本發(fā)明涉及聚氨酯預(yù)聚體制備的
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：聚氨酯灌漿材料是一種高分子化學(xué)灌漿材料，它主要由異氰酸酯與多羥基聚醚經(jīng)聚合反應(yīng)制得預(yù)聚體，再與其它化學(xué)助劑按一定配方進(jìn)行配制而得。在灌漿過程中，聚氨酯灌漿材料被注入到裂縫或多孔性地基中，預(yù)聚體的端異氰酸酯基遇水發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，放出的二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生一定的內(nèi)壓力，推動(dòng)漿液填充多孔性結(jié)構(gòu)的孔隙，并形成具有一定強(qiáng)度的凝膠狀固結(jié)體，最終表現(xiàn)出良好的堵水能力和抗?jié)B效果。目前，市場(chǎng)上常用于防水、堵漏的聚氨酯灌漿材料多為單組份水性聚氨酯灌漿材料，具有遇水發(fā)泡速率快、包水率高等特點(diǎn)，但它們多使用小分子溶劑做稀釋劑，固結(jié)體較容易發(fā)生干縮、持久性欠佳，導(dǎo)致堵防水工程中復(fù)漏現(xiàn)象的發(fā)生。另外，采用小分子溶劑做稀釋劑制備的灌漿材料揮發(fā)性溶劑含量高、閃點(diǎn)低，不但污染環(huán)境，危害施工人員健康，還可能在密閉施工環(huán)境中發(fā)生燃燒爆炸事故，嚴(yán)重威脅施工安全。例如，申請(qǐng)?zhí)枮?00910101168.0的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種高閃點(diǎn)環(huán)保型的水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，該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。該專利通過采用高沸點(diǎn)復(fù)合溶劑代替小分子溶劑來達(dá)到高閃點(diǎn)、環(huán)保的目的，但是，采用如上方法制備的聚氨酯灌漿材料存在干縮的可能性。再如，申請(qǐng)?zhí)枮?00910194387.8的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種可反復(fù)遇水再膨脹聚氨酯丙烯酸酯灌漿材料及其制備，它是以二異氰酸酯,親水性聚醚二元醇或三元醇為多元醇作原料合成聚氨酯預(yù)聚體，然后與帶活潑氫的烯基類化合物反應(yīng)封端，再加入水、促進(jìn)劑、一些交聯(lián)劑等做成雙組分聚氨酯遇水再膨脹灌漿材料的A組分，與該組分配合的B組分是由引發(fā)劑水溶液組成。為進(jìn)一步提高體系遇水膨脹性，一般在A組分中還可以加入其它親水性的共聚單體，制得的復(fù)合灌漿材料具有一定的彈性和遇水膨脹性，其遇水自由膨脹率可在100％～400％之間可調(diào)，并具有反復(fù)吸水膨脹效果，且受離子濃度、pH值影響較小，可以解決各種條件下堵防水工程中反復(fù)滲漏的問題。該專利通過采用聚氨酯預(yù)聚體與帶活性氫的烯基類化合物反應(yīng)封端，并添加促進(jìn)劑、交聯(lián)劑及其它填料作為灌漿材料的A組分，引發(fā)劑水溶液作為B組分，兩者反應(yīng)可得到具有一定彈性和遇水膨脹性的灌漿材料，但該灌漿材料為雙組份，灌漿前需首先按照比例對(duì)其進(jìn)行混合，施工過程復(fù)雜?，F(xiàn)有技術(shù)中的聚氨酯灌漿材料的制備方法存在上述缺陷，難以適應(yīng)當(dāng)今聚氨酯灌漿材料
技術(shù)領(lǐng)域：
的發(fā)展趨勢(shì)和實(shí)際需要。為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多缺陷，本發(fā)明人結(jié)合多年科研與實(shí)際施工工作經(jīng)驗(yàn)，提出一種包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料的制備方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在提供一種包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料的制備方法，包括如下步驟：步驟1、含NCO％的聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟1.1、將分子量為300g/mol～1000g/mol的聚醚及增塑劑在-0.095MPa真空條件下加熱到110℃進(jìn)行脫水處理；步驟1.2、將脫水處理的聚醚及增塑劑降溫至40℃以下，加入異氰酸酯；步驟1.3、將加入異氰酸酯的聚醚及增塑劑攪拌升溫至75～80℃，反應(yīng)2～3小時(shí)，制得NCO％含量為20％～25％的聚氨酯預(yù)聚體；步驟2、復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟2.1、將步驟1中得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，加入脫水高分子量聚醚及異氰酸酯；步驟2.2、將加入脫水高分子量聚醚及異氰酸酯的聚氨酯預(yù)聚體攪拌升溫至75～80℃，反應(yīng)2～3小時(shí)，制得復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體；步驟3、聚氨酯灌漿液的制備；步驟3.1、將步驟2得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，依次加入高沸點(diǎn)溶劑、緩凝劑、泡沫穩(wěn)定劑；步驟3.2、將依次加入高沸點(diǎn)溶劑、緩凝劑、泡沫穩(wěn)定劑的聚氨酯預(yù)聚體攪拌半小時(shí)后加入催化劑，攪拌均勻即得到包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料。進(jìn)一步地，所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯MDI和/或多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI。進(jìn)一步地，步驟1中聚醚的官能度為2～4.5。進(jìn)一步地，步驟1中增塑劑為鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛脂中的一種或其中兩種復(fù)合。進(jìn)一步地，步驟2中聚醚的官能度為2～4.5，分子量在10000～15000之間。進(jìn)一步地，步驟3中高沸點(diǎn)溶劑為二甘醇二甲醚、乙二醇二乙醚、甲基磷酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯以、混合二元酸酯二甲酯中的一種或幾種復(fù)合。進(jìn)一步地，步驟3中緩凝劑為磷酸、甲酰氯、苯甲酰氯中的一種。進(jìn)一步地，步驟3中泡沫穩(wěn)定劑為聚醚硅油或吐溫-80。進(jìn)一步地，步驟3中催化劑為三乙胺、三乙烯二胺、雙(2，2-嗎啉乙基)醚中的一種或兩種復(fù)合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)越效果在于：1、本發(fā)明所述的包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料的制備方法，通過將不同NCO％含量的聚氨酯預(yù)聚體復(fù)合，能夠提高灌漿液遇水反應(yīng)后固結(jié)體的彈性和遇水膨脹性。2、本發(fā)明所述的包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料的制備方法，通過采用低粘度的高沸點(diǎn)溶劑復(fù)配惰性稀釋劑作為混合溶劑來提高聚氨酯灌漿料的閃點(diǎn)，賦予其良好的阻燃效果。3、本發(fā)明所述的包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料的制備方法工藝靈活、簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。附圖說明圖1為本發(fā)明所述的包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料的制備方法的流程圖。具體實(shí)施方式如附圖1所示，一種包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料的制備方法，各組成成分按質(zhì)量計(jì)，包括如下步驟：實(shí)施例1步驟1、含NCO％的聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟1.1、將4份聚醚N303及5份增塑劑DBP在-0.095MPa真空條件下加熱到110℃進(jìn)行脫水處理；步驟1.2、將脫水處理的聚醚及增塑劑降溫至40℃以下，加入40份的多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI；步驟1.3、將加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI的聚醚及增塑劑攪拌升溫至75℃，反應(yīng)2.5小時(shí)，制得含NCO％的聚氨酯預(yù)聚體；步驟2、復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟2.1、將步驟1中得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，加入76份聚醚GJ480及14份二苯基甲烷二異氰酸酯MDI；步驟2.2、將加入76份聚醚GJ480及14份二苯基甲烷二異氰酸酯MDI的聚氨酯預(yù)聚體攪拌升溫至75℃，反應(yīng)2.5小時(shí)，制得復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體；步驟3、聚氨酯灌漿液的制備；步驟3.1、將步驟2得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，依次加入7份的甲基磷酸二甲酯、7份的混合二元酸酯二甲酯、0.005份的磷酸及0.05份的聚醚硅油；步驟3.2、將依次加入7份甲基磷酸二甲酯、7份的混合二元酸酯二甲酯、0.005份的磷酸及0.05份的聚醚硅油的聚氨酯預(yù)聚體攪拌半小時(shí)后加入0.01份的雙(2，2-嗎啉乙基)醚，攪拌均勻即得到包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料。實(shí)施例2步驟1、含NCO％的聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟1.1、將3份聚醚4110及3.5份增塑劑DBP在-0.095MPa真空條件下加熱到110℃進(jìn)行脫水處理；步驟1.2、將脫水處理的聚醚及增塑劑降溫至40℃以下，加入20份的多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI；步驟1.3、將加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI的聚醚及增塑劑攪拌升溫至78℃，反應(yīng)2.5小時(shí)，制得含NCO％的聚氨酯預(yù)聚體；步驟2、復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟2.1、將步驟1中得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，加入85份聚醚GJ480及17份二苯基甲烷二異氰酸酯MDI；步驟2.2、將加入85份聚醚GJ480及17份二苯基甲烷二異氰酸酯MDI的聚氨酯預(yù)聚體攪拌升溫至80℃，反應(yīng)2.5小時(shí)，制得復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體；步驟3、聚氨酯灌漿液的制備；步驟3.1、將步驟2得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，依次加入5份的乙基膦酸二乙酯、12份的混合二元酸酯二甲酯、0.005份的苯甲酰氯及0.01份的吐溫-80；步驟3.2、將依次加入5份的乙基膦酸二乙酯、12份的混合二元酸酯二甲酯、0.005份的苯甲酰氯及0.01份的吐溫-80的聚氨酯預(yù)聚體攪拌半小時(shí)后加入0.005份的三乙胺，攪拌均勻即得到包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料。實(shí)施例3步驟1、含NCO％的聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟1.1、將3份聚醚N303及4份增塑劑DBP在-0.095MPa真空條件下加熱到110℃進(jìn)行脫水處理；步驟1.2、將脫水處理的聚醚及增塑劑降溫至40℃以下，加入15份的多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI；步驟1.3、將加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI的聚醚及增塑劑攪拌升溫至80℃，反應(yīng)2.5小時(shí)，制得含NCO％的聚氨酯預(yù)聚體；步驟2、復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟2.1、將步驟1中得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，加入107份聚醚GJ480及20份二苯基甲烷二異氰酸酯MDI；步驟2.2、將加入107份聚醚GJ480及20份二苯基甲烷二異氰酸酯MDI的聚氨酯預(yù)聚體攪拌升溫至80℃，反應(yīng)2.5小時(shí)，制得復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體；步驟3、聚氨酯灌漿液的制備；步驟3.1、將步驟2得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，依次加入10份的乙基膦酸二乙酯、10份的二甘醇二甲醚、0.007份的甲酰氯及0.05份的吐溫-80；步驟3.2、將依次加入10份的乙基膦酸二乙酯、10份的二甘醇二甲醚、0.007份的甲酰氯及0.05份的吐溫-80的聚氨酯預(yù)聚體攪拌半小時(shí)后加入0.001份的雙(2，2-嗎啉乙基)醚，攪拌均勻即得到包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料。實(shí)施例4步驟1、含NCO％的聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟1.1、將2份聚酯L3025、3份聚醚4110、10份聚醚N303及3份增塑劑DBP在-0.095MPa真空條件下加熱到110℃進(jìn)行脫水處理；步驟1.2、將脫水處理的聚醚及增塑劑降溫至40℃以下，加入50份的多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI；步驟1.3、將加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI的聚醚及增塑劑攪拌升溫至80℃，反應(yīng)2.5小時(shí)，制得含NCO％的聚氨酯預(yù)聚體；步驟2、復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟2.1、將步驟1中得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，加入55份聚醚GJ480及13份二苯基甲烷二異氰酸酯MDI；步驟2.2、將加入55份聚醚GJ480及13份二苯基甲烷二異氰酸酯MDI的聚氨酯預(yù)聚體攪拌升溫至80℃，反應(yīng)2小時(shí)，制得復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體；步驟3、聚氨酯灌漿液的制備；步驟3.1、將步驟2得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，依次加入7份的甲基磷酸二甲酯、11份的混合二元酸酯二甲酯、0.005份的磷酸及0.05份的聚醚硅油；步驟3.2、將依次加入7份的甲基磷酸二甲酯、11份的混合二元酸酯二甲酯、0.005份的磷酸及0.05份的聚醚硅油的聚氨酯預(yù)聚體攪拌半小時(shí)后加入0.001份的三乙烯二胺，攪拌均勻即得到包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料。實(shí)施例5步驟1、含NCO％的聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟1.1、將2.5份聚醚4110及5份增塑劑DBP在-0.095MPa真空條件下加熱到110℃進(jìn)行脫水處理；步驟1.2、將脫水處理的聚醚及增塑劑降溫至40℃以下，加入10份的多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI；步驟1.3、將加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI的聚醚及增塑劑攪拌升溫至80℃，反應(yīng)2.5小時(shí)，制得含NCO％的聚氨酯預(yù)聚體；步驟2、復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體的制備；步驟2.1、將步驟1中得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，加入110份聚醚GJ480及15份二苯基甲烷二異氰酸酯MDI；步驟2.2、將加入110份聚醚GJ480及15份二苯基甲烷二異氰酸酯MDI的聚氨酯預(yù)聚體攪拌升溫至80℃，反應(yīng)2小時(shí)，制得復(fù)合型聚氨酯預(yù)聚體；步驟3、聚氨酯灌漿液的制備；步驟3.1、將步驟2得到的聚氨酯預(yù)聚體降溫到40℃以下，依次加入12份的甲基磷酸二甲酯、12份的乙二醇二乙醚、0.005份的磷酸及0.05份的聚醚硅油；步驟3.2、將依次加入12份的甲基磷酸二甲酯、12份的乙二醇二乙醚、0.005份的磷酸及0.05份的聚醚硅油的聚氨酯預(yù)聚體攪拌半小時(shí)后加入0.007份的雙(2，2-嗎啉乙基)醚，攪拌均勻即得到包水性遇水再膨脹聚氨酯灌漿材料。上述實(shí)施例中，N303和4110原料來源于山東一諾威聚氨酯股份有限公司，L3025原料來源于上海殊譽(yù)化工有限公司，GJ480原料來源于江蘇鐘山化工有限公司；步驟1所用的聚醚的官能度為2～4.5，分子量在300～1000之間，步驟2所用的高分子量聚醚的官能度為2～4.5，分子量在10000～15000之間。實(shí)施例1～5制備的聚氨酯灌漿液的主要技術(shù)參數(shù)見表1：主要原料及產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5聚醚N3034-310-聚醚4110-3-32.5聚酯L3025---2-聚醚GJ480768510755110二苯基甲烷二異氰酸酯MDI1417201315多亞甲基多苯基多異氰酸酯PAPI4020155010粘度/25℃mPa﹒s430470450500410包水率/s5550456243包水體積/倍101320723遇水膨脹率/％110110115105120表1本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3