一种单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料及其制备方法。该化学灌浆密封防水材料包括：聚酰脲和任选的扩链剂、增塑剂、溶剂、催化剂和助剂；其中，所述聚酰脲由聚碳化二亚胺和至少含有两个酸性官能团的聚合物反应制成；其中，以质量份数计，所述聚碳化二亚胺为1‑20份、至少含有两个酸性官能团的聚合物为5‑50份、扩链剂为0‑10份、增塑剂为0‑20份、溶剂0‑20份、催化剂0‑0.5份和助剂为0‑5份。本发明专利技术能够有效解决聚氨酯材料制备过程、应用、施工过程对水汽的敏感问题。

A one-component polyurea elastochemical grouting sealing waterproof material and its preparation method

The invention discloses a one-component polyurea elastic chemical grouting sealing waterproof material and a preparation method. The chemical grouting sealing waterproof material includes: polyurea and an optional chain extender, plasticizer, solvent, catalyst and additives; the polyurea is prepared by the reaction of polycarbodiimide with a polymer containing at least two acid functional groups; the polycarbodiimide is 1_20 copies by weight and the polymer containing at least two acid functional groups is 5_50 copies. The content of chain extender is 0.10 phr, plasticizer is 0.20 phr, solvent is 0.20 phr, catalyst is 0.5 phr and promoter is 0.5 phr. The invention can effectively solve the sensitive problem of water vapor in the preparation process, application and construction process of polyurethane material.

【技术实现步骤摘要】
一种单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料及其制备方法
本专利技术属于化学灌浆材料
，更具体地，涉及一种单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料及其制备方法。
技术介绍
化学灌浆是将一定的化学材料(无机或有机材料)配制成真溶液，用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内，使其渗透、扩散、胶凝或固化，以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项加固基础，防水堵漏和混凝土缺陷补强技术。即化学灌浆是化学与工程相结合，应用化学科学、化学浆材和工程技术进行基础和混凝土缺陷处理(加固补强、防渗止水)，保证工程的顺利进行或借以提高工程质量的一项技术。化学灌浆技术已在我国水电、建筑、交通和采矿四大领域得到广泛的应用，目前最常用的化学灌浆材料可分为两大类：一是防渗止水类，有水玻璃、丙烯酸盐、水溶性聚氨酯、弹性聚氨酯和木质素浆等；二是加固补强类，有环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、非水溶性聚氨酯浆等，近年来应用最多的是聚氨酯和环氧树脂浆材。聚氨酯灌浆材料是以多异氰酸酯和多元醇化合物为主要原料，并辅以其他助剂，经过一定的工艺制备的用于防渗、堵漏、加固、补强等目的溶液灌浆材料。聚氨酯弹性好，尤其适用于伸缩缝和变形缝的化学灌浆密封防水。但由于油性聚氨酯预聚体含-NCO活泼基团，遇水快速反应，体积膨胀，固化后体积收缩，容易出现渗透，严重影响伸缩缝和变形缝的密封防水。水性聚氨酯以及丙烯酸盐灌浆材料，弹性好，也适用伸缩缝和变形缝的化学灌浆密封防水，但其遇水膨胀，缺水收缩，也严重影响伸缩缝和变形缝的密封防水。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料，使得制备的单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料具有弹性好，遇水不发泡，固化后体积不收缩，固化速度可调节的特点，以提高伸缩缝和变形缝的密封防水。为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供一种单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料，该化学灌浆密封防水材料包括：聚酰脲和任选的扩链剂、增塑剂、溶剂、催化剂和助剂；其中，所述聚酰脲由聚碳化二亚胺和至少含有两个酸性官能团的聚合物反应制成；其中，以质量份数计，所述聚碳化二亚胺为1-20份、至少含有两个酸性官能团的聚合物为5-50份、扩链剂为0-10份、增塑剂为0-20份、溶剂0-20份、催化剂0-0.5份和助剂为0-5份。本专利技术的另一方面提供一种上述单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料的制备方法，该制备方法包括：(1)将至少含有两个酸性官能团的聚合物和任选的增塑剂混合均匀，升温，真空脱水；(2)然后降温，将步骤(1)所得混合物和聚碳化二亚胺混合均匀，真空出料，得到所述单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料；任选的再次降温，将扩链剂、催化剂、溶剂和助剂中的至少一种与步骤(2)所得混合物混合均匀，真空出料，得到所述单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料。本专利技术的技术方案具有如下有益效果：(1)本专利技术能够解决弹性化学灌浆密封防水材料遇水发泡，固化后体积收缩的问题；本专利技术的单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料遇水不发泡，固化后体积不收缩；(2)相较于聚氨酯灌浆密封防水材料，本专利技术制备灌浆密封防水材料时无需严苛的高温脱水等复杂工艺以控制原料的含水量在300-500ppm以下，本专利技术采用聚碳化二亚胺作为固化剂，制备灌浆密封防水材料时只需简单高温脱水，生产工艺简单；(3)本专利技术能够有效解决聚氨酯材料制备过程、应用、施工过程对水汽的敏感问题。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。本专利技术一方面提供一种单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料，该化学灌浆密封防水材料包括：聚酰脲和任选的扩链剂、增塑剂、溶剂、催化剂和助剂；其中，所述聚酰脲由聚碳化二亚胺和至少含有两个酸性官能团的聚合物反应制成；其中，以质量份数计，所述聚碳化二亚胺为1-20份、至少含有两个酸性官能团的聚合物为5-50份、扩链剂为0-10份、增塑剂为0-20份、溶剂0-20份、催化剂0-0.5份和助剂为0-5份。本专利技术的聚酰脲是一种由酰基脲键组成的聚合物，将异氰酸酯基团在适当催化剂下形成碳化二亚胺键，将-NCO转化为-NCN，进而与酸性聚合物/扩链剂等进行交联或扩链。生成的酰基脲键与氨基甲酸酯键、酰胺键结构类似，强极性、易形成强氢键。由于酰基脲基团特点决定产物聚酰脲具有聚氨酯和聚酰胺的综合特点，因此具有良好的机械性能、耐腐蚀、耐溶剂等。本专利技术的聚碳化二亚胺固化剂与异氰酸酯固化剂分子链结构相似，但是其对水汽不敏感、本专利技术的其他反应物也对水汽不敏感，因此本专利技术的生产施工工艺简单；尤其不含游离异氰酸酯单体，环保性能优异，其众多优点决定本专利技术的聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料可成功用于取代现有聚氨酯化学灌浆密封防水材料。总之，本专利技术的聚酰脲化学灌浆密封防水材料弹性好，遇水不发泡，固化后体积不收缩，固化速度可调节，特别适用于伸缩缝和变形缝的密封防水。根据本专利技术，优选地，所述聚碳化二亚胺衍生自异氰酸酯、异氰酸酯低聚物、异氰酸酯与多元醇的加成物和异氰酸酯与多元胺的加成物中的至少一种；所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯和/或芳香族异氰酸酯；所述脂肪族异氰酸酯优选选自异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；所述芳香族异氰酸酯优选选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和四甲基苯二甲基二异氰酸酯中的至少一种；其中，所述聚碳化二亚胺优选衍生自甲苯二异氰酸酯和/或二苯基甲烷二异氰酸酯。本专利技术中，所述聚碳化二亚胺的官能度大于或等于2。本专利技术中，聚碳化二亚胺的制备方法为本领域的常规制备方法；聚碳化二亚胺可以自制或商购获得。本专利技术中，所述异氰酸酯低聚物优选为异氰酸酯二聚体和/三聚体。根据本专利技术，优选地，所述聚碳化二亚胺的重均分子量优选为500-3000；进一步优选为500-2000。根据本专利技术，优选地，所述至少含有两个酸性官能团的聚合物的酸性官能团选自羧酸基、碳酸基、磺酸基、硫醇基、酚基、磷酸基和亚磺酸基中的至少一种；所述至少含有两个酸性官能团的聚合物优选为不饱和脂肪酸聚合物、至少含有两个酸性官能团的聚酯和丙烯酸聚合物中的至少一种，进一步优选为二聚脂肪酸、三聚脂肪酸和羧基丙烯酸树脂中的至少一种；所述不饱和脂肪酸聚合物优选为C10-C50的不饱和脂肪酸聚合物；进一步优选为C18的不饱和脂肪酸聚合物和/或C16的不饱和脂肪酸聚合物；根据本专利技术，优选地，所述至少含有两个酸性官能团的聚合物的重均分子量优选为100-3500；进一步优选为100-1500。根据本专利技术，优选地，所述扩链剂为含有酸性官能团的扩链剂和/或含有酸酐的扩链剂；优选为甲基四氢邻苯二甲酸酐和/或马来酸酐。根据本专利技术，优选地，所述增塑剂选自植物油酯类增塑剂、聚醚多元醇、聚酯多元醇、柠檬酸三丁酯和环己烷1,2-二甲酸二异壬酯(DINCH)中的至少一种；优选为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料，其特征在于，该化学灌浆密封防水材料包括：聚酰脲和任选的扩链剂、增塑剂、溶剂、催化剂和助剂；其中，所述聚酰脲由聚碳化二亚胺和至少含有两个酸性官能团的聚合物反应制成；其中，以质量份数计，所述聚碳化二亚胺为1‑20份、至少含有两个酸性官能团的聚合物为5‑50份、扩链剂为0‑10份、增塑剂为0‑20份、溶剂0‑20份、催化剂0‑0.5份和助剂为0‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料，其特征在于，该化学灌浆密封防水材料包括：聚酰脲和任选的扩链剂、增塑剂、溶剂、催化剂和助剂；其中，所述聚酰脲由聚碳化二亚胺和至少含有两个酸性官能团的聚合物反应制成；其中，以质量份数计，所述聚碳化二亚胺为1-20份、至少含有两个酸性官能团的聚合物为5-50份、扩链剂为0-10份、增塑剂为0-20份、溶剂0-20份、催化剂0-0.5份和助剂为0-5份。2.根据权利要求1所述的单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料，其中，所述聚碳化二亚胺衍生自异氰酸酯、异氰酸酯低聚物、异氰酸酯与多元醇的加成物和异氰酸酯与多元胺的加成物中的至少一种；所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯和/或芳香族异氰酸酯；所述脂肪族异氰酸酯优选选自异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；所述芳香族异氰酸酯优选选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和四甲基苯二甲基二异氰酸酯中的至少一种；其中，所述聚碳化二亚胺优选衍生自甲苯二异氰酸酯和/或二苯基甲烷二异氰酸酯。3.根据权利要求1所述的单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料，其中，所述聚碳化二亚胺的重均分子量为500-3000。4.根据权利要求1所述的单组分聚酰脲弹性化学灌浆密封防水材料，其中，所述至少含有两个酸性官能团的聚合物的酸性官能团选自羧酸基、碳酸基、磺酸基、硫醇基、酚基、磷酸基和亚磺酸基中的至少一种；所述至少含有两个酸性官能团的聚合物优选为不饱和脂肪酸聚合物、至少含有两个酸性官能团的聚酯和丙烯酸聚合物中的至少一种，进一步优选为二聚脂肪酸、三聚脂肪酸和羧基丙烯酸树脂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的单组分聚酰脲弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红英，王新锋，段文锋，
申请(专利权)人：北京东方雨虹防水技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11