本发明专利技术公开了一种单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂的制备方法，其特征在于，包括：将摩尔比为1∶2的二元胺A和双丙酮丙烯酰胺在碱催化剂作用下，于70～100℃反应8～10h制得扩链单体N，N’-二双丙酮丙烯酰胺基二胺；向干燥反应器中加入聚多元醇、二异氰酸酯、亲水扩链剂、催化剂，在65～90℃反应1～4h，随后将体系温度冷却至30～50℃并加入N，N’-二双丙酮丙烯酰胺基二胺进行扩链反应1～2h，然后加入挥发性碱中和5～10分钟，反应过程中可根据需要加入溶剂调节粘度；再加入水和二元胺B，高速搅拌分散10～40分钟；减压蒸除溶剂后，加入二酰肼即得到单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂。
【技术实现步骤摘要】
一种单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂的制备方法
本专利技术涉及一种单组份耐水解型水性聚氨酯固沙剂的制备方法，可用于荒漠化治理、边坡生态防护、水土流失防治及防尘抑沙等相关领域。
技术介绍
土地沙漠化是由包括气候变异和人为活动在内的多种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱区的土地退化。联合国2005年发布的题为《生态系统与人类福祉：沙漠化分析》报告称，沙漠化是全球最具威胁的潜在生态系统变化，影响到世界上四分之一的土地以及三分之一的人口。我国是世界上受沙漠化影响最严重的国家之一，沙漠化严重制约着我国的经济发展和人民生活水平提高。因此，防沙治沙是一项艰巨而紧迫的任务。防治沙漠化除了从根本上做好土地和水源的利用和管理，通过合理的技术手段对已经沙漠化的土地进行治理也是重中之重。沙漠化治理首先需要对移动沙丘和流沙进行固定，目前的固沙技术主要分为工程固沙、植物固沙和化学固沙三类。工程固沙是采用工程手段切断风沙的通道，并通过增大地表摩擦力的方式使地面风速低于起沙风速，其具体措施有草方格、石方格、沙障、卵石或粘土覆盖等。植物固沙是通过种植耐旱植物的方式来阻挡风沙。化学固沙是使用具有粘结性的材料喷洒在沙地，使其表面形成具有一定强度的固结层来抵御风沙。工程固沙受限于人工成本，防护高度及维持时间等问题，而植物固沙则受限于植物在沙地恶劣条件下的成活率。相比较而言，化学固沙具有操作简便快速，可改善沙地条件利于植物生长等优点，是极具发展潜力的固沙技术。合成高分子类固沙材料是近年来兴起的化学固沙材料，其固沙效率高、处理简便。聚氨酯作为一类具有优异性能的高分子材料，近年来也被引入固沙应用中。目前使用的聚氨酯固沙材料可以分为单组份型和双组份型，其中双组份型对于存储及操作要求较高；而单组份型为线性分子，其固化体主要依靠分子间力及氢键结合，耐水性差，在使用中遇降雨容易发生分解甚至溶解，强度下降明显甚至失去固沙作用：例如中国专利技术专利(专利公开号CN102417574A)采用羟值为200～400mgKOH/g的可生物降解型低聚多元醇、二异氰酸酯、二羟甲基丙酸及助剂制备了聚氨酯乳液用于固沙，除具备固沙作用外，还富含营养。中国专利技术专利(专利公开号CN102504829A)采用聚醚型多元醇、二异氰酸酯、二羟甲基宾馆、淀粉以及助剂制备的聚氨酯乳液用于固沙，亦具有可降解、无毒及富含营养的效果。中国专利技术专利(专利公开号CN102226088A)采用聚醚多元醇和二异氰酸酯合成聚氨酯预聚体，通过外加分散稳定剂和溶剂的方法制备了一种聚氨酯型生态固沙剂。为克服上述问题，本专利技术开发了一种室温下可形成自交联的水性聚氨酯的单组份耐水解型聚氨酯固沙剂。利用其组份间在室温下形成交联体系的能力，使其在固化过程中通过分子间化学键结合，最终形成耐水解的固沙材料。该聚氨酯固沙材料以水为分散介质，体系中不含挥发性溶剂，对环境及施工人员无毒无害，具有高度的安全性。此外，其保存周期长，可与水任意比例混合，施工工艺简单，有望在降水较集中的荒漠化地区得到应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂的制备方法，该固沙抑尘剂固沙强度高、耐水解性强、保水性好、对环境无污染，且存储简便、施工方便、固化迅速。本专利技术的单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一：将摩尔比为1∶2的二元胺A和双丙酮丙烯酰胺在碱催化剂作用下，于70～100℃反应8～10h制得扩链单体N，N’-二双丙酮丙烯酰胺基二胺；步骤二：向干燥反应器中加入35～80质量份的聚多元醇、20～60质量份的二异氰酸酯、1.1～7质量份的亲水扩链剂、0～0.1质量份的催化剂，在65～90℃反应1～4h；步骤三：将体系温度冷却至30～50℃，加入11～30质量份的N，N’-二双丙酮丙烯酰胺基二胺进行扩链，反应1～2h；再加入0.5～5质量份的挥发性碱，中和反应5～10分钟；然后加入水和0.5～3.5质量份的二元胺B，高速搅拌分散10～40分钟；上述过程中视体系粘度加入溶剂调节；减压蒸除溶剂后，加入2～15质量份的二酰肼，即得到单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂。步骤一中，二元胺选自乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、对苯二胺、邻苯二胺、间苯二胺。步骤一中，碱催化剂选自乙醇钠、氢氧化钠、乙醇钾、氢氧化钾、乙醇锂、氢氧化锂。步骤二中，聚二醇选自相对分子质量为1000～2000的聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸脂二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇。步骤二中，二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯。步骤二中，亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、乙二胺基乙磺酸钠、1，4-丁二醇-2-磺酸钠和1，2-二羟基-3丙磺酸钠。步骤二中，催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡，其质量份为0～0.1份。步骤三中，挥发性碱选自三甲胺、三乙胺、氨水。步骤三中，二元胺B选自乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺。步骤三中，溶剂选自丙酮或甲乙酮。步骤三中，二酰肼选自丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼、二苯基碳酰二肼。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术利用酮肼交联反应特性，即利用酮羰基与肼基、酰肼在微酸条件下反应，脱水生成腙，用作水性聚氨酯的自交联体系。在聚氨酯的合成中所采用的中和剂为挥发性碱，乳液贮存时中性偏碱性，不会发生交联反应；在固沙抑尘时喷洒在沙土表面，随挥发性碱的会发，乳液向微酸性转变，使得酮肼基团发生交联。与现有一般的单组份水性聚氨酯固沙材料相比，本专利技术的固沙材料形成的固结层耐水性及力学性能明显提高。2、与现有一般的双组份水性聚氨酯固沙材料相比，本专利技术的固沙材料存储方便，贮存稳定，造作简便。3、本专利技术单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂不含挥发性溶剂，可与水任意比例互溶，贮存放置稳定型号，运输方便，无毒、不燃，可广泛应用于荒漠化治理、边坡防护及抑尘防沙等领域，具有极大的应用价值和推广前景。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但专利技术的实施方式不限于此。实施例1将摩尔比为1∶2的乙二胺和双丙酮丙烯酰胺在乙醇钠作用下，于80℃反应10h制得扩链单体N，N’-二双丙酮丙烯酰胺基乙二胺；向干燥反应器中加入40质量份的分子量1000的聚氧化丙烯二醇、21质量份的甲苯二异氰酸酯、3质量份的二羟甲基丙酸，在70～80℃反应2h；加入15质量份的N，N’-二双丙酮丙烯酰胺基二胺进行扩链，反应1～2h；将体系温度冷却至30～40℃，加入1.1质量份的三乙胺，中和反应5～10分钟；上述过程中视体系粘度加入适量丙酮；再加入水和0.9质量份的乙二胺，高速搅拌分散15分钟；减压蒸除溶剂后，加入6.7质量份的己二酸二酰肼即得到单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂。实施例2将摩尔比为1∶2的丁二胺和双丙酮丙烯酰胺在碱催化剂作用下，于90℃反应8h制得扩链单体N，N’-二双丙酮丙烯酰胺基丁二胺，经分离提纯后备用；向干燥反应器中加入33质量份的分子量2000的聚氧化丙烯二醇、12.5质量份的二苯基甲烷二异氰酸酯、1.3质本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂的制备方法，其特征在于，包括：将摩尔比为1∶2的二元胺A和双丙酮丙烯酰胺在碱催化剂作用下，于70～100℃反应8～10h制得扩链单体N，N’‑二双丙酮丙烯酰胺基二胺，经分离提纯后备用；向干燥反应器中加入聚多元醇、二异氰酸酯、亲水扩链剂、催化剂，在65～90℃反应1～4h，将体系温度冷却至30～50℃，再加入N，N’‑二双丙酮丙烯酰胺基二胺进行扩链，反应1～2h；再加入挥发性碱中和5～10分钟；再加入水和二元胺B，高速搅拌分散10～40分钟；减压蒸除溶剂后，加入二酰肼即得到单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂。
【技术特征摘要】
1.一种单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂的制备方法，其特征在于，包括：将摩尔比为1∶2的二元胺A和双丙酮丙烯酰胺在碱催化剂作用下，于70～100℃反应8～10h制得扩链单体N，N’-二双丙酮丙烯酰胺基二胺，经分离提纯后备用；向干燥反应器中加入聚多元醇、二异氰酸酯、亲水扩链剂、催化剂，在65～90℃反应1～4h，将体系温度冷却至30～50℃，再加入N，N’-二双丙酮丙烯酰胺基二胺进行扩链，反应1～2h；再加入挥发性碱中和5～10分钟；再加入水和二元胺B，高速搅拌分散10～40分钟；减压蒸除溶剂后，加入二酰肼即得到单组份耐水解型水性聚氨酯固沙抑尘剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料的用量按质量份为：聚多元醇：35～80二异氰酸酯：20～60亲水扩链剂：1.1～7催化剂：0～0.1N，N’-二双丙酮丙烯酰胺基二胺：11～30挥发性碱：0.5～5二元胺B：0.5～3.5二酰肼：2～15。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述二元胺A选自乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、对苯二胺、邻苯二胺或间苯二胺。4.根据权利要求1或2所述的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘白玲，臧运晓，陈华林，龚伟，谢浩，杜泽川，
申请(专利权)人：中国科学院成都有机化学有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51
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