本发明专利技术公开了一种本发明专利技术用于水下活动裂缝修补的化学灌浆材料，所述灌浆材料由A组分和B组分组成；所述A组分包括以下重量份数的成分：聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯120份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯60～980份、稀释剂10份以及增塑剂14份；所述B组分包括以下重量份数的成分：交联剂245份、催化剂1份以及消泡剂0.5份；使用时，将A组分和B组分按质量比为1：1～3混合。本发明专利技术灌浆材料既能够在水下快速反应实现固化，又能够防止其在运输过程中出现提前反应固化的问题，同时材料与干湿混凝土的粘结强度大，具有良好的延展性和抗低温弯折性，能够有效适应常低温下活动裂缝的变形。能够有效适应常低温下活动裂缝的变形。
【技术实现步骤摘要】
一种用于水下活动裂缝修补的化学灌浆材料
[0001]本专利技术涉及一种用于水下活动裂缝修补的化学灌浆材料。
技术介绍
[0002]混凝土作为目前用量最大的建筑材料之一，被广泛应用于水利工程中。但是混凝土作为一种复合型建筑材料，在其施工和服役过程中会受到内部因素和外部环境的影响而产生裂缝。特别是混凝土水下部分，由于其长期处于水下，工作环境恶劣，一旦产生裂缝，将造成大坝渗漏，对大坝安全运行构成直接的危害。但是，由于运行要求，许多大坝不允许放空水库进行修补，这就要求进行水下修补施工。与干燥环境相比，水下环境要求灌浆材料要具备一定的抗低温性、抗磨耐冲性，还能适应活动裂缝错位撕裂引起的应力变化。目前所用较多的环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸酯类化学灌浆材料存在低温下固化速度慢，水下湿粘结性差，延展性低的问题。
技术实现思路
[0003]专利技术目的：本专利技术目的旨在提供一种用于水下活动裂缝修补的化学灌浆材料，该材料既能够在水下快速反应实现固化，又能够防止其在运输过程中出现提前反应固化的问题，同时材料与干湿混凝土的粘结强度大，具有良好的延展性和抗低温弯折性，能够有效适应常低温下活动裂缝的变形。
[0004]技术方案：本专利技术所述的用于水下活动裂缝修补的化学灌浆材料，所述灌浆材料由A组分和B组分组成；所述A组分包括以下重量份数的成分：聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯120份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯60～980份、稀释剂10份以及增塑剂14份；所述B组分包括以下重量份数的成分：交联剂245份、催化剂1份以及消泡剂0.5份；使用时，将A组分和B组分按质量比为1：1～3混合。
[0005]其中，所述聚醚多元醇为含两个端羟基的聚氧丙烯型聚醚二醇混合物，型号为DL
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1000D(分子量为1000)和DL
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2000D(分子量为2000)的聚醚多元醇按重量比2:3混合而成。
[0006]其中，所述二苯基甲烷二异氰酸酯为2,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯按质量比1～1.2：1组成的混合物。纯4,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯室温下为固体且反应活性高，相比于纯4,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯，2,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯分子结构的不对称性使其熔点下降，同时亚甲基的空间位阻效应使4,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯反应活性下降，从而降低二苯基甲烷二异氰酸酯生成预聚体的反应速度，从而一方面能够使预聚反应过程中不易生成二聚体杂质，另一方面能够增加终产品的柔韧性，提高延展性；同时两者的混合物使凝固点更低，可以在室温下贮存和使用(不需要额外加热溶解)。
[0007]其中，所述稀释剂为碳12～14的烷基缩水甘油醚。
[0008]其中，所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯。
[0009]其中，所述交联剂由聚氧丙烯型聚醚三醇(型号为N310，分子量为1000)与3,3
′‑
二
氯
‑
4,4
′‑
二氨基二苯甲烷按重量比8.8：1混合而成。3,3
′‑
二氯
‑
4,4
′‑
二氨基二苯甲烷分子上的氨基可以与A组分中的异氰酸酯反应生成内聚能高的脲基；聚氧丙烯型聚醚三醇具有适中的碳
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碳链长度，使得反应后生成的聚合物链段迁移能力增强，产品的弹性增加，而且发生反应扩链增长分子链的同时，还会在生成的分子链中引出支链的反应点，发生交联反应，形成网状结构，从而使最终固化的产品既具有良好的粘结强度，又具有良好的延展性。
[0010]其中，所述催化剂为型号AUCAT
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101的聚氨酯催化剂。
[0011]其中，所述消泡剂为型号BK
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221的聚醚酯类消泡剂。
[0012]上述用于水下活动裂缝修补的化学灌浆材料的制备方法，包括如下步骤：
[0013](1)制备A组分：在密闭反应器内加入聚醚多元醇，升温至不低于120℃(充分脱除聚醚多元醇中的游离水分)，真空脱水，直至含水量低于0.5％(水会与二苯基甲烷二异氰酸酯分子上的异氰酸酯基团会发生反应生成脲基，一方面会使预聚体的粘度增大，后续使用过程中流动性差，易产生气泡，影响最终产品的力学性能，另一方面脲基会进一步与异氰酸酯基团发生交联反应，预聚体的稳定性下降甚至可能会发生凝胶)；降温至60～65℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至80～85℃反应(反应温度过低，聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯的反应不充分，体系中游离的二苯基甲烷二异氰酸酯含量增多，最终产品偏硬，偏脆；反应温度过高，体系中易发生分子支化和交联反应，使预聚体稳定性下降，体系粘度增大，易产生气泡，影响最终产品的力学性能)，得到聚氨酯预聚体(提前合成预聚体，使后续扩链、交联反应更加可控，最终得到的产品分子量高，分子链结构更加规整，性能也更加稳定)；然后降温至40～45℃(相比于室温，体系的流动性更好，搅拌过程中产生的气泡更少，更有利于各原料之间的充分混合)，再加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯、稀释剂和增塑剂，搅拌均匀，冷却至室温，得到A组分；
[0014](2)制备B组分：在密闭反应器内，依次加入交联剂、聚氨酯催化剂和聚醚酯类消泡剂，搅拌均匀，得到B组分。
[0015](3)使用时，将A组分和B组分按照重量比1：1～3混匀，得到双组分化学灌浆材料。
[0016]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著的优点：(1)本专利技术通过选用高反应活性的多亚甲基多苯基多异氰酸酯，使固化交联反应在低温下也能进行；同时，耐水解聚氨酯催化剂的加入，能够有效提高材料在低温下的固化速度，从而使灌浆材料在低温和水下也具有快的固化速度，实现裂缝的快速修复。(2)本专利技术选用芳香族的异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸酯)作为合成聚氨酯预聚体的原料，刚性的苯环结构能够使材料表现出更高的抗拉强度；多亚甲基多苯基多异氰酸酯是一种不同官能度的多异氰酸酯混合物，由50％左右的二苯基甲烷二异氰酸酯和低聚合度异氰酸酯组成，其中经二苯基甲烷二异氰酸酯自聚反应形成的环异氰脲酸酯结构和低聚合度异氰酸酯结构力学强度高；交联剂分子中的苯环刚性结构以及固化交联反应后生成的脲基结构均具有很强的极性，能够增加分子间的内聚力，赋予灌浆材料高的强度。(3)灌浆材料能够排除或消耗粘结基面的水分，使材料与粘结面进行充分接触，从而提高灌浆材料与干湿混凝土的粘结强度，一方面使用长碳链的烷基缩水甘油醚作为活性稀释剂，提高灌浆材料的疏水性，排除材料与湿基面之间的水分；另一方面高反应活性的多亚甲基多苯基多异氰酸酯不仅可以消耗掉湿基面上的游离水分，而且可与混凝土基材表面的羟基发生反应，形成化学桥联键，增强材料与混凝土之间的结合力。(4)本专利技术选用分子量1000～2000的聚醚多元醇，因醚键内聚能低，极性弱，容易旋
转，经交联固化反应后，材料表现出良好的低温柔本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于水下活动裂缝修补的化学灌浆材料，其特征在于，所述灌浆材料由A组分和B组分组成；所述A组分包括以下重量份数的成分：聚醚多元醇100份、二苯基甲烷二异氰酸酯120份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯60～980份、稀释剂10份以及增塑剂14份；所述B组分包括以下重量份数的成分：交联剂245份、催化剂1份以及消泡剂0.5份。2.根据权利要求1所述的用于水下活动裂缝修补的化学灌浆材料，其特征在于：使用时，将A组分和B组分按质量比为1：1～3混合。3.根据权利要求1所述的用于水下活动裂缝修补的化学灌浆材料，其特征在于：所述聚醚多元醇由分子量为1000的DL
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1000D聚醚多元醇和分子量为2000的DL
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2000D的聚醚多元醇按重量比2:3混合而成。4.根据权利要求1所述的用于水下活动裂缝修补的化学灌浆材料，其特征在于：所述二苯基甲烷二异氰酸酯为2,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯按质量比1～1.2：1组成的混合物。5.根据权利要求1所述的用于水下活动裂缝修补的化学灌浆材料，其特征在于：所述稀释剂为碳12～14的烷基缩水甘...
【专利技术属性】
技术研发人员：代云茜，何岫玲，彭瑞民，白银，孙莹，孙岳明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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