一种改性聚氨酯灌浆材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种改性聚氨酯灌浆材料的制备方法和应用，其中，该方法包括以下步骤：步骤一：将稀释剂、异氰酸酯化合物、水和硅酸盐水泥接触混匀获得组分A；将聚合醇、泡沫稳定剂和催化剂接触混匀获得组分B；步骤二：将组分A与组分B接触混匀。本发明专利技术解决了现有单纯聚氨酯灌浆材料成本高、固结体强度低、无机灌浆材料凝结时间长、强度发展缓慢等缺点，获得了一种成本低、凝固时间可调、发泡固结体强度高、渗透性好、环境友好型材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑材料领域，具体的，涉及一种改性聚氨酯灌浆材料及其制备方法和应用。
技术介绍
灌浆材料是指在一定压力作用下灌入底层、岩石或构筑物中的缝隙、孔洞中,达到减少挤出渗漏、改善裂隙岩体的物理力学性质，增加建筑物和构筑物地基的整体稳定性，提高其抗渗性、强度、耐久性的流体质材料。灌浆材料种类繁多,一般主要分为无机灌浆材料和有机灌浆材料。无机灌浆材料主要是水泥浆，水泥砂浆、超细水泥浆、粘土浆、水泥粘土浆、水泥石灰浆等。其中，水泥浆是目前应用范围最广、需求量最大的无机灌浆材料。水泥浆具有料源广、成本低、配浆简单、灌浆操作工艺方便等优点，因此在各类灌浆工程中广泛使用。然而，水泥浆液凝结时间长，在有动水条件下，容易流失，被水冲走；强度发展缓慢，不能达到某些特殊要求的作业中；凝结受温度影响较大，低温环境下施工困难。有机灌浆材料有木质素系列、环氧树脂系列、丙烯酰胺系列、聚氨酯系列等。聚氨酯灌浆材料自上世纪六十年代问世以来，以其独特的化学反应过程，遇水后能迅速发生交联反应并反应二氧化碳，该二氧化碳可以推动浆液二次渗透，进入岩体或构筑物的细微裂缝，并迅速与待处理岩体壁面或构筑物缝面粘结固化为一体，具有固结体强度高、抗渗能力强，且常温下反应固化，浆液渗透能力强，加固堵水效果优异等优点战胜了其它化学灌浆材料，广泛应用于各类灌浆工程中。但由于成本较高，部分外加剂对环境有污染，操作工艺较复杂，固结体强度低等缺点，聚氨酯材料的应用受到了极大的限制。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种成本较低、固结时间可调、固结体强度高、流动性好的改性聚氨酯灌浆材料。本专利技术提供了一种改性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：步骤一：将稀释剂、异氰酸酯化合物、水和硅酸盐水泥接触混匀获得组分A；将聚合醇、泡沫稳定剂和催化剂接触混匀获得组分B；步骤二：将组分A与组分B接触混匀。优选的，该方法包括将稀释剂与异氰酸酯化合物接触混匀获得混合物1，再将混合物1与水接触获得混合物2，混合物2与硅酸盐水泥接触获得组分A；以及，该方法包括将聚合醇与泡沫稳定剂接触混匀后与催化剂接触获得组分B。本专利技术还提供了一种改性聚氨酯灌浆材料，其中，所述改性聚氨酯灌浆材料是按照本专利技术所述的方法制备的。本专利技术还提供了所述的改性聚氨酯灌浆材料在建筑领域的应用。本专利技术所提供的改性聚氨酯灌浆材料及其制备方法和应用，解决了现有单纯聚氨酯灌浆材料成本高、固结体强度低、无机灌浆材料凝结时间长、强度发展缓慢等缺点，获得了一种成本低、凝固时间可调、发泡固结体强度高、渗透性好、环境友好型材料。具体实施方式本专利技术提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本专利技术的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本专利技术的具体实现方式的示例性说明，而不构成对本专利技术范围的限制。本专利技术提供了一种改性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：步骤一：将稀释剂、异氰酸酯化合物、水和硅酸盐水泥接触混匀获得组分A；将聚合醇、泡沫稳定剂和催化剂接触混匀获得组分B；步骤二：将组分A与组分B接触混匀。其中，在步骤一中，接触混合获得组分A的过程可以按照以下步骤进行：首先将稀释剂与异氰酸酯化合物接触混匀，再将混合物1与水接触获得混合物2，接下来将混合物2与硅酸盐水泥接触获得组分A。在步骤一中，接触混合获得组分B的过程可以按照以下步骤进行：先将聚合醇与泡沫稳定剂接触混匀后与催化剂接触获得组分B。在本专利技术所提供的方法中，对于所述接触混匀的方法没有特别的限制，只要能够使得各种物料充分的混合均匀即可。本专利技术所提供的方法中，各个操作步骤均是在常温常压的条件下进行的。在本专利技术所提供的方法中，相对于100重量份的水，稀释剂的添加量为100-200重量份；异氰酸酯化合物的添加量为80-150重量份；硅酸盐水泥的添加量为150-200重量份；聚合醇的添加量为100-160重量份；泡沫稳定剂的添加量为1-5重量份、催化剂的添加量为1-5重量份；优选的，相对于100重量份的水，稀释剂的添加量为150-180重量份；异氰酸酯化合物的添加量为100-120重量份；硅酸盐水泥的添加量为160-180重量份；聚合醇的添加量为120-150重量份；泡沫稳定剂的添加量为2-4、催化剂的添加量为2-4重量份。在本专利技术的一种实施方式中，所述硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥P.O42.5。在本专利技术所提供的制备方法中，所述异氰酸酯化合物选自由甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯所组成的组中的一种或几种。优选的，所述异氰酸酯化合物可以为甲苯二异氰酸酯和苯二亚甲基二异氰酸酯的组合，或者可以为多亚甲基多异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯。其中，当所述异氰酸酯化合物为甲苯二异氰酸酯和苯二亚甲基二异氰酸酯的组合时，二者的重量比优选为7：10。当所述异氰酸酯化合物为多亚甲基多异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯时，三者的重量比优选为5：2：7。在本专利技术所述的方法中，所述聚合醇为聚乙二醇和/或聚乙二醇单甲醚。当所述聚合醇为聚乙二醇和聚乙二醇单甲醚时，二者的重量比为1：0.5-2。在本专利技术所提供的方法中，述稀释剂为乙酸丁酯或二氯甲烷；所述泡沫稳定剂选自水溶性硅油、聚乙烯基吡咯烷酮、吐温80中的一种或几种；优选的为聚乙烯基吡咯烷酮。在本专利技术中，所使用的催化剂为叔胺类催化剂，具体的，可以为三亚乙基二胺、甲基二乙醇胺、N-甲基吗啡啉、N,N-甲基二环乙基氨中的一种或多种。最为优选的，所述叔胺类催化剂为三乙胺和三亚乙基二胺的组合，二者的重量比优选为1：1-2。本专利技术还提供了一种改性聚氨酯灌浆材料，其中，所述改性聚氨酯灌浆材料是按照本专利技术所述的改性聚氨酯灌浆材料制备方法制备的。本专利技术所提供的改性聚氨酯灌浆材料的制备成本低，凝固时间可调，发泡固体强度高、固结体无收缩性、粘度低、渗透性好并且为无毒无害的环境友好型材料。本专利技术所述的改性聚氨酯灌浆材料在配制好后保存期为1h以内本专利技术的一个方面还包括所述的改性聚氨酯灌浆材料在建筑领域的应用。具体的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：将稀释剂、异氰酸酯化合物、水和硅酸盐水泥接触混匀获得组分A；将聚合醇、泡沫稳定剂和催化剂接触混匀获得组分B；步骤二：将组分A与组分B接触混匀。

【技术特征摘要】
1.一种改性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于，该方法包括
以下步骤：
步骤一：将稀释剂、异氰酸酯化合物、水和硅酸盐水泥接触混匀获
得组分A；
将聚合醇、泡沫稳定剂和催化剂接触混匀获得组分B；
步骤二：将组分A与组分B接触混匀。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，该方法包括将稀释剂与
异氰酸酯化合物接触混匀获得混合物1，再将混合物1与水接触获得混合
物2，混合物2与硅酸盐水泥接触获得组分A；以及，该方法包括将聚合
醇与泡沫稳定剂接触混匀后与催化剂接触获得组分B。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，相对于100重量份
的水，稀释剂的添加量为100-200重量份；异氰酸酯化合物的添加量为
80-150重量份；硅酸盐水泥的添加量为150-200重量份；聚合醇的添加
量为100-160重量份；泡沫稳定剂的添加量为1-5重量份、催化剂的添加
量为1-5重量份；优选的，相对于100重量份的水，稀释剂的添加量为
150-180重量份；异氰酸酯化合物的添加量为100-120重量份；硅酸盐水

【专利技术属性】
技术研发人员：叶长文，陈礼仪，王胜，李之军，袁进科，霍宇翔，袁学武，韦猛，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川;51