專利名稱：：一種高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料。適用于大壩及其它建筑物基礎(chǔ)防滲處理，地鐵、隧道涌水處理等。
背景技術(shù)：
：聚氨酯灌漿材料是應(yīng)用于水利、水電、隧道、地鐵、礦山、人防、工業(yè)及民用建筑等工程中起防滲、堵漏、加固作用的重要灌漿材料。聚氨酯化學(xué)灌漿材料按其性能可分為水溶性(親水型)和油溶性(疏水型)兩大類；按制備方法可分為一步法和預(yù)聚法。其中一步法是將灌漿材料制成兩個(gè)組份，一個(gè)組份是聚醚多元醇，另一個(gè)組份是異氰酸酯，這種方法制備的灌漿材料固化快、強(qiáng)度高，但在使用過程中需要雙液泵以及混合設(shè)備，設(shè)備投資比較大。所以在實(shí)際使用中更多是采用預(yù)聚法制備的聚氨酯灌漿材料。預(yù)聚法是將過量異氰酸酯與聚醚多元醇反應(yīng)而制得端異氰酸酯基(-NCO)預(yù)聚體，然后根據(jù)需要加入溶劑、催化劑、表面活性劑等組成化學(xué)漿液。由于水溶性聚氨酯灌漿材料具有與水反應(yīng)快、并有二次擴(kuò)散的功能，其固結(jié)體還具有遇水膨脹的性能，因此一般常用作防水堵漏的首選材料。國(guó)內(nèi)研制、應(yīng)用聚氨酯灌漿材料已近30年的歷史，由于預(yù)聚法制備的聚氨酯粘度大，需要加入溶劑才能稀釋至可使用的粘度，多年來在國(guó)內(nèi)各個(gè)生產(chǎn)廠家使用的均為丙酮、二甲苯等低閃點(diǎn)易燃溶劑。其中，丙酮的閃點(diǎn)為-17.8。C(閉杯法)，二甲苯的閃點(diǎn)為27.2-46.1'C(閉杯法)，在生產(chǎn)和使用過程中對(duì)環(huán)境保護(hù)和人體健康帶來不利影響，甚至有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。例如，當(dāng)在地鐵、隧道、地下室等通風(fēng)不良的部位進(jìn)行施工時(shí)，由于漿液本身具有較大的揮發(fā)性，因此產(chǎn)生的揮發(fā)物質(zhì)會(huì)對(duì)施工人員的人體造成一定的損害，過量吸入丙酮、二甲苯蒸氣，對(duì)人的呼吸道、食道等器官會(huì)引起一定的麻醉作用，長(zhǎng)期接觸也會(huì)對(duì)皮膚產(chǎn)生刺激作用。而更為嚴(yán)重的是，目前使用的聚氨酯灌漿材料均含低閃點(diǎn)溶劑，屬易燃液體(凡閃點(diǎn)低于6rC的液體均性易燃液體，傳統(tǒng)的聚氨酯灌漿材料的閃點(diǎn)一般在-102(TC之間，在我國(guó)2002年公布的危險(xiǎn)化學(xué)品名錄中，仍把聚氨酯化學(xué)灌漿材料列為中閃點(diǎn)易燃物品)，因此在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)防火的要求非常高，稍有不慎有可能釀成重大后果。例如2009年1月8日，華東某地鐵11號(hào)線施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)，造成一死數(shù)傷，其原因就是電線短路引燃聚氨酯化學(xué)灌漿材料，2008年12月30日，北方某地鐵二號(hào)線隧道施工發(fā)生火災(zāi)事故，也是由于切割時(shí)引燃防水材料造成的。這些事故的發(fā)生，不僅給人民的生命安全和財(cái)產(chǎn)造成損失，也給聚氨酯材料本身的應(yīng)用造成負(fù)面影響。同時(shí)由于傳統(tǒng)的聚氨酯灌漿材料屬于中閃點(diǎn)易燃液體，因此對(duì)運(yùn)輸防火的要求也很高，需要專門的危險(xiǎn)品運(yùn)輸車運(yùn)輸，不僅成本高，而且潛在的危險(xiǎn)性也較大。國(guó)際上，聚氨酯灌漿材料正在朝著適應(yīng)環(huán)境保護(hù)、安全、高效、耐久等需求方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)的聚氨酯灌漿材料由于受到原材料和工藝技術(shù)、價(jià)格和市場(chǎng)等因素的制約，大多含有價(jià)格較低的丙酮或二甲苯等易燃溶劑。但是隨著國(guó)內(nèi)多起由于操作不當(dāng)引起的堵水材料失火的事故的發(fā)生，人們會(huì)越來越多的關(guān)注材料的安全性能。因此，研制出高閃點(diǎn)(在100'C以上)、不易燃、環(huán)保型的水溶性聚氨酯灌漿材料，不僅滿足國(guó)家倡導(dǎo)的"以人為本"的管理理念，也能為地鐵、煤礦等國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)提供有力的保證，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)由于可以作為普通物品運(yùn)輸，因此對(duì)于各類搶險(xiǎn)工程的及時(shí)性也能得到保證。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，在保留原有水溶性聚氨酯灌漿材料綜合性能的基礎(chǔ)上，使本發(fā)明聚氨酯灌漿材料具有高閃點(diǎn)、不易燃，環(huán)保性能好的特點(diǎn)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，其特征是由異氰酸酯10~35重量份、親水性聚醚30~80重量份、增塑劑530重量份、高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑10-50重量份和泡沫穩(wěn)定劑0.53重量份組成；工藝過程如下(1)在裝有冷凝器、攪拌器的反應(yīng)釜內(nèi)加入親水性聚醚3080重量份和增塑劑530重量份，在100120'C下減壓脫水13小時(shí)，取樣，進(jìn)行水份含量測(cè)定，水份含量<0.10%，然后再加入異氰酸酯10~35重量份，反應(yīng)溫度在709(TC，反應(yīng)時(shí)間在1.5-2.5小時(shí)，生成預(yù)聚體反應(yīng)液；(2)將步驟(1)生成的預(yù)聚體反應(yīng)液冷卻降溫至40-50'C，再加入高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑10-50重量份和泡沫穩(wěn)定劑0.5-3重量份，攪拌均勻，即得到高閃點(diǎn)環(huán)保型水溶性聚氨酯化學(xué)灌槳材料。所述的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4，4，-二異氰酸酯或多亞甲基多苯基多異氰酸酯。所述的親水性聚醚為三官能度的或四官能度的聚醚多元醇，分子量5000-10000，羥基值為2060mgKOH/g。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。所述的高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑為一種復(fù)合脂肪酸酯的混合物，混合物由丁二酸二甲酯10-30重量份、戊二酸二甲酯20~45重量份和己二酸二甲酯35~50重量份混合而成。所述的泡沫穩(wěn)定劑為聚烷烴硅氧垸。4本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明產(chǎn)品既保留了原有水溶性聚氨酯灌漿材料快速堵水的優(yōu)良性能，又不含如丙酮、二甲苯等低沸點(diǎn)、低閃點(diǎn)的溶劑，而是采用了高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑，并通過配方調(diào)整，使合成的聚氨酯灌漿材料與該復(fù)合溶劑能完全匹配。產(chǎn)品施工安全性好，是環(huán)保型的聚氨酯化學(xué)灌漿材料，特別適用于地鐵、隧道、地下室等密閉空間的防水處理。而且其具有良好的親水性能，遇水后很快分散乳化，進(jìn)而固化。純固結(jié)體還具有遇水膨脹性能，這對(duì)混凝土伸縮縫、變形縫的漏水處理有利。具體實(shí)施例方式實(shí)施例l，本例的原料配比為聚醚多元醇(分子量6000，羥基值30mgKOH/g)36重量份鄰苯二甲酸二丁酯14重量份甲苯二異氰酸酯32重量份高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑18重量份聚烷烴硅氧烷1重量份其中高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑由丁二酸二甲酯20重量份、戊二酸二甲酯32重量份和己二酸二甲酯43重量份混合而成。工藝過程是(1)在裝有冷凝器、攪拌器的反應(yīng)釜內(nèi)加入聚醚多元醇36重量份和鄰苯二甲酸二丁酯14重量份，在11(TC下減壓脫水2小時(shí)，取樣，進(jìn)行水分含量測(cè)定，水份含量應(yīng)<0.10%，然后再加入甲苯二異氰酸酯32重量份，反應(yīng)溫度在80'C，反應(yīng)時(shí)間在2小時(shí)，生成預(yù)聚體反應(yīng)液；(2)將步驟(1)生成的預(yù)聚體反應(yīng)液冷卻降溫至4(TC，再加入高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑18重量份和聚烷烴硅氧烷1重量份，攪拌均勻，即得到高閃點(diǎn)環(huán)保型水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料。以上實(shí)施例獲得的產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例2，本例的原料配比為聚醚多元醇(分子量6000，羥基值30mgKOH/g)鄰苯二甲酸二丁酯甲苯二異氰酸酯高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑聚垸烴硅氧烷其中高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑由丁二酸二甲酯20重量份、戊二酸二甲酯32重量份和己二酸二甲酯43重量份混合而成。工藝過程與實(shí)施例1相同。以上實(shí)施例獲得的產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)如下50重量份9重量份16重量份25重量份1.5重量份性能指標(biāo)外觀淺黃色透明液體粘度(mPas，25°C)~440凝膠時(shí)間(min)<1包水量(倍)>30遇水膨脹率(％)>80LD50(mg/kg)>腦00閃點(diǎn)('c)106實(shí)施例3，本例的原料配比為-聚醚多元醇(分子量5000，羥基值20mgKOH/g)30重量份鄰苯二甲酸二辛酯5重量份二苯基甲垸-4，4'-二異氰酸酯IO重量份高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑IO重量份聚垸烴硅氧烷0.5重量份其中高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑由丁二酸二甲酯10重量份、戊二酸二甲酯20重量份和己二酸二甲酯35重量份混合而成。工藝過程是(1)在裝有冷凝器、攪拌器的反應(yīng)釜內(nèi)加入聚醚多元醇30重量份和鄰苯二甲酸二辛酯5重量份，在IO(TC下減壓脫水1小時(shí)，取樣，進(jìn)行水分含量測(cè)定，水份含量應(yīng)<0.10%，然后再加入二苯基甲烷-4，4，-二異氰酸酯IO重量份，反應(yīng)溫度在70。C，反應(yīng)時(shí)間在1.5小時(shí)，生成預(yù)聚體反應(yīng)液；(2)將步驟(1)生成的預(yù)聚體反應(yīng)液冷卻降溫至4(TC，再加入高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑10重量份和聚烷烴硅氧垸0.5重量份，攪拌均勻，即得到高閃點(diǎn)環(huán)保型水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料。80重量份30重量份35重量份50重量份3重量份實(shí)施例4，本例的原料配比為聚醚多元醇(分子量10000，羥基值60mgKOH/g)鄰苯二甲酸二丁酯多亞甲基多苯基多異氰酸酯高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑聚烷烴硅氧烷其中高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑由丁二酸二甲酯30重量份、戊二酸二甲酯45重量份和己二酸二甲酯50重量份混合而成。工藝過程是(1)在裝有冷凝器、攪拌器的反應(yīng)釜內(nèi)加入聚醚多元醇80重量份和鄰苯二甲酸二丁酯30重量份，在12(TC下減壓脫水3小時(shí)，取樣，進(jìn)行水分含量測(cè)定，水份含量應(yīng)<0.10%，然后再加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯35重量份，反應(yīng)溫度在9CTC，反應(yīng)時(shí)間在2.5小時(shí)，生成預(yù)聚體反應(yīng)液；(2)將步驟(1)生成的預(yù)聚體反應(yīng)液冷卻降溫至5(TC，再加入高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑50重量份和聚烷烴硅氧烷3重量份，攪拌均勻，即得到高閃點(diǎn)環(huán)保型水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料。實(shí)施例5，本例的原料配比為-聚醚多元醇(分子量7000，羥基值40mgKOH/g)鄰苯二甲酸二丁酯二苯基甲烷-4，4'-二異氰酸酯高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑聚烷烴硅氧烷其中高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑由丁二酸二甲酯20重量份、戊二酸二甲酯32重量份和己二酸二甲酯42重量份混合而成。工藝過程是(1)在裝有冷凝器、攪拌器的反應(yīng)釜內(nèi)加入聚醚多元醇55重量份和鄰苯二甲酸二丁酯17重量份，在11(TC下減壓脫水2小時(shí)，取樣，進(jìn)行水分含量測(cè)定，水份含量應(yīng)<0.10%，然55重量份17重量份22重量份30重量份1.5重量份后再加入二苯基甲烷-4，4'-二異氰酸酯22重量份，反應(yīng)溫度在80'C，反應(yīng)時(shí)間在2小時(shí)，生成預(yù)聚體反應(yīng)液；(2)將步驟(1)生成的預(yù)聚體反應(yīng)液冷卻降溫至40'C，再加入高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑30重量份和聚烷烴硅氧烷1.5重量份，攪拌均勻，即得到高閃點(diǎn)環(huán)保型水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料。實(shí)施例6，本例的原料配比為聚醚多元醇(分子量7000，羥基值40mgKOH/g)55重量份鄰苯二甲酸二辛酯18重量份多亞甲基多苯基多異氰酸酯23重量份高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑30重量份聚垸烴硅氧垸2重量份其中高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑由丁二酸二甲酯20重量份、戊二酸二甲酯33重量份和己二酸二甲酯43重量份混合而成。本例除原料的含量與實(shí)施例5略有不同外，工藝過程與例5相同。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1)高閃點(diǎn)閃點(diǎn)在100'C以上，屬非化危品液體，因此有利于運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)和操作者的人身安全。2)親水性好遇水后先分散乳化，進(jìn)而凝膠固結(jié)，適用于潮濕條件下裂縫的防滲處理和涌水的處理。3)水膨脹性固結(jié)體具有遇水膨脹性能，這對(duì)混凝土伸縮縫的漏水處理有利。4)單組分操作方便產(chǎn)品為單組份，不需復(fù)雜配制漿液，直接將漿液倒入單液泵，即可灌漿。5)反應(yīng)速度快漿液遇水后迅速發(fā)泡固化，達(dá)到快速止水的目的。在堵大流量涌水時(shí)，還可以與催化劑混合使用，進(jìn)一步加快反應(yīng)速度。6)無毒性產(chǎn)品屬實(shí)際無毒類，對(duì)人體及環(huán)境友好。權(quán)利要求1、一種高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，其特征是由異氰酸酯10～35重量份、親水性聚醚30～80重量份、增塑劑5～30重量份、高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑10-50重量份和泡沫穩(wěn)定劑0.5～3重量份組成；(1)在裝有冷凝器、攪拌器的反應(yīng)釜內(nèi)加入親水性聚醚30～80重量份和增塑劑5～30重量份，在100～120℃下減壓脫水1～3小時(shí)，取樣，進(jìn)行水份含量測(cè)定，水份含量＜0.10％，然后再加入異氰酸酯10～35重量份，反應(yīng)溫度在70～90℃，反應(yīng)時(shí)間在1.5～2.5小時(shí)，生成預(yù)聚體反應(yīng)液；(2)將步驟(1)生成的預(yù)聚體反應(yīng)液冷卻降溫至40-50℃，再加入高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑10-50重量份和泡沫穩(wěn)定劑0.5-3重量份，攪拌均勻，即得到高閃點(diǎn)環(huán)保型水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料。2、根據(jù)權(quán)利1所述的高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，其特征是所述的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲垸-4，4'-二異氰酸酯或多亞甲基多苯基多異氰酸酯。3、根據(jù)權(quán)利1所述的高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，其特征是所述的親水性聚醚為三官能度的或四官能度的聚醚多元醇，分子量5000-10000，羥基值為20~60mgKOH/g。4、根據(jù)權(quán)利1所述的高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，其特征是所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。5、根據(jù)權(quán)利1所述的高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，其特征是所述的高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑為一種復(fù)合脂肪酸酯的混合物，混合物由丁二酸二甲酯1030重量份、戊二酸二甲酯2045重量份和己二酸二甲酯35~50重量份混合而成。6、根據(jù)權(quán)利1所述的高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，其特征是所述的泡沫穩(wěn)定劑為聚烷烴硅氧烷。全文摘要本發(fā)明涉及一種高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，在保留原有水溶性聚氨酯灌漿材料綜合性能的基礎(chǔ)上，使本發(fā)明聚氨酯灌漿材料具有高閃點(diǎn)、不易燃，環(huán)保性能好的特點(diǎn)。解決該問題的技術(shù)方案是高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，其特征是由異氰酸酯10～35重量份、親水性聚醚30～80重量份、增塑劑5～30重量份、高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑10-50重量份和泡沫穩(wěn)定劑0.5～3重量份組成。本發(fā)明適用于大壩及其它建筑物基礎(chǔ)防滲處理，地鐵、隧道涌水處理等。文檔編號(hào)C08G18/76GK101613454SQ200910101168公開日2009年12月30日申請(qǐng)日期2009年7月24日優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日發(fā)明者包銀鴻,吳啟民,林中華,沈幼娟,紅程,譚建平申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院;杭州國(guó)電大壩安全工程有限公司