，進(jìn)行聚合反應(yīng)2 3小時(shí)，控制預(yù)聚體的-NCOwt%含量在20 35%之間為反應(yīng)錄占.
②.降溫，加入助劑
在步驟①制備的聚氨酯預(yù)聚體中，按照擬定配方加入高沸點(diǎn)混合溶劑，攪拌下充分溶解后，再加入緩聚劑、表面活性劑、催化劑、增塑劑，攪拌混合均勻；
③質(zhì)量檢驗(yàn)、包裝
取樣、質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后包裝。
按照以上方法制備的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料，質(zhì)量指標(biāo)如下固含量彡wt94% ；固化時(shí)間加入5%水后的固化時(shí)間25°C 300 36 ；粘度25°C 240 260mPa · s ；發(fā)泡率彡2500% ；抗壓強(qiáng)度彡15MPa。
本發(fā)明的原料聚醚多元醇為上海東大化學(xué)有限公司自制，異氰酸酯、脂肪族多元醇、高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑、緩聚劑、表面活性劑、催化劑、增塑劑皆市售可得。其中多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI為煙臺(tái)萬華聚氨酯股份有限公司的PM-200。二苯基甲烷_4，4’ - 二異氰酸酯MDI為煙臺(tái)萬華聚氨酯股份有限公司的MDI-100。
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，摒棄了常規(guī)的丙酮、甲苯、二甲苯等低沸點(diǎn)、低閃點(diǎn)有機(jī)溶劑，選擇了高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)的醚類溶劑，降低了對(duì)施工人員和環(huán)境的負(fù)面影響。
本發(fā)明的目的還可以通過如下措施來達(dá)到
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，所述異氰酸酯選自多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI和二苯基甲烷-4，4’ - 二異氰酸酯MDI中的一種或兩種組合。
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，所述聚醚多元醇是官能度2 4且數(shù)均分子量為300 5000的聚醚多元醇。
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，所述擴(kuò)鏈劑是小分子脂肪族多元醇，具體為乙二醇、丁二醇和三羥甲基丙烷中的一種或其任意兩種以上組合。
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，其所述高沸點(diǎn)溶劑選自醚類溶劑，具體為二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、乙二醇二乙醚中的一種或其任意兩種以上組合。
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，所述緩聚劑是磷酸或苯甲酰氯。
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，所述表面活性劑是水溶性硅油、聚乙烯基吡咯烷酮、吐溫80中的一種或其任意兩種以上組合。
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，所述催化劑為叔胺類催化劑，具體為三乙胺、三乙烯二胺、N-甲基嗎啡啉和二甲基芐胺中的一種或其任意兩種以上組合。
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或其任意兩種以上組合。
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的應(yīng)用，其特征在于適用于在鐵路、 公路隧道、橋梁工程，港口碼頭建設(shè)，水力電力設(shè)施，礦產(chǎn)資源開采，河提支護(hù)工程，地下、水下建筑工程的原始建設(shè)的防水處理、投入運(yùn)行中的正常維護(hù)、加固以及漏水、透水的故障搶修處理。
本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，相比現(xiàn)有技術(shù)有如下積極效果
①.提供了一種不含易燃、易爆、有毒溶劑，灌漿使用性能及粘結(jié)強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)依然優(yōu)異的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法。
②.避免了現(xiàn)有技術(shù)中的疏水性聚氨酯灌漿材料因使用低沸點(diǎn)溶劑，給生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用各環(huán)節(jié)帶來燃燒、爆炸、中毒等諸多不安全因素。使用安全、有利于操作人員的健康和環(huán)境保護(hù)。
③.環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料，質(zhì)量指標(biāo)如下固含量> wt94% ；固化時(shí)間加入5%水后的固化時(shí)間25°C 300 365s ；粘度25°C 240 ^OmPa · s ；發(fā)泡率彡2500% ；抗壓強(qiáng)度彡15MPa。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明下面將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述
實(shí)施例1
按照下列步驟制備本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料
①.聚氨酯預(yù)聚體制備
準(zhǔn)確稱取數(shù)均分子量400的聚醚二元醇DL-I 30重量份，乙二醇3重量份，投入反應(yīng)釜中，攪拌下，進(jìn)行負(fù)壓脫水脫氣處理3小時(shí)，降溫至40士2°C后，加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI PM-200 200重量份，80士2°C溫度下，進(jìn)行聚合反應(yīng)3小時(shí)，控制預(yù)聚體的-NCOwt%含量在20 35%之間為反應(yīng)終點(diǎn)；
②.降溫，加入助劑
在步驟①制備的聚氨酯預(yù)聚體中，加入二甘醇二甲醚10重量份，攪拌下充分溶解后，再加入磷酸0.003重量份、吐溫-80 9重量份、三乙胺1重量份、鄰苯二甲酸二乙酯60 重量份，攪拌混合均勻；
③質(zhì)量檢驗(yàn)、包裝
取樣、質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后包裝。
所制得環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料，質(zhì)量指標(biāo)如下
固含量wt95 % ；固化時(shí)間加入5 %水后的固化時(shí)間/25 V 350s ；粘度25 V 240mPa · s ；發(fā)泡率2500% ；抗壓強(qiáng)度15MPa。
實(shí)施例2 實(shí)施例4
按照實(shí)施例1的方法和步驟，按照表1的配方制備本發(fā)明的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料
表 權(quán)利要求
1.一種環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于由如下以重量份數(shù)計(jì)的原料組成聚氨酯預(yù)聚體100高沸點(diǎn)溶劑1 6緩聚劑0.001 0.004表面活性劑1 5催化劑0.1 3增塑劑10 30所述聚氨酯預(yù)聚體的-NCO wt %含量為20 35%，聚氨酯預(yù)聚體由異氰酸酯與聚醚多元醇及擴(kuò)鏈劑反應(yīng)制得；包括如下操作步驟①.聚氨酯預(yù)聚體制備按照擬定配方，分別準(zhǔn)確稱取聚醚多元醇和擴(kuò)鏈劑，投入反應(yīng)釜中，攪拌下，進(jìn)行負(fù)壓脫水脫氣處理1. 5 3小時(shí)，降溫至10 42°C后，按照擬定配方加入異氰酸酯，78 85°C 溫度下，進(jìn)行聚合反應(yīng)2 3小時(shí)，控制預(yù)聚體的-NC0wt%含量在20 35%之間為反應(yīng)終占.^ w\ ②.降溫，加入助劑在步驟①制備的聚氨酯預(yù)聚體中，按照擬定配方加入高沸點(diǎn)混合溶劑，攪拌下充分溶解后，再加入緩聚劑、表面活性劑、催化劑、增塑劑，攪拌混合均勻；③質(zhì)量檢驗(yàn)、包裝取樣、質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后包裝。
2.按照權(quán)利要求1的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于所述異氰酸酯選自多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI和二苯基甲烷_4，4’- 二異氰酸酯MDI中的一種或兩種組合。
3.按照權(quán)利要求1的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于所述聚醚多元醇是官能度2 4且數(shù)均分子量為300 5000的聚醚多元醇。
4.按照權(quán)利要求1的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于所述擴(kuò)鏈劑是小分子脂肪族多元醇，具體為乙二醇、丁二醇和三羥甲基丙烷中的一種或其任意兩種以上組合。
5.按照權(quán)利要求1的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于所述高沸點(diǎn)溶劑選自醚類溶劑，具體為二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、乙二醇二乙醚中的一種或其任意兩種以上組合。
6.按照權(quán)利要求1的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于所述緩聚劑是磷酸或苯甲酰氯。
7.按照權(quán)利要求1的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于所述表面活性劑是水溶性硅油、聚乙烯基吡咯烷酮、吐溫80中的一種或其任意兩種以上組合。
8.按照權(quán)利要求1的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于所述催化劑為叔胺類催化劑，具體為三乙胺、三乙烯二胺、N-甲基嗎啡啉和二甲基芐胺中的一種或其任意兩種以上組合。
9.按照權(quán)利要求1的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，其特征在于所述增塑劑為鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或其任意兩種以上組合。
10.利用權(quán)利要求1的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的應(yīng)用，其特征在于適用于在鐵路、公路隧道、橋梁工程，港口碼頭建設(shè)，水力電力設(shè)施，礦產(chǎn)資源開采，河提支護(hù)工程， 地下、水下建筑工程的原始建設(shè)的防水處理、投入運(yùn)行中的正常維護(hù)、加固以及漏水、透水的故障搶修處理。
全文摘要
本發(fā)明是一種環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法，屬于聚氨酯的組合物。由如下以重量份數(shù)計(jì)的原料組成聚氨酯預(yù)聚體100，高沸點(diǎn)溶劑1～6，緩聚劑0.001～0.004，表面活性劑1～5，催化劑0.1～3，增塑劑10～30。提供了一種不含易燃、易爆、有毒溶劑，灌漿使用性能及粘結(jié)強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)依然優(yōu)異的環(huán)境友好型疏水性聚氨酯灌漿材料的制備方法。避免了燃燒、爆炸、中毒事故。使用安全、有利于操作人員的健康和環(huán)境保護(hù)。適用于在鐵路、公路隧道、橋梁工程，港口碼頭建設(shè)，水力電力設(shè)施，礦產(chǎn)資源開采，河堤支護(hù)工程，地下、水下建筑工程的原始建設(shè)的防水處理、投入運(yùn)行中的正常維護(hù)、加固以及漏水、透水的故障搶修處理。
文檔編號(hào)C08G18/48GK102492287SQ20111038898
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者于鵬程, 杜輝, 王振波, 董建國, 馬立青 申請(qǐng)人:上海東大化學(xué)有限公司