聚氨酯泡沫材料、聚氨酯泡沫材料制备方法及填塞方法技术

本发明专利技术提供了一种聚氨酯泡沫材料、聚氨酯泡沫材料制备方法及填塞方法，上述聚氨酯泡沫材料包括：微胶囊包覆催化剂，0.1～2质量份；聚酯多元醇和/或聚醚多元醇，10～60质量份；泡沫稳定剂，0.5～3质量份；阻燃剂，1～20质量份；多异氰酸酯，30～100质量份；发泡剂，5～40质量份。根据本发明专利技术提供的聚氨酯材料的固化时间短，满足爆破炮孔填塞施工的要求。上述泡沫材料及制备方法和填塞方法操作简单、方便，尤其是向炮孔中填塞上述泡沫材料的方法，现场实用性强，特别适合隧道开挖、建筑物拆除、井巷垂直炮孔和水下爆破等小直径炮孔的封堵。

Polyurethane foam material, polyurethane foam material preparation method and packing method

The invention provides a polyurethane foam material, a polyurethane foam material preparation method and a filling method, wherein the polyurethane foam material comprises: microcapsule coated catalyst, 0.1 to 2 mass fraction, polyester polyol and / or polyether polyol, 10~60 mass fraction, foam stabilizer, 0.5 to 3 mass fraction, flame retardant, 1~20 mass fraction, polyisocyanate, 30~100 mass fraction, and hair. Foaming agent, 5-40 parts in mass. According to the invention, the curing time of the polyurethane material is short, which meets the requirements of blasting hole filling construction. The foam material, the preparation method and the packing method are simple and convenient to operate, especially the method of filling the foam material into the hole, which has strong practicability in the field, and is especially suitable for plugging small diameter holes in tunnel excavation, demolition of buildings, vertical holes in tunnels and underwater blasting.

【技术实现步骤摘要】
聚氨酯泡沫材料、聚氨酯泡沫材料制备方法及填塞方法
本专利技术涉及爆破
，特别是涉及一种聚氨酯泡沫材料、聚氨酯泡沫材料制备方法及填塞方法。
技术介绍
目前，地下隧洞爆破开挖常采用无填塞爆破，即用炸药代替填塞材料，即便用炮泥进行填塞，由于施工现场炮泥取材十分受限，人工填塞炮泥费时费工，影响爆破效率和施工进度，且遇到炮孔裂隙水较多，炮泥泡稀变软，起不到密封效果。传统单组份聚氨酯的原理为聚氨酯材料容器中喷出后与环境中的水份缓慢反应，一般需要4-5小时表干，24小时以上完全固化，强度上升缓慢，向聚氨酯原材料中添加催化剂，由于催化剂与多元醇和异氰酸酯接触，会催化聚氨酯反应，使材料固化、失效。
技术实现思路
本专利技术提供了一种聚氨酯泡沫材料、聚氨酯泡沫材料制备方法及填塞方法以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种聚氨酯泡沫材料，包括：微胶囊包覆催化剂，0.1～2质量份；聚酯多元醇和/或聚醚多元醇，10～60质量份；泡沫稳定剂，0.5～3质量份；阻燃剂，1～20质量份；多异氰酸酯，30～100质量份；发泡剂，5～40质量份。可选地，所述微胶囊包覆催化剂包括聚甲基丙烯酸甲酯包覆二吗啉二乙基醚、N,N二甲基环己胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲氨基乙氧基乙醇、N,N-二甲基苄胺的一种或多种。可选地，将所述二吗啉二乙基醚、N,N二甲基环己胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲氨基乙氧基乙醇、N,N-二甲基苄胺的一种或多种分散在所述聚甲基丙烯酸甲酯中，采用油相分离法得到所述微胶囊包覆催化剂。可选地，所述聚酯多元醇和/或聚醚多元醇的官能度为2-5，羟值为20-600mgKOH/g。可选地，所述聚酯多元醇和/或聚醚多元醇的羟值为200-300mgKOH/g。可选地，所述发泡剂包括二甲醚、丙丁烷、1,1,1,2-四氟乙烷、二氯二氟甲烷、1,3,3,3-四氟丙烯中的一种或多种；所述多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯、苯酚封闭二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或多种；所述阻燃剂包括三溴新戊醇、三溴新戊二醇、四溴邻苯二甲酸酯二醇、磷酸三乙酯、三(2-氯丙基)磷酸酯、甲基膦酸二甲酯中的一种或多种；所述泡沫稳定剂包括聚硅氧烷-氧化烯烃接枝共聚物；所述聚酯多元醇包括聚己内酯多元醇、聚邻苯二甲酸二乙二醇中的一种或多种；所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯醚多元醇、聚四氢呋喃多元醇中的一种或多种。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种制备上述任一项所述的聚氨酯泡沫材料的方法，包括：将所述微胶囊包覆催化剂、聚酯多元醇和/或聚醚多元醇、泡沫稳定剂、阻燃剂按预设比例混合均匀，得到多元醇组合料；将所述多元醇组合料和所述多异氰酸酯一次灌入气雾罐中，并压上阀门；将所述发泡剂冲入所述气雾罐中，得到聚氨酯泡沫材料。可选地，所述微胶囊包覆催化剂的质量为所述多元醇组合料质量的0.12％-2.00％；所述聚酯多元醇和/或聚醚多元醇的质量为所述多元醇组合料质量的11.80-60.00％；所述发泡剂的质量为所述多元醇组合料质量的5.90-40.00％。可选地，所述聚氨酯泡沫材料的表干时间为4min～10min，30min抗剪强度≥0.1MPa，30min抗压强度≥0.1MPa，膨胀率为3～5倍，氧指数≥26％，在20％～100％中的湿度中均可固化，反应最高温度≤25℃。根据本专利技术的再一个方面，提供了一种向炮孔中填塞上述任一项所述的聚氨酯泡沫材料的方法，包括：炮孔吹孔完毕后，将炸药卷安装到位，引出雷管脚线；按预设的填塞长度选用相应的喷枪，并与装有聚氨酯泡沫材料的气雾罐连接；摇动所述气雾罐的罐体，将聚氨酯泡沫材料混合均匀；通过所述气雾罐，沿炮孔由里而外喷入所述聚氨酯泡沫材料；所述聚氨酯泡沫材料与空气中的水分开始反应，发泡膨胀，固化后与所述炮孔的孔壁紧密粘接，完成填塞。本专利技术实施例提供了一种聚氨酯泡沫材料、聚氨酯泡沫材料制备方法及填塞方法，其中聚氨酯泡沫材料采用如下原料制备：微胶囊包覆催化剂、聚酯多元醇、聚醚多元醇、泡沫稳定剂、阻燃剂、多异氰酸酯、发泡剂。在本专利技术中，将催化剂微胶囊包覆在聚甲基丙烯酸甲酯的膜材料内，当材料从气雾罐中喷出时微胶囊膜受剪切破坏，聚氨酯材料的固化时间短，满足爆破炮孔填塞施工的要求。上述泡沫材料及制备方法和填塞方法操作简单、方便，尤其是向炮孔中填塞上述泡沫材料的方法，现场实用性强，特别适合隧道开挖、建筑物拆除、井巷垂直炮孔和水下爆破等小直径炮孔的封堵。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。具体实施方式下面将更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然下文记载了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术实施例提供了一种聚氨酯泡沫材料，包括：微胶囊包覆催化剂，0.1～2质量份；聚酯多元醇和/或聚醚多元醇，10～60质量份；泡沫稳定剂，0.5～3质量份；阻燃剂，1～20质量份；多异氰酸酯，30～100质量份；发泡剂，5～40质量份。基于本专利技术实施例提供的上述各成分按比例混合后的聚氨酯泡沫材料，具有温升较低、无毒、耐高温、高阻燃性等优点。而且，上述聚氨酯泡沫材料可单组分快速固化，其受环境湿度影响小、保质期长、使用方便，相较于传统的单组份聚氨酯泡沫材料，本专利技术实施例提供的聚氨酯泡沫材料在具有固化时间短的同时还可以延长保质期。上述聚氨酯材料专为炮孔填塞而研制，并经过力学性能检测、阻燃性能检测、反应放热性能检测和静电性能检测，确保其与炸药、雷管接触的安全性，并对导爆管的传爆性不会造成影响。优选地，微胶囊包覆催化剂可以包括聚甲基丙烯酸甲酯包覆二吗啉二乙基醚、N,N二甲基环己胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲氨基乙氧基乙醇、N,N-二甲基苄胺的一种或多种。在制备微胶囊包覆催化剂时，可以将上述二吗啉二乙基醚、N,N二甲基环己胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲氨基乙氧基乙醇、N,N-二甲基苄胺的一种或多种分散在聚甲基丙烯酸甲酯中，采用油相分离法即可得到微胶囊包覆催化剂，催化剂可以起到催化反应的作用，当然，具有与上述组分类似特性的材料也可以采用，本专利技术不做限定。聚酯多元醇和/或聚醚多元醇的官能度优选为2-5，羟值为20-600mgKOH/g，其中，羟值特别优选200-300mgKOH/g。在实际应用中，聚酯多元醇和聚醚多元醇可以单独使用其中的一种多元醇，也可以集中多元醇混合使用，本专利技术不做限定。其中，聚酯多元醇可以包括聚己内酯多元醇、聚邻苯二甲酸二乙二醇中的一种或多种，聚醚多元醇可以包括聚氧化丙烯醚多元醇、聚四氢呋喃多元醇中的一种或多种。而多异氰酸酯可以包括甲苯二异氰酸酯(TDI，Toluene-2,4-diisocyanate或2,4-tolylenediisocyanate)、多苯基甲烷多异氰酸酯、苯酚封闭二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或多种。多异氰酸酯和多元醇进行反应，可以起到骨架作用。在实际应用中，能够实现上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯泡沫材料，包括：微胶囊包覆催化剂，0.1～2质量份；聚酯多元醇和/或聚醚多元醇，10～60质量份；泡沫稳定剂，0.5～3质量份；阻燃剂，1～20质量份；多异氰酸酯，30～100质量份；发泡剂，5～40质量份。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯泡沫材料，包括：微胶囊包覆催化剂，0.1～2质量份；聚酯多元醇和/或聚醚多元醇，10～60质量份；泡沫稳定剂，0.5～3质量份；阻燃剂，1～20质量份；多异氰酸酯，30～100质量份；发泡剂，5～40质量份。2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫材料，其中，所述微胶囊包覆催化剂包括聚甲基丙烯酸甲酯包覆二吗啉二乙基醚、N,N二甲基环己胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲氨基乙氧基乙醇、N,N-二甲基苄胺的一种或多种。3.根据权利要求2所述的聚氨酯泡沫材料，其中，将所述二吗啉二乙基醚、N,N二甲基环己胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲氨基乙氧基乙醇、N,N-二甲基苄胺的一种或多种分散在所述聚甲基丙烯酸甲酯中，采用油相分离法得到所述微胶囊包覆催化剂。4.根据权利要求2所述的聚氨酯泡沫材料，其中，所述聚酯多元醇和/或聚醚多元醇的官能度为2-5，羟值为20-600mgKOH/g。5.根据权利要求4所述的泡沫材料，其中，所述聚酯多元醇和/或聚醚多元醇的羟值为200-300mgKOH/g。6.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫材料，其中，所述发泡剂包括二甲醚、丙丁烷、1,1,1,2-四氟乙烷、二氯二氟甲烷、1,3,3,3-四氟丙烯中的一种或多种；所述多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯、苯酚封闭二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或多种；所述阻燃剂包括三溴新戊醇、三溴新戊二醇、四溴邻苯二甲酸酯二醇、磷酸三乙酯、三(2-氯丙基)磷酸酯、甲基膦酸二甲酯中的一种或多种；所述泡沫稳定剂包括聚硅氧烷-氧化烯烃接枝共...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟海利，薛里，郑新国，康永全，董全霄，杨年华，李书明，孙崔源，郭云龙，杨立荣，张嘉林，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京铁科特种工程技术开发公司，中国铁道科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11