本发明专利技术涉及端异氰酸酯灌浆材料预聚体及其制备方法，主要解决现有技术中预聚体法聚氨酯灌浆材料均需加入溶剂和增塑剂进行稀释，从而导致的聚氨酯灌浆材料运输、施工应用中的安全、环保问题。本发明专利技术通过采用控制所述预聚体中NCO的重量百分含量为15～28％的技术方案较好地解决了该问题，可用于端异氰酸酯灌浆材料预聚体的工业生产中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
聚氨酯灌浆材料因其优越的性能，在水利、水电、隧道、地铁、矿山、人防、工业及民用建筑等工程中得到越来越广泛的应用，特别是在工程建设中的基础加固、堵漏止水、帷幕防渗和裂缝修补等方面。文献CN92106672. 4公开了一种制备聚氨酯型灌浆材料的方法，是用异氰酸酯残液和羟基化合物分别为两个组分，按比例直接均匀混合后进行灌浆，室温固化后使用，羟基化合物组分可以单独一个成分使用，也可以它为主体再添加各种助剂或添加剂共用，这些羟基化合物可以是聚醚、聚酯、聚丁二烯、醇酸树脂、聚丙烯酸树脂等。文献CN200810052170. 9公开了一种聚氨酯化学灌浆单液灌浆化学材料的制备方法，但是其制备过程分为三个步骤，首先制备端羟基聚氨酯预聚体，然后以此为原料制备亲水性聚氨酯预聚体，最后向步骤2中的亲水性聚氨酯预聚体中加入稀释剂、泡沫稳定剂、催化剂和增塑剂搅拌均匀制成。流程长，过程复杂，且产品中含有大量的(20%以上)低沸点溶剂丙酮，且丙酮为限制性化学品，不仅使产品的使用安全性能大打折扣，也给生产厂家原料采购和产品运输提出了极高的资质要求。 文献CN200910101168. O公开了一种高闪点(闪点> 100°C )环保型的水溶性聚氨酯化学灌浆材料。其特征是由异氰酸酯、亲水性聚醚、增塑剂以及高沸点复合溶剂(复合脂肪酸酯的混合物)和泡沫稳定剂组成。适用于大坝及其他建筑物基础防渗处理，地铁、隧道涌水处理等。该制备过程最后溶剂的加入需要在预聚体反应结束后加入高沸点溶剂和泡沫稳定剂。由上可见，现有技术中预聚体法聚氨酯灌浆材料均需要加入丙酮、二甲苯等低闪点易燃溶剂和对环境、人体毒害大的增塑剂进行稀释，以此改善浆材的流动扩散性能。由于含有低闪点易燃液体，一般闪点均低于ere，因此对施工现场的防火要求非常高，稍有不慎就会酿成重大事故。再者由于这些溶剂、增塑剂本身具有较强的挥发性和毒性，对于地铁、隧道、涵洞等地下工程中的人员健康构成极大地威胁。同时国内对易燃液体运输标准要求极高，需要专门的危险品运输车运输，无疑增加了企业的运营成本，而且潜在的危险性也大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中预聚体法聚氨酯灌浆材料均需加入溶剂和增塑剂进行稀释，从而导致的聚氨酯灌浆材料运输、施工应用中的安全、环保问题，提供一种新的端异氰酸酯灌浆材料预聚体。用该灌浆材料预聚体制得的灌浆材料，具有高闪点、气味低、毒性低、安全性好的特点。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的端异氰酸酯灌浆材料预聚体的制备方法。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下一种端异氰酸酯灌浆材料预聚体，其特征在于所述预聚体中NCO的重量百分含量为15 28%。上述技术方案中，所述预聚体中NCO的重量百分含量优选范围为> 22 28%。为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下一种所述端异氰酸酯灌浆材料预聚体的制备方法，以异氰酸酯化合物和聚醚多元醇为反应原料，在惰性气体保护下，在反应温度为50 90°C条件下，反应原料与酸性催化剂接触O. 5 6小时，制得所述端异氰酸酯灌浆材料预聚体；其中，所述酸性催化剂选自苯甲酰氯或磷酸，酸性催化剂的用量为反应原料重量的O. 05 3%0。上述技术方案中，所述异氰酸酯化合物选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的至少一种。所述聚醚多元醇选自二官能度聚醚多元醇、三官能度聚醚多元醇和聚醚交联剂的混合物；混合物中，二官能度聚醚多元醇、三官能度聚醚多元醇和聚醚交联剂的重量比为(16 18) (6 10) (I 3)。其中，所述二官能度聚醚多元醇优选方案为以丙二醇为起始剂、环氧丙烷开环聚合产品，羟值为54 120mgK0H/g ;所述三官能度聚醚多元醇优选方案为以甘油为起始剂、环氧丙烷开环聚醚，或者环氧丙烷与环氧乙烷共聚醚，羟值优选范围为26 60mgK0H/g，更优选范围为30 50mgK0H/g ;所述聚醚交联剂亦为一种三官能度聚醚多元醇，其羟值优选范围为150 600mgK0H/g。反应温度优选范围为75 85°C，反应时间优选范围为2 4小时,酸性催化剂的用量优选范围为反应原料重量的O.1 2%0。本专利技术的端异氰酸酯灌浆材料预聚体用于制备灌浆材料时，将所述预聚体与表面活性剂在40 50°C条件下混合均 匀制得聚氨酯灌浆材料。其中，所述表面活性剂选自非离子型的水溶性有机硅泡沫稳定剂，优选S1-C(硅-碳链)型。表面活性剂的用量为预聚体重量的O. 3 1. 0%。为使灌浆材料发泡固化时间可在更宽范围内调节，配以催化剂2作为该灌浆材料的副剂，现场即配即用。催化剂2为有机胺类催化剂，选自双二甲氨基乙基醚、N，N-二甲基环己胺、N-乙基吗啉、N-甲基吗啉、二吗啉二乙基醚或N-可可吗啉中的至少一种，催化剂2的用量为预聚体重量的2 6%。本专利技术控制预聚体中NCO的重量百分含量为15 28%，在制备过程中采用对环境和身体影响小、毒性低的原料，产品中不添加任何有机溶剂和任何增塑剂，同时兼顾了产品的可灌性满足下游施工应用要求。采用本专利技术的端异氰酸酯灌浆材料预聚体制备的灌浆材料，发泡率高，凝固时间短，产品的防水堵漏性能优良；特别由于产品是100%的聚合物成分，不含有机溶剂(高挥发、低闪点、低沸点、毒性)和增塑剂(对环境有害)，材料的闪点高达162°C，产品的安全性能和环保性能得到极大地提升，可有效杜绝易燃溶剂型产品在使用过程中产生的燃烧爆炸等恶性事故，对地下密闭空间施工应用特别有利；同时，灌浆材料粘度低于IOOOmpa. s (25°C )，通过聚醚的优化选择和控制预聚体NCO含量,产品的粘度可低至500mpa. s，能够满足施工应用要求，取得了较好的技术效果。本专利技术预聚体中NCO的含量可通过HGT2409-1992 (聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量的测定)分析确定。用本专利技术的灌浆材料预聚体制备的聚氨酯灌浆材料，其性能的评价方法如下称取聚氨酯灌浆材料主剂40克，加入副剂即催化剂2，混合均匀后，再加入2克水，迅速搅拌，浆液开始发泡，高度上升，体积增大直至发泡停止。测试发泡率和凝固时间。发泡率的测定聚氨酯灌浆材料与水反应后，形成的泡沫状固结体相对于原浆液的体积增长率，用百分比表示。按以下公式计算Fc=V2／V1 ·100%式中Fc为发泡率；V1为聚氨酯灌浆材料固结前的体积；V2为发泡后泡沫的体积。凝固时间的测定聚氨酯灌浆材料与催化剂、水混合后，发泡体停止上升时视为凝固时间。下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述。具体实施例方式实施例1将10克聚醚交联剂、65克聚醚多元醇B、30克聚醚多元醇C、0. 7克苯甲酰氯投入1000毫升三口烧瓶中，分析水分，水分含量应< 0.05% (若不合格，升温真空脱水直至合格)，投入200克多亚甲基多苯基多异氰酸酯和105克二苯基亚甲基二异氰酸酯，充氮气体保护，升温搅拌，恒温在55°C保持I小时，然后继续升温至78°C，保持3小时，制得灌浆树脂预聚体。其中，聚醚交联剂羟值为500mgK0H/g ;聚醚多元醇B 二官能度聚醚多元醇羟值为112mgK0H/g ;聚醚多元醇本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种端异氰酸酯灌浆材料预聚体，其特征在于所述预聚体中NCO的重量百分含量为15～28％。
【技术特征摘要】
1.一种端异氰酸酯灌浆材料预聚体，其特征在于所述预聚体中NCO的重量百分含量为 15 28%。2.根据权利要求1所述端异氰酸酯灌浆材料预聚体，其特征在于所述预聚体中NCO的重量百分含量为> 22 28%。3.权利要求1所述端异氰酸酯灌浆材料预聚体的制备方法，以异氰酸酯化合物和聚醚多元醇为反应原料，在惰性气体保护下，在反应温度为50 90°C条件下，反应原料与酸性催化剂接触O. 5 6小时，制得所述端异氰酸酯灌浆材料预聚体；其中，所述酸性催化剂选自苯甲酰氯或磷酸，酸性催化剂的用量为反应原料重量的O. 05 3%0。4.根据权利要求3所述端异氰酸酯灌浆材料预聚体的制备方法，其特征在于所述异氰酸酯化合物选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的至少一种。5.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：宣理静，宋虹霞，钮雅芬，罗宏，郑银才，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，
类型：发明
国别省市：
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