一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，所述制备方法主要包括如下步骤：步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；步骤2、复合型聚氨酯预聚体的制备；步骤3、聚氨酯灌浆液的制备。本发明专利技术所述制备方法，能够提高灌浆液遇水反应后固结体的弹性和遇水膨胀性。

Method for preparing polyurethane wrapped grouting material with water inclusion and water expansion

The invention relates to a preparation method of water of water re expansion polyurethane grouting material, mainly comprises the following steps: the preparation method of polyurethane pre step 1, containing NCO% polymer preparation; step 2, composite type polyurethane prepolymer preparation; step 3, polyurethane grouting preparation. The preparation method of the invention can improve the elasticity of the consolidation body and the expansion of water when the grouting liquid reacts with water.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚氨酯预聚体制备的
，具体涉及一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法。
技术介绍
聚氨酯灌浆材料是一种高分子化学灌浆材料，它主要由异氰酸酯与多羟基聚醚经聚合反应制得预聚体，再与其它化学助剂按一定配方进行配制而得。在灌浆过程中，聚氨酯灌浆材料被注入到裂缝或多孔性地基中，预聚体的端异氰酸酯基遇水发生交联反应，放出的二氧化碳气体产生一定的内压力，推动浆液填充多孔性结构的孔隙，并形成具有一定强度的凝胶状固结体，最终表现出良好的堵水能力和抗渗效果。目前，市场上常用于防水、堵漏的聚氨酯灌浆材料多为单组份水性聚氨酯灌浆材料，具有遇水发泡速率快、包水率高等特点，但它们多使用小分子溶剂做稀释剂，固结体较容易发生干缩、持久性欠佳，导致堵防水工程中复漏现象的发生。另外，采用小分子溶剂做稀释剂制备的灌浆材料挥发性溶剂含量高、闪点低，不但污染环境，危害施工人员健康，还可能在密闭施工环境中发生燃烧爆炸事故，严重威胁施工安全。例如，申请号为200910101168.0的中国专利技术专利申请公开了一种高闪点环保型的水溶性聚氨酯化学灌浆材料，该材料在保留原有水溶性聚氨酯灌浆材料综合性能的基础上，使本专利技术聚氨酯灌浆材料具有高闪点、不易燃，环保性能好的特点。解决该问题的技术方案是：高闪点环保型的水溶性聚氨酯化学灌浆材料，其特征是由异氰酸酯10～35重量份、亲水性聚醚30～80重量份、增塑剂5～30重量份、高沸点复合溶剂10-50重量份和泡沫稳定剂0.5～3重量份组成。本专利技术适用于大坝及其它建筑物基础防渗处理，地铁、隧道涌水处理等。该专利通过采用高沸点复合溶剂代替小分子溶剂来达到高闪点、环保的目的，但是，采用如上方法制备的聚氨酯灌浆材料存在干缩的可能性。再如，申请号为200910194387.8的中国专利技术专利申请公开了一种可反复遇水再膨胀聚氨酯丙烯酸酯灌浆材料及其制备，它是以二异氰酸酯,亲水性聚醚二元醇或三元醇为多元醇作原料合成聚氨酯预聚体，然后与带活泼氢的烯基类化合物反应封端，再加入水、促进剂、一些交联剂等做成双组分聚氨酯遇水再膨胀灌浆材料的A组分，与该组分配合的B组分是由引发剂水溶液组成。为进一步提高体系遇水膨胀性，一般在A组分中还可以加入其它亲水性的共聚单体，制得的复合灌浆材料具有一定的弹性和遇水膨胀性，其遇水自由膨胀率可在100％～400％之间可调，并具有反复吸水膨胀效果，且受离子浓度、pH值影响较小，可以解决各种条件下堵防水工程中反复渗漏的问题。该专利通过采用聚氨酯预聚体与带活性氢的烯基类化合物反应封端，并添加促进剂、交联剂及其它填料作为灌浆材料的A组分，引发剂水溶液作为B组分，两者反应可得到具有一定弹性和遇水膨胀性的灌浆材料，但该灌浆材料为双组份，灌浆前需首先按照比例对其进行混合，施工过程复杂。现有技术中的聚氨酯灌浆材料的制备方法存在上述缺陷，难以适应当今聚氨酯灌浆材料
的发展趋势和实际需要。为了克服上述现有技术中存在的诸多缺陷，本专利技术人结合多年科研与实际施工工作经验，提出一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；步骤1.1、将分子量为300g/mol～1000g/mol的聚醚及增塑剂在-0.095MPa真空条件下加热到110℃进行脱水处理；步骤1.2、将脱水处理的聚醚及增塑剂降温至40℃以下，加入异氰酸酯；步骤1.3、将加入异氰酸酯的聚醚及增塑剂搅拌升温至75～80℃，反应2～3小时，制得NCO％含量为20％～25％的聚氨酯预聚体；步骤2、复合型聚氨酯预聚体的制备；步骤2.1、将步骤1中得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，加入脱水高分子量聚醚及异氰酸酯；步骤2.2、将加入脱水高分子量聚醚及异氰酸酯的聚氨酯预聚体搅拌升温至75～80℃，反应2～3小时，制得复合型聚氨酯预聚体；步骤3、聚氨酯灌浆液的制备；步骤3.1、将步骤2得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，依次加入高沸点溶剂、缓凝剂、泡沫稳定剂；步骤3.2、将依次加入高沸点溶剂、缓凝剂、泡沫稳定剂的聚氨酯预聚体搅拌半小时后加入催化剂，搅拌均匀即得到包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料。进一步地，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯MDI和/或多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI。进一步地，步骤1中聚醚的官能度为2～4.5。进一步地，步骤1中增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛脂中的一种或其中两种复合。进一步地，步骤2中聚醚的官能度为2～4.5，分子量在10000～15000之间。进一步地，步骤3中高沸点溶剂为二甘醇二甲醚、乙二醇二乙醚、甲基磷酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯以、混合二元酸酯二甲酯中的一种或几种复合。进一步地，步骤3中缓凝剂为磷酸、甲酰氯、苯甲酰氯中的一种。进一步地，步骤3中泡沫稳定剂为聚醚硅油或吐温-80。进一步地，步骤3中催化剂为三乙胺、三乙烯二胺、双(2，2-吗啉乙基)醚中的一种或两种复合。与现有技术相比，本专利技术的优越效果在于：1、本专利技术所述的包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，通过将不同NCO％含量的聚氨酯预聚体复合，能够提高灌浆液遇水反应后固结体的弹性和遇水膨胀性。2、本专利技术所述的包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，通过采用低粘度的高沸点溶剂复配惰性稀释剂作为混合溶剂来提高聚氨酯灌浆料的闪点，赋予其良好的阻燃效果。3、本专利技术所述的包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法工艺灵活、简单，生产成本低。附图说明图1为本专利技术所述的包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法的流程图。具体实施方式如附图1所示，一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，各组成成分按质量计，包括如下步骤：实施例1步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；步骤1.1、将4份聚醚N303及5份增塑剂DBP在-0.095MPa真空条件下加热到110℃进行脱水处理；步骤1.2、将脱水处理的聚醚及增塑剂降温至40℃以下，加入40份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI；步骤1.3、将加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI的聚醚及增塑剂搅拌升温至75℃，反应2.5小时，制得含NCO％的聚氨酯预聚体；步骤2、复合型聚氨酯预聚体的制备；步骤2.1、将步骤1中得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，加入76份聚醚GJ480及14份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI；步骤2.2、将加入76份聚醚GJ480及14份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI的聚氨酯预聚体搅拌升温至75℃，反应2.5小时，制得复合型聚氨酯预聚体；步骤3、聚氨酯灌浆液的制备；步骤3.1、将步骤2得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，依次加入7份的甲基磷酸二甲酯、7份的混合二元酸酯二甲酯、0.005份的磷酸及0.05份的聚醚硅油；步骤3.2、将依次加入7份甲基磷酸二甲酯、7份的混合二元酸酯二甲酯、0.005份的磷酸及0.05份的聚醚硅油的聚氨酯预聚体搅拌半小时后加入0.01份的双(2，2-吗啉乙基)醚，搅拌均匀即得到包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料。实施例2步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；步骤1.1、将分子量为300g/mol～1000g/mol的聚醚及增塑剂在‑0.095MPa真空条件下加热到110℃进行脱水处理；步骤1.2、将脱水处理的聚醚及增塑剂降温至40℃以下，加入异氰酸酯；步骤1.3、将加入异氰酸酯的聚醚及增塑剂搅拌升温至75～80℃，反应2～3小时，制得NCO％含量为20％～25％的聚氨酯预聚体；步骤2、复合型聚氨酯预聚体的制备；步骤2.1、将步骤1中得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，加入脱水高分子量聚醚及异氰酸酯；步骤2.2、将加入脱水高分子量聚醚及异氰酸酯的聚氨酯预聚体搅拌升温至75～80℃，反应2～3小时，制得复合型聚氨酯预聚体；步骤3、聚氨酯灌浆液的制备；步骤3.1、将步骤2得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，依次加入高沸点溶剂、缓凝剂、泡沫稳定剂；步骤3.2、将依次加入高沸点溶剂、缓凝剂、泡沫稳定剂的聚氨酯预聚体搅拌半小时后加入催化剂，搅拌均匀即得到包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料。

【技术特征摘要】
1.一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；步骤1.1、将分子量为300g/mol～1000g/mol的聚醚及增塑剂在-0.095MPa真空条件下加热到110℃进行脱水处理；步骤1.2、将脱水处理的聚醚及增塑剂降温至40℃以下，加入异氰酸酯；步骤1.3、将加入异氰酸酯的聚醚及增塑剂搅拌升温至75～80℃，反应2～3小时，制得NCO％含量为20％～25％的聚氨酯预聚体；步骤2、复合型聚氨酯预聚体的制备；步骤2.1、将步骤1中得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，加入脱水高分子量聚醚及异氰酸酯；步骤2.2、将加入脱水高分子量聚醚及异氰酸酯的聚氨酯预聚体搅拌升温至75～80℃，反应2～3小时，制得复合型聚氨酯预聚体；步骤3、聚氨酯灌浆液的制备；步骤3.1、将步骤2得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，依次加入高沸点溶剂、缓凝剂、泡沫稳定剂；步骤3.2、将依次加入高沸点溶剂、缓凝剂、泡沫稳定剂的聚氨酯预聚体搅拌半小时后加入催化剂，搅拌均匀即得到包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料。2.根据权利要求1所述的包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯MDI和...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋亚涛，张永辉，刘娜，张涛，丁清杰，赵付凯，
申请(专利权)人：中水电第十一工程局郑州有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41