冻土用聚氨酯加固材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了冻土用聚氨酯加固材料及其制备方法，冻土用聚氨酯加固材料由质量比为1:1的A组分和B组分混合而成，其中A组分包括聚醚多元醇a 20‑60份；聚醚多元醇b 5‑35份；聚酯多元醇5‑10份；泡沫稳定剂0.5‑1.0份；水0.2‑0.8份；催化剂0.2‑5.0份；发泡剂1.0‑10.0份；阻燃剂4‑20份；增强剂5‑10份；防沉剂0.1‑0.5份；B组分为多苯基甲烷多异氰酸酯。制备方法为将各原料混合发泡即得。本发明专利技术提供的加固材料能够阻隔地上活动热量对地基下冻土的影响，保证地基之上建筑等的稳定，其韧性大，强度高，方数可控，能有效减少耗材。

Polyurethane Reinforcement Material for Frozen Soil and Its Preparation Method

The invention discloses a polyurethane reinforcement material for frozen soil and a preparation method thereof. The polyurethane reinforcement material used for frozen soil is made up of a mixture of A components and B components with mass ratio of 1:1, wherein the A component comprises polyether polyols a 20, 60 parts, polyether polyols 5 B 35, polyester polyols 5, 10, foam stabilizers 0.5 1, water 0.2 0.2 0.8, catalyst 0.2, 0.2, foaming agent 0.2. 0 phr; flame retardant 4 20 phr; reinforcer 5 10 phr; anti-settling agent 0.1 0.5 phr; component B is polyphenylmethane polyisocyanate. The preparation method is that the raw materials are mixed and foamed. The reinforcing material provided by the invention can block the influence of the ground active heat on the frozen soil under the foundation, ensure the stability of the buildings above the foundation, has high toughness, high strength, controllable square number, and can effectively reduce the consumption of materials.

【技术实现步骤摘要】
冻土用聚氨酯加固材料及其制备方法
本专利技术涉及聚氨酯材料制备领域，尤其涉及冻土用聚氨酯加固材料及其制备方法。
技术介绍
冻土是指零摄氏度以下，一般都在-10℃至-17℃，冬季气温可低至-40℃，甚至-55℃，并含有冰的各种岩石和土壤。冻土有机质含量不高，腐殖质含量为10-20克每千克，腐殖质结构简单，70％以上是富里酸，呈酸性或碱性反应，阳离子代换量低，一般为10厘摩尔(+)每千克土左右，土壤粘粒含量少，而且淋失非常微弱，营养元素贫乏。冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征，此特征导致了在冻土区修筑工程构筑物必须面临两大危险：冷胀和融沉。中国的青藏铁路就有一段路需要通过冻土层，工程师需要通过多种方法使冻土层的温度稳定，以避免由于冻土层的转变而使铁路路基不平，防止意外发生；而前苏联和加拿大近一半的领土都是冻土层。目前，多用建筑垃圾做地基，解决冻土地面凹陷不平情况；也有用水泥做地基，但是这两种方法不但耗材大，而且保温性能差，很容易造成材料和冻土融为一体，起不到地基的作用；同时建筑垃圾和水泥脆性大，更为重要的是地基其强度也难以保证，用于冻土地基存在一定的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供冻土用聚氨酯加固材料及其制备方法，该加固材料能够阻隔地上活动热量对地基下冻土的影响，保证地基之上建筑等的稳定，同时保证与冻土接触的地基的稳定性，其韧性大，强度高，具有阻燃性在施工过程中方数可控，能有效减少耗材，解决动土地基不稳定的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：冻土用聚氨酯加固材料，由质量比为1:1的A组分和B组分混合而成，其中所述A组分包括以下重量份的原料：所述B组分为多苯基甲烷多异氰酸酯。优选地：所述聚醚多元醇a的官能度为4-5，分子量为550-750；所述聚醚多元醇b的官能度为4-6，分子量为250-700；所述聚酯多元醇c为芳烃聚酯多元醇，其官能度为2-3，分子量为300-800。优选地：所述催化剂为五甲基二亚乙基三胺、三亚乙基二胺、三(二甲基丙基)六氢三嗪或N,N-二甲基卞胺中的一种或多种。优选地：所述发泡剂为一氟二氯乙烷和/或五氟丙烷。优选地：所述阻燃剂为磷酸三(2-氯丙基)酯和/或磷酸三乙酯。优选地：所述增强剂为三聚氰胺、重钙或轻钙中的一种或多种。优选地：所述防沉剂为为AEROSILR202。制备所述冻土用聚氨酯加固材料的方法，包括以下步骤：(1)将上述重量份的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚酯多元醇c和水混合搅拌均匀，然后加入所述泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂和增强剂混匀，得A组分；(2)将所述B组份加入所述A组分中进行发泡，即得所述冻土用聚氨酯加固材料。优选地：步骤(1)中所述混匀为在混合釜中搅拌1-2h。五甲基二亚乙基三胺，别称N，N，N′，N″，N″-五甲基二亚乙基三胺，简称PMDETA，是聚氨酯反应的高活性催化剂，它以催化发泡反应为主，也用于平衡整体发泡及凝胶反应。由于它的强烈发泡效果，能够改善泡沫流动性，因此改善产品生产工艺和提高制量。其催化剂活性大，发泡速度快，制品具有高韧性以及高承载性。五甲基二亚乙基三胺季铵盐是软泡延迟催化剂，用于延长发泡乳白时间，适合复杂形状泡沫制品及箱式发泡工艺，改善泡孔结构，提高模塑质量。其自身用量范围相当宽，并且用量变化对乳白时间影响不明显；但增加用量能缩短泡沫上升时间，能缩短固化时间。三亚乙基二胺，又称1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、1,4-二叠氮双环辛烷、三乙烯二胺、TEDA、1,4-二偶氮双环[2.2.2]辛烷、1,4-乙烯哌嗪、二环[2.2.2]-1,4-二氮杂辛烷、三乙撑二胺、1,4-二叠氮双环[2.2.2]辛烷等，分子式是C14H28N2，分子量为224.3855，该物质主要用作聚氨酯的催化剂，因室温时是结晶固体，直接使用有困难，必须先将其溶解于相应的溶剂配成溶液，如乙二醇、丙二醇等。三(二甲基丙基)六氢三嗪，又名1,3,5-三(二甲基胺丙基)-1,3,5-六氢化三嗪、N,N,N’,N’,N”,N”-六甲基-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙胺、1,3,5-三(二甲基胺丙基)-1,3,5-六氢化三嗪、1,3,5-三(3-二甲氨基丙基)六氢-S-三嗪、三嗪催化剂、1,3,5-三(二甲基胺丙基)-1,3,5-六氢化三嗪，分子式为C18H42N6，简称JD-10催化剂，JD-10催化剂是一种温和的三聚催化剂，可使用于各种聚氨酯及聚异氰脲酸酯等的硬质泡沫系统中。JD-10催化剂应与其它聚氨酯及聚异氰脲酸酯催化剂共同使用。JD-10催化剂的反应性比其它三聚催化剂(例如辛酸钾)较为温和，因此更容易平衡控制反应曲线。其具有优质的发泡催化能力和优质的全水发泡催化能力。N,N-二甲基卞胺，分子式为C9H13N，N,N-二甲基苄胺在聚氨酯行业是聚酯型聚氨酯块状软泡、聚氨酯硬泡及胶黏剂涂料的催化剂，主要用于硬泡，可使聚氨酯泡沫具有良好的前期流动性和均匀的泡孔，泡沫体与基材间有较好的粘结力。一氟二氯乙烷简称HCFC-141b，是一种高纯度的液体，广泛应用于清洗和溶剂领域。由于其对臭氧层的破坏是CFC-113的1/10，因而被指定为全卤代氟氯碳化合物的一种理想的替代物。化学式为CCl2F-CH3，HCFC-141b没有闪点，属非可燃液体。具有优良的热稳定性、化学稳定性，但不能同强碱性化合物、碱性金属接触。五氟丙烷，又名1,1,1,3,3-五氟丙烷，简称HFC-245fa，化学式为CF3-CH2-CHF2，与水不溶，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿、油类、烃类等多数有机溶剂，用于冰箱、板材聚氨酯绝热材料发泡等。磷酸三(2-氯丙基)酯，又称磷酸三(1-氯-2-丙基)酯、阻燃增塑剂TCPP、异丙基苯酚磷酸酯、异丙基磷酸酯、磷酸三异丙基苯酯、IPPP、异丙基三芳基磷酸酯等，英文名为tris(1-chloro-2-propyl)phosphate，分子式是C9H18Cl3O4P，分子量为327.5696。用于条状、块状泡沫生产中的火焰阻燃剂。是一种成本低廉的火焰阻燃剂，且具有良好的稳定性。磷酸三异丙基苯酯35(阻燃剂ippp35)Reofos35广泛用于橡胶制品和PVC塑料阻燃输送带、皮革、农用地膜、地板材料、电缆、氯丁橡胶、丁腈橡胶等合成橡胶的阻燃增塑剂，环氧树酯的阻燃剂。磷酸三乙酯，英文名Triethylphosphate，又称阻燃剂TEP、三乙基磷酸酯、三乙磷酸酯、三乙氧基磷、TEP、阻燃剂-TEP等，分子式是C6H15O4P，分子量182.1547，磷酸三乙酯(阻燃剂TEP)为高沸点溶剂，橡胶和塑料的增塑剂，也用作制取农药杀虫剂的原料，用作乙基化试剂和乙烯酮生产。在日本，该品的70％用于催化剂，约20％用作溶剂。主要用途如下：(1)催化剂：二甲苯异构体催化剂、烯烃的聚合催化剂、制造四乙基铅的催化剂、制造碳化二亚胺的催化剂、三烷基硼和烯烃的置换反应催化剂、用乙酸高温脱水制造乙烯酮的催化剂、苯乙烯同共轭二烯类化合物聚合用的催化剂；如果在对苯二甲酸、乙二醇聚合时使用则有防止纤维变色的作用。(2)溶剂：硝酸纤维素及乙酸纤维素的溶剂、用于保持有机过氧化物催化剂寿命的溶剂、氟化乙烯分散用的溶剂、作聚酯树脂、环氧树脂的固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.冻土用聚氨酯加固材料，其特征在于，由质量比为1:1的A组分和B组分混合而成，其中所述A组分包括以下重量份的原料：

【技术特征摘要】
1.冻土用聚氨酯加固材料，其特征在于，由质量比为1:1的A组分和B组分混合而成，其中所述A组分包括以下重量份的原料：所述B组分为多苯基甲烷多异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的冻土用聚氨酯加固材料，其特征在于，所述聚醚多元醇a的官能度为4-5，分子量为550-750；所述聚醚多元醇b的官能度为4-6，分子量为250-700；所述聚酯多元醇c为芳烃聚酯多元醇，其官能度为2-3，分子量为300-800。3.根据权利要求1所述的冻土用聚氨酯加固材料，其特征在于，所述催化剂为五甲基二亚乙基三胺、三亚乙基二胺、三(二甲基丙基)六氢三嗪或N,N-二甲基卞胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的冻土用聚氨酯加固材料，其特征在于，所述发泡剂为一氟二氯乙烷和/或五氟丙烷。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明友，李宗儒，郝德开，唐国涛，
申请(专利权)人：山东一诺威新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37