一种可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料及制备方法和应用，原料由质量比为0.9：1~1.2：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括90~110份多元醇、1~2份复合催化剂、20~30份疏水剂、1~2份防老剂和1~2份吸水剂；按质量份数计，所述B料包括90~110份异氰酸酯预聚体、3~5份吸水剂和10~20份疏水剂；所述复合催化剂由质量比为12~18：18~22：28~32：23~28二月桂酸二丁基锡、氯化锶、氯化铑和氯化铝组成，本发明专利技术提供聚氨酯材料在潮湿界面粘接强度的实验说明该材料在建筑、道桥、无砟轨道嵌缝、离缝、隧道裂缝整治领域有较大应用价值。隧道裂缝整治领域有较大应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料及制备方法和应用，属于聚氨酯材料


技术介绍

[0002]高速铁路运营过程中无砟轨道不可避免的产生如混凝土界面破损、CA砂浆受水侵蚀劣化、嵌缝、离缝和裂缝等病害。离缝是指已灌注硬化的充填层与轨道板或底座板间出现裂缝。经对已开通板式无砟轨道线充填层离缝情况的现场调研发现，轨道板端角部分的砂浆最容易出现离缝，离缝宽度从 0.5mm 至 5mm 不等且随着环境温度的变化而随之变化。当充填层产生离缝后，一方面是轨道板上的雨水会沿轨道板周边流入离缝间隙，从而在充填层与轨道板或底座板间形成积水层 ；另一方面是离缝状态下轨道板的竖向加速度和位移量增大，从而加大高速列车运行时轨道板对砂浆充填层的冲击荷载作用。在高速列车运行时的反复冲击荷载、动水压力和温度变化的交替循环作用下，充填层内的缝隙不断产生、扩展与延伸，最终连通成裂缝网络，导致充填层出现碎裂。
[0003]无砟轨道充填层的损坏将严重影响轨道的正常使用，如果不及时进行修补，在各种劣化因素的作用下，缝隙会不断扩展和加剧，将带来很大的安全隐患和经济损失。
[0004]目前市场上缝隙修补胶产品主要有聚氨酯类、硅酮类、丙烯酸类等，其中硅酮类产品具有较好的耐酸碱性，但强度低。丙烯酸类产品强度高，但柔韧性以及伸缩性都较差，容易受到水泥伸缩缝热胀冷缩的变化而导致开裂。其中聚氨酯类缝隙修补胶的综合性能较好，价格适中，这为其在建筑中的广泛使用提供了有利条件。聚氨酯类缝隙修补胶又分为单组分和双组分两种，单组份产品由于异氰酸酯与水反应有气体放出，难免会出现发泡起鼓情况，导致强度下降。双组分产品主要是异氰酸酯与聚醚多元醇的反应。
[0005]然而普通的双组分聚氨酯缝隙修补胶还存在着与混凝土在潮湿情况下容易与粘结面脱开、在动荷载作用下容易与粘结面脱开以及在潮湿界面无法粘接的问题。如专利公开号为 CN 103980697 A 的中国专利，公开了一种纳米二氧化硅改性聚氨酯弹性体及其制备方法，将二氧化硅粒子在聚氨酯中均匀分散，充分发挥了纳米粒子的增强效应，所制得的聚氨酯弹性体为纳米二氧化硅粒子交联，可显著改善聚氨酯弹性体的耐热性和化学稳定性，但是这种聚氨酯弹性体，在潮湿界面的粘结强度不好；如专利公开号为CN101245182A 的中国专利，公开了一种密封胶用耐高温耐水聚氨酯组合物及其制备方法，该组合物具有良好的耐高温性能，而且具有良好的耐水性能，但是潮湿界面的粘结强度和粘结稳定性也不够好。
[0006]鉴于此，需要专利技术一种能够提升缝隙修补胶在潮湿界面的粘接性能的方法，以适用于潮湿环境密封修补需求。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可在潮湿界面粘接的聚
氨酯材料及制备方法和应用。
[0008]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：技术主题一一种可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料，原料由质量比为0.9：1~1.2：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括90~110份多元醇、1~2份复合催化剂、20~30份疏水剂、1~2份防老剂和1~2份吸水剂；按质量份数计，所述B料包括90~110份异氰酸酯预聚体、3~5份吸水剂和10~20份疏水剂；所述复合催化剂由质量比为12~18：18~22：28~32：23~28二月桂酸二丁基锡、氯化锶、氯化铑和氯化铝组成。
[0009]在本专利技术的一些实施方案中，所述多元醇为分子量500~800g/mol的聚醚多元醇，官能度为2~3，25℃粘度为1200～3500mPa
·
s。
[0010]在本专利技术的一些实施方案中，所述疏水剂选自为石蜡油、己烷或石蜡油与己烷的混合物。
[0011]在本专利技术的一些实施方案中，所述疏水剂为质量比1：1的石蜡油与己烷的混合物。
[0012]在本专利技术的一些实施方案中，所述防老剂为质量比40：60的2,6
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二叔丁基对甲酚和3,5
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二叔丁基
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羟基苯基丙酸。
[0013]在本专利技术的一些实施方案中，所述吸水剂选自纳米二氧化硅分子筛、纳米氧化钙和纳米氧化镁中的一种或任意两种以上的组合；纳米二氧化硅分子筛、纳米氧化钙和纳米氧化镁的粒径均为20~80纳米。
[0014]在本专利技术的一些实施方案中，所述异氰酸酯预聚体是由异氰酸酯与分子量为500的聚四氢呋喃制备的预聚体，异氰酸酯预聚体中NCO质量含量15~20%。
[0015]技术主题二一种如技术主题一所提供的可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤：a、备料：准备质量比为0.9：1~1.2：1的A料和B料；按质量份数计，准备的 A料包括90~110份多元醇、1~2份复合催化剂、20~30份疏水剂、1~2份防老剂和1~2份吸水剂；按质量份数计，准备的B料包括90~110份异氰酸酯预聚体、3~5份吸水剂和10~20份疏水剂；准备的复合催化剂由质量比为12~18：18~22：28~32：23~28二月桂酸二丁基锡、氯化锶、氯化铑和氯化铝组成；b、将A料和B料分别混合搅拌，搅拌速率2000~3000r/min搅拌时间10~20min；c、将混合搅拌后的A料和B料进行混合，搅拌速率2000~3000r/min，搅拌时间15~25s。
[0016]技术主题三一种如技术主题一所提供的可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料在建筑、道桥、高速铁路无砟轨道嵌缝、离缝、隧道裂缝整治领域的应用。
[0017]在本专利技术的一些实施方案中，所述可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料灌注潮湿缝隙以用于密封。
[0018]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术所提供的聚氨酯材料，原料所采用的复合催化剂可选择性促进异氰酸酯与多元醇的反应，抑制水与异氰酸酯的反应，并且吸水剂迅速与界面水作用，形成干燥的微环境，生成的聚氨酯材料在界面不会发生发泡；疏水剂在聚氨酯周围形成半连续的保护层，降低界面处聚氨酯材料的吸水率，使界面处的聚氨酯材料结构和性能稳定，故在潮湿环境下服役过程中不会发生脱粘。
[0019]本专利技术所提供的聚氨酯材料，进行性能试验，硬度（IRHD）为52~55，拉伸强度可达23MPa，拉断伸长率可达30%，潮湿界面粘结强度可达2.0MPa。
[0020]具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对专利技术进行清楚、完整的描述。
[0022]下述实施例中所用的物质都可由市售购买得到，多元醇为分子量500~800g/mol的聚醚多元醇，官能度为2~3，25℃粘度为1200～3500mpa
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s，购买自山东蓝星东大有限公司；纳米二氧化硅分子筛、纳米氧化钙和纳米氧化镁的粒径均为20~80纳米；异氰酸酯预聚体是由异氰酸酯与分子量为500的聚四氢呋喃制备的预聚体，异氰酸酯预聚体中NCO质量含量15~20%，购买自万华化学股份有限公司，NGS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料，其特征在于，原料由质量比为0.9：1~1.2：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括90~110份多元醇、1~2份复合催化剂、20~30份疏水剂、1~2份防老剂和1~2份吸水剂；按质量份数计，所述B料包括90~110份异氰酸酯预聚体、3~5份吸水剂和10~20份疏水剂；所述复合催化剂由质量比为12~18：18~22：28~32：23~28二月桂酸二丁基锡、氯化锶、氯化铑和氯化铝组成。2.根据权利要求1所述的一种可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料，其特征在于，所述多元醇为分子量500~800g/mol的聚醚多元醇，官能度为2~3，25℃粘度为1200～3500mPa
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s。3.根据权利要求1所述的一种可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料，其特征在于，所述疏水剂选自石蜡油、己烷或石蜡油与己烷的混合物。4.根据权利要求1所述的一种可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料，其特征在于，所述疏水剂为质量比1：1的石蜡油与己烷的混合物。5.根据权利要求1所述的一种可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料，其特征在于，所述防老剂为质量比40：60的2,6
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二叔丁基对甲酚和3,5
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二叔丁基
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羟基苯基丙酸。6.根据权利要求1所述的一种可在潮湿界面粘接的聚氨酯材料，其特征在于，所述吸水剂选自纳米二氧化硅分...

【专利技术属性】
技术研发人员：董全霄，仇鹏，马春风，张国梁，马伟斌，郭小雄，崔学良，鲍星旭，闫思梦，马松松，申一彤，谢永江，郑新国，李书明，冯仲伟，刘竞，谢清清，饶云兵，顼惠惠，薛治宇，张敏肖，王静，尚亚靖，刘娜，韩向红，宋甜甜，申晓景，郝美娟，李玉鹏，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京铁科首钢轨道技术股份有限公司北京铁科特种工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：