一种聚氨酯组合物、一种聚氨酯止水条及包括该止水条的钢边止水带制造技术

本发明专利技术提供一种聚氨酯组合物，包括如下重量份原料：聚乙二醇10～40重量份，聚醚丙二醇50～90重量份，聚醚丙三醇10～50重量份，异氰酸酯10～25重量份，增塑剂5～25重量份，改性剂1～5重量份，纳米填料3～15重量份。本发明专利技术还提供所述聚氨酯组合物的制备方法及由其制备的一种聚氨酯止水条、包含所述聚氨酯止水条的钢边止水带，以及该钢边止水带的制备方法。本发明专利技术所述的聚氨酯组合物遇水可以反复膨胀，使得上述新型止水带能够与混凝土紧密粘结，防水性能优异，耐久性好，从而解决现有隧道二衬止水带不能根治渗漏水的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯组合物、一种聚氨酯止水条及包括该止水条的钢边止水带
本专利技术属于防水材料领域，具体涉及一种可遇水反复膨胀的聚氨酯组合物、由该组合物制备的聚氨酯止水条以及包括所述止水条的钢边止水带。该钢边止水带可广泛应用于铁路、公路、地铁等建设过程中的各种隧道施工，及各种地下工程的防水防渗。
技术介绍
随着综合国力的增强，我国铁路、公路、地铁以及市政工程建设大幅加快，其中不可避免地涉及到隧道、地下工程等地下基础工程。由于不能连续浇筑或地基变形，温度变化引起的混凝土构件热胀冷缩等原因，需要预留施工缝、沉降缝、变形缝。在这些接缝处必须安装止水带以防止水的渗漏问题。止水带根据材料不同，分为橡胶止水带、塑料止水带和金属止水带。橡胶止水带是采用天然橡胶与各种合成橡胶为主要原料，掺加各种助剂及填充料，经塑炼，混炼，压制成型。该止水材料具有良好的弹性、耐磨性、耐老化性和抗撕裂性能，适应变形能力强、防水性能好。但是在常规施工中由于混凝土浇筑时的巨大振动力和不易固定，会使普通橡胶止水带产生移位、扯离、扭转而出现松动和脱落，以致在水压较大的情况下会产生渗漏现象。为了克服上述不足，现有技术出现了包括金属与橡胶复合生产的钢边橡胶止水带(又称为“钢边止水带”)。如授权公告号CN2299099Y的技术专利“一种钢边橡胶止水带”(申请日1997年4月21日)，就是在橡胶带的两边设置钢带，在钢带上设置有安装孔。该复合型止水带利用钢板与混凝土、钢板与橡胶之间的良好粘接性，使止水带与混凝土牢固结合，钢带与混凝土、钢带与橡胶之间不会产生新的渗漏缝，从而有效防止水渗透。同时钢边橡胶止水带安装后自定性好，克服了橡胶止水带需用多方固定的工序，使施工安装更加的方便。又如授权公告号CN201176640Y的技术专利“注浆式遇水膨胀钢边止水带”(申请日2008年4月5日)公开了一种在橡胶带体的两侧间隔设置有镀锌钢板，在带体迎水面设置有遇水膨胀橡胶条的复合型止水带。但是橡胶条反复遇水后膨胀效果降低；另外橡胶条的低温柔顺性较差，在寒冷地区，由于橡胶条易因冰冻作用而被破坏，产生裂隙而漏水。随着地下施工范围和难度的加大，对钢边止水带防水性能的要求提出了更高的要求。但是现有技术尚不能根治隧道等地下工程二衬止水带渗漏水的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种新的聚氨酯组合物、由该聚氨酯组合物制备的止水条，以及包括该止水条的钢边止水带。所述的聚氨酯组合物可以反复遇水膨胀，使得上述新型止水带能够与混凝土紧密粘结，防水性能优异，耐久性好，从而解决现有隧道二衬止水带不能根治渗漏水的问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种聚氨酯组合物，包括如下重量份原料：聚乙二醇10～40重量份，聚醚丙二醇50～90重量份，聚醚丙三醇10～50重量份，异氰酸酯10～25重量份，增塑剂5～25重量份，改性剂1～5重量份，纳米填料3～15重量份。优选的，所述聚氨酯组合物包括如下重量份原料：聚乙二醇20～30重量份，聚醚丙二醇60～80重量份，聚醚丙三醇10～20重量份，异氰酸酯15～20重量份，增塑剂10～15重量份，改性剂2～3重量份，纳米填料3～5重量份。优选的，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或两种；更优选为甲苯二异氰酸酯。优选的，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种。更优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯。作为一个优选的实施方式，所述增塑剂5～25重量份，其中邻苯二甲酸二丁酯为1～14重量份，余量为邻苯二甲酸二辛酯。作为一个更优选的实施方式，所述增塑剂10～15重量份，其中邻苯二甲酸二丁酯5～10重量份，余量为邻苯二甲酸二辛酯。优选的，所述改性剂选自甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或两种。优选的，所述纳米填料选自纳米碳酸钙、高岭土和滑石粉中的一种或多种；更优选为纳米碳酸钙。本专利技术所述的聚氨酯组合物，原料还包括选自辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡中的一种或两种的催化剂。优选的，所述催化剂为辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡。优选的，所述催化剂的重量份为0.01～0.05份，更优选为0.03～0.04份。作为一个优选的实施方式，所述催化剂0.01～0.05重量份，其中辛酸亚锡0.001～0.049重量份，余量为二月桂酸二丁基锡。作为更优选的实施方式，所述催化剂0.03～0.04重量份，其中辛酸亚锡0.005重量份，余量为二月桂酸二丁基锡。一个优选的实施方式，本专利技术所述聚氨酯组合物，原料包括如下重量份的组分：聚乙二醇10～40重量份，聚醚丙二醇50～90重量份，聚醚丙三醇10～50重量份，甲苯二异氰酸酯10～25重量份，增塑剂5～15重量份，甲基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷1～5重量份，催化剂0.01～0.05重量份，纳米碳酸钙3～15重量份；其中，增塑剂为1～14重量份的邻苯二甲酸二丁酯和余量的邻苯二甲酸二辛酯，催化剂为0.001～0.049重量份的辛酸亚锡和余量的二月桂酸二丁基锡。一个更优选的实施方式，本专利技术所述聚氨酯组合物，原料包括如下重量份的组分：聚乙二醇20～30重量份，聚醚丙二醇60～80重量份，聚醚丙三醇10～15重量份，甲苯二异氰酸酯15～20重量份，增塑剂10～15重量份，甲基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷2～3重量份，催化剂0.03～0.04重量份，纳米碳酸钙3～5重量份；其中，增塑剂为9重量份的邻苯二甲酸二丁酯和余量的邻苯二甲酸二辛酯，催化剂为0.005重量份的辛酸亚锡和余量的二月桂酸二丁基锡。本专利技术上述聚氨酯组合物是由末端具有羟基的聚醚化合物和异氰酸酯聚合反应得到的带有亲水链段的预聚体，经过增塑剂、改性剂等改性而来。本专利技术的聚氨酯组合物与水接触时，水分子一方面与聚氨酯分子中电负性强的原子如N、O以氢键结合，同时与高分子中的亲水基团形成离子压，使得聚氨酯组合物不断吸收水分，体积膨胀。本专利技术还有一个目的在于提供上述聚氨酯组合物的制备方法，包括如下步骤：II.预聚体的制备将所述重量份的聚乙二醇、聚醚丙二醇和聚醚丙三醇共置于加热设备中，加热至80～90℃并混合均匀，再加入所述重量份的异氰酸酯和催化剂，恒温80～90℃反应2～4个小时，得到带有亲水链段的预聚体；II.所述预聚体的改性将步骤I得到的所述预聚体和所述重量份的增塑剂加入到行星搅拌机中，抽真空搅拌1～2小时；然后加入所述重量份的填料，抽真空搅拌1～2小时；最后加入所述重量份的改性剂，抽真空搅拌1～2小时，即得。上述制备方法还包括步骤II完成后，将制备得到的所述聚氨酯组合物压入密封装置中。本专利技术另一个目的在于提供上述聚氨酯组合物在建筑防水中的应用；具体的，所述聚氨酯组合物作为止水条用于钢边止水带的制备。因此，本专利技术还有一个目的在于提供一种聚氨酯止水条，由上述聚氨酯组合物挤出成形。本专利技术另一个目的在于提供一种钢边止水带，包括橡胶带体、镀锌钢板和上述聚氨酯止水条；所述镀锌钢板为两个，并且对称连接于橡胶带体两侧；所述聚氨酯止水条为1个以上，各自独立地设置于橡胶带体两侧镀锌钢板的上下表面。优选的，所述聚氨酯止水条为多个，并且分别对称设置于橡胶带体两侧镀锌钢板的上下表面。还优选的，所述钢边止水带还包括自粘胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯组合物，包括如下重量份原料：聚乙二醇10～40重量份，聚醚丙二醇50～90重量份，聚醚丙三醇10～50重量份，异氰酸酯10～25重量份，增塑剂5～25重量份，改性剂1～5重量份，纳米填料3～15重量份；优选的，所述聚氨酯组合物包括如下重量份原料：聚乙二醇20～30重量份，聚醚丙二醇60～80重量份，聚醚丙三醇10～20重量份，异氰酸酯15～20重量份，增塑剂10～15重量份，改性剂2～3重量份，纳米填料3～5重量份。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯组合物，包括如下重量份原料：聚乙二醇10～40重量份，聚醚丙二醇50～90重量份，聚醚丙三醇10～50重量份，异氰酸酯10～25重量份，增塑剂5～25重量份，改性剂1～5重量份，纳米填料3～15重量份；优选的，所述聚氨酯组合物包括如下重量份原料：聚乙二醇20～30重量份，聚醚丙二醇60～80重量份，聚醚丙三醇10～20重量份，异氰酸酯15～20重量份，增塑剂10～15重量份，改性剂2～3重量份，纳米填料3～5重量份。2.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或两种；更优选为甲苯二异氰酸酯；优选的，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种；更优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯；优选的，所述增塑剂5～25重量份，其中邻苯二甲酸二丁酯为1～14重量份，余量为邻苯二甲酸二辛酯；更优选的，所述增塑剂10～15重量份，其中邻苯二甲酸二丁酯5～10重量份，余量为邻苯二甲酸二辛酯；还优选的，所述改性剂选自甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或两种；还优选的，所述纳米填料选自纳米碳酸钙、高岭土和滑石粉中的一种或多种；更优选为纳米碳酸钙。3.根据权利要求1或2所述的的聚氨酯组合物，其特征在于，原料还包括选自辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡中的一种或两种的催化剂；优选的，所述催化剂为辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡；优选的，所述催化剂的重量份为0.01～0.05份，更优选为0.03～0.04份；优选的，所述催化剂0.01～0.05重量份，其中辛酸亚锡0.001～0.049重量份，余量为二月桂酸二丁基锡；更优选的，所述催化剂0.03～0.04重量份，其中辛酸亚锡0.005重量份，余量为二月桂酸二丁基锡。4.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，原料包括如下重量份的组分：聚乙二醇10～40重量份，聚醚丙二醇50～90重量份，聚醚丙三醇10～50重量份，甲苯二异氰酸酯10～25重量份，增塑剂5～15重量份，甲基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷1～5重量份，催化剂0.01～0.05重量份，纳米碳酸钙3～15重量份；其中，增塑剂为1～14重量份的邻苯二甲酸二丁酯和余量的邻苯二甲酸二辛酯，催化剂为0.001～0.049重量份的辛酸亚锡和余量的二月桂酸二丁基锡；优选的，所述聚氨酯组合物，原料包括如下重量份的组分：聚乙二醇20～30重量份，聚醚丙二醇60～80重量份，聚醚丙三醇10～15重量份，甲苯二异氰酸酯15～20重量份，增塑剂10～15重量份，甲基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷2～3重量份，催化剂0.03～0.04重量份，纳米碳酸钙3～5重量份；其中，增塑剂为9重量份的邻苯二甲酸二丁酯和余量的邻苯二甲酸二辛酯，催化剂为0.005重量份的辛酸亚锡和余量的二月桂酸二丁基锡。5.权利要求1至4中任一项所述聚氨酯组合物的制备方法，包括如下步骤：I.预聚体的制备将所述重量份的聚乙二醇、聚醚丙二醇和聚醚丙三醇共置于加热设备中，加热至80～90℃并混合均匀，再加入所述重量份的异氰酸酯和催化剂，恒温80～90℃反应2～4个小时，得到带有亲水链段的预聚体；II.所述预聚体的改性将步骤I得到的所述预聚体和所述重量份的增塑剂加入到行星搅拌机中，抽真空搅拌1～2小时；然后加入所述重量份的填料，抽真空搅拌1～2小时；最后加入所述重量份的改性剂，抽真空搅拌1～2小时，即得；优选的，所述制备方法还包括：步骤II完成后，将制备得到的所述聚氨酯组合物压入密封装置中。6.权利要求1至4中任一项所述聚氨酯组合物，或者权利要求5所述的制备方法制备得到的聚氨酯组合物，在建筑防水中的应用；具体的，所述聚氨酯组...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝和权，王涛，杜存山，贾恒琼，张恒，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院金属及化学研究所，北京中铁科新材料技术有限公司，中国铁道科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11