一種環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料及其制備方法，其中環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料是由組份A和組份B混合后得到；所述組份A的原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為：聚醚多元醇100份，異氰酸酯24-34份，惰性稀釋劑20-40份，緩凝劑0-4份；所述組份B的原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為：交聯(lián)劑0-4份，催化劑0-0.9份，水150-180份。使用時(shí)將組份A與組份B以體積比1:0-1混合注漿即可。本發(fā)明注漿堵水材料其除了具有快速高效的防滲堵漏性能外，還具有高包水性、高滲透性、智能堵水、環(huán)保等特點(diǎn)；本發(fā)明的制備工藝簡潔，施工方便，原料來源廣泛，適用于礦山巷道、豎井、等地下工程的快速堵水和填充冒落孔洞。
【專利說明】一種環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料及其制備方法一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于防水和注漿領(lǐng)域的聚氨酯材料的制備，尤其是一種環(huán)保的高性能水性聚氨酯堵水材料，適用于礦山巷道、豎井、等地下工程的快速堵水和填充冒落孔洞。
二、【背景技術(shù)】
[0002]目前用于礦山巷道、豎井、海底隧道、地鐵等工程的堵漏及防水，大多采用注漿堵水技術(shù)。聚氨酯類注漿堵水材料是繼丙烯酰胺與環(huán)氧樹脂類漿材之后研究出的一種新的防滲堵漏固結(jié)材料，其活性大，防滲堵漏能力強(qiáng)，可帶水施工，能滿足多種不同要求，是使用范圍廣、性能很好的一種堵水材料。聚氨酯注漿堵水材料是由聚氨酯樹脂與一些添加劑所組成的化學(xué)堵水材料，遇水以后能立即與水發(fā)生擴(kuò)鏈、支化及交聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)生CO2氣體，造成體積膨脹并最終生成一種不溶于水的，有一定強(qiáng)度的膠狀固結(jié)體。聚氨酯注漿堵水材料可以憑借其膨脹性、滲透性和密封性優(yōu)良的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)冒落孔洞的迅速填充，阻止冒落的進(jìn)一步惡化；可實(shí)現(xiàn)動(dòng)水的迅速堵漏，與細(xì)小巖縫的填充，阻止透水事故的發(fā)生。
[0003]目前市場上所使用的聚氨酯注漿堵水材料的原料大部分使用的是甲苯二異氰酸酯(TDI)，TDI蒸氣壓較高，揮發(fā)毒性大，會(huì)刺激眼睛、皮膚和呼吸系統(tǒng)，可能致癌。另外為了降低材料的粘度，產(chǎn)品中往往添加有大量的有機(jī)溶劑，如丙酮、二甲苯、甲苯、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯等。游離的TDI和這些易揮發(fā)的有機(jī)溶劑不但對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，對(duì)施工人員的健康不利，且對(duì)煤礦井下安全生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料及其制備方法，所要解決的技術(shù)問題是使材料在具備低粘度、自乳化、高包水性、高閃點(diǎn)的同時(shí)也具有優(yōu)良的環(huán)保性
能，無毒無害。
[0005]本發(fā)明選擇環(huán)保的原料，克服了傳統(tǒng)水性聚氨酯堵水材料存在大量游離TD1、使用有毒易揮發(fā)有機(jī)溶劑的弊端，通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與配方工藝優(yōu)化，使該材料具有低粘度、自乳化、高包水性、高閃點(diǎn)、環(huán)保無毒、智能堵水等特點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料，是由組份A和組份B混合后得到；
[0007]所述組份A的原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料，其特征在于: 所述環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料是由組份A和組份B混合后得到； 所述組份A的原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料，其特征在于: 所述異氰酸酯中的異氰酸根與所述聚醚多元醇中的羥基之間的摩爾比為4-7:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料，其特征在于: 所述聚醚多元醇為高親水性聚醚多元醇，或?yàn)楦哂H水性聚醚多元醇和其他類聚醚多元醇； 所述聚醚多元醇中三官能度聚醚多元醇的含量> 90%, EO的含量> 80% ； 所述高親水性聚醚多元醇的官能度為2-3，數(shù)均分子量為6000-7000 ； 所述其他類聚醚多元醇為PEG1000、PEG2000、聚醚210、聚醚220或聚醚330中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料，其特征在于: 所述異氰酸酯為MD1-50，或?yàn)镸D1-50和其他二異氰酸酯；所述其他二異氰酸酯為TDI和/或HDI。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料，其特征在于: 所述惰性稀釋劑選自甲基膦酸二甲酯、三氯乙基磷酸酯或二乙二醇單甲醚。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料，其特征在于: 所述緩凝劑選自磷酸、苯甲酰氯、乙酸或檸檬酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料，其特征在于: 所述交聯(lián)劑為二羥甲基丙酸、三羥甲基丙烷、1，4-丁二醇中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料，其特征在于: 所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、三亞乙基二胺的醇溶液、間甲苯二胺、三乙醇胺、辛酸亞錫中的一種或幾種。
9.一種權(quán)利要求1所述的環(huán)保型水性聚氨酯注漿堵水材料的制備方法，其特征在于按以下步驟操作: O將聚醚多元醇加入反應(yīng)釜中，真空脫水，然后加入異氰酸酯，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于55-85°C反應(yīng)l_6h，反應(yīng)結(jié)束后加入惰性稀釋劑和緩凝劑，攪拌均勻后冷卻得到聚氨酯預(yù)聚體，即為組份A ; 2)將交聯(lián)劑和催化劑溶于水中，得到組份B ;3)使用時(shí)，將組份A與組份B按體積比1:0-1的比例混合注漿。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于: 當(dāng)異氰酸酯為MD1-50時(shí)，步驟I)的制備過程如下: 將聚醚多元醇加入反應(yīng)釜中，真空脫水，然后加入異氰酸酯，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于75-85°C反應(yīng)l_2h，反應(yīng)結(jié)束后加入惰性稀釋劑和緩凝劑，攪拌均勻后冷卻得到聚氨酯預(yù)聚體，即為組份A ； 當(dāng)異氰酸酯為MD1-50和其他二異氰酸酯時(shí)，步驟I)的制備過程如下: 將聚醚多元醇加入反應(yīng)釜中，真空脫水，然后加入其他二異氰酸酯，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于55-65°C反應(yīng)3-4h，再加入MD1-50，于75_85°C反應(yīng)1_2小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后加入惰性稀釋劑和緩凝劑，攪拌均勻后冷卻得到聚氨酯預(yù)聚體，即為組份A ；MD1-50與其他二異氰酸酯的摩爾比為2-4:1。
【文檔編號(hào)】C08G18/76GK103724594SQ201310754665
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】丁運(yùn)生, 朱錦, 倪建明, 李雅迪, 許幫貴, 張毅, 孫曉紅 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué), 淮北礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司