一種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料及其制備方法，屬于膠黏劑領(lǐng)域。該環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料由甲乙兩種組分按質(zhì)量比為100：10～100組成：其中，甲組分包含如下成分：100～30wt％聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚型聚氨酯預(yù)聚物、0～60wt％聚氧丙烯聚醚型聚氨酯預(yù)聚物和0～10wt％液體環(huán)氧樹脂；乙組分包含如下成分：30～90wt％脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇和70～10wt％聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇琥珀酸酯。本發(fā)明含有疏水的苯環(huán)、PPO鏈段及親水的PEO鏈段、叔胺基團(tuán)和叔胺羧酸有機(jī)鹽，具有兩親自乳化性，能與水很好地乳化分散；凈漿或含水漿液凝膠固化速度可調(diào)，固結(jié)體具有較高的強(qiáng)度。
【專利說明】
一種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于膠黏劑領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料及其制法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯灌漿材料是一種新型高分子材料，它的主要成分是聚氨酯預(yù)聚物，其特點(diǎn) 是滲透性較好、粘結(jié)效果好、防水性能好等。采用的原材料和工藝不同，組成漿液性能、用 途、固化物的性質(zhì)和取得的效果均不同，適用范圍很廣，如其可以應(yīng)用于民用建筑、水利水 電和地鐵隧道及煤礦開采等領(lǐng)域。
[0003] 目前，我國聚氨酯灌漿材料方面已開展了廣泛的研究和應(yīng)用開發(fā)，主要包括普通 型親水性聚氨酯灌漿料、普通型疏水性聚氨酯灌漿料、雙組份聚氨酯搶險(xiǎn)加固灌漿料、環(huán)保 型聚氨酯灌漿料和無溶劑型聚氨酯灌漿料等，但是它們有些使用溶劑或者是增塑劑、親水 性溶劑或助劑等，對環(huán)境和人體有害，強(qiáng)度相對較低，固化速度難于調(diào)控，應(yīng)用范圍受到限 制。具有兩親性自乳化的可調(diào)控固化速度的雙組分環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯灌漿材料未見 有文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)與不足，提供一種環(huán)保型高強(qiáng) 度水性聚氨酯漿料。該環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料強(qiáng)度高，具有兩親性自乳化且固化速 度可調(diào)。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述的水性聚氨酯漿料的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，由甲 乙兩種組分按質(zhì)量比為100:10~100組成：
[0007] 所述的甲組分包含如下按重量百分比計(jì)的成分：100~30wt%聚氧乙烯聚氧丙烯 嵌段聚醚型聚氨酯預(yù)聚物、0~60wt%聚氧丙烯聚醚型聚氨酯預(yù)聚物和0~10wt%液體環(huán)氧 樹脂。
[0008] 所述的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚型聚氨酯預(yù)聚物優(yōu)選為甲苯異氰酸酯單體 TDI、液化二甲苯烷二異氰酸酯MDI與至少含兩個(gè)端羥基的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚(或 稱嵌段聚醚多元醇)于50~90°C加成反應(yīng)3~5小時(shí)得到的含有活性異氰酸酯鍵的線型或分 枝狀聚醚型聚氨酯預(yù)聚物，所述的至少含兩個(gè)端羥基的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚優(yōu)選為 分子量在1〇〇〇~3000的ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0、ΡΡ0-ΡΕ0-ΡΡ0三嵌段線型聚醚或多嵌段分枝型聚醚， 其中E0占 E0與P0總質(zhì)量的10~40wt% ;所述預(yù)聚物中的異氰酸酯基團(tuán)（_N = C = 0)含量優(yōu)選 為3~7wt% ;
[0009] 所述的至少含兩個(gè)端羥基的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚(或稱嵌段聚醚多元醇） 優(yōu)選為以二元或多元醇為起始劑制備得到。
[0010] 所述的聚氧丙烯聚醚型聚氨酯預(yù)聚物優(yōu)選為甲苯異氰酸酯單體TDI、液化MDI與分 子量在300~3000且至少含有兩個(gè)端羥基的聚氧丙烯聚醚多元醇于70~100 °C加成反應(yīng)3~ 5小時(shí)得到的含有活性異氰酸酯鍵的聚醚型聚氨酯預(yù)聚物;所述預(yù)聚物中的異氰酸酯基團(tuán) (_N=C = 0)含量優(yōu)選為4~10wt%。
[0011]所述的液體環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙酸A環(huán)氧樹脂E-51或E-44。
[0012]所述的乙組分包含如下按重量百分比計(jì)的成分:30~90wt%脂肪胺聚氧乙烯聚氧 丙烯聚醚多元醇和70~10wt%聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇琥珀酸酯。
[0013] 所述的脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇為至少含有1個(gè)叔胺基團(tuán)和至少2個(gè) 端羥基的聚醚多元醇；
[0014] 所述的脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇包括只含E0鏈節(jié)和1個(gè)叔胺基團(tuán)的脂 肪胺聚氧乙烯醚二元醇，優(yōu)選為十八胺聚氧乙烯醚AC-1810、十八胺聚氧乙烯醚AC-1830、十 二胺聚氧乙烯醚AC-1215;
[0015] 所述的脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇更優(yōu)選為以乙二胺、N-氨乙基哌嗪、 二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺為起始劑制備的至少含2個(gè)叔胺基團(tuán)和至少3個(gè)端羥 基的脂肪胺聚氧乙稀聚氧丙稀聚醚多元醇，其中E0占 E0與P0總質(zhì)量的0~40wt%，E0和P0鏈 節(jié)總數(shù)優(yōu)選為25~50。
[0016] 所述的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇琥珀酸酯為由至少含有2個(gè)端羥基的聚氧乙 烯聚氧丙烯聚醚多元醇通過琥珀酸酯化得到的單端基琥珀酸單酯和/或多端基琥珀酸酯； 所述的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇優(yōu)選為分子量在4000~400的ΡΕ0-ΡΡ0、ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0、 ΡΡ0-ΡΕ0-ΡΡ0型嵌段聚醚、聚氧丙烯聚醚多元醇;所述的ΡΡ0-ΡΕ0-ΡΡ0型嵌段聚醚中E0占 E0 與P0總質(zhì)量的0~40wt%。
[0017] 所述的環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料的制備方法，包括以下步驟：
[0018] (1)將100~30wt %聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚型聚氨酯預(yù)聚物、0~60wt %聚氧 丙烯聚醚型聚氨酯預(yù)聚物和0~l〇wt%液體環(huán)氧樹脂于室溫混合均勻，得到甲組分；
[0019] (2)將30~90wt %脂肪胺聚氧乙稀聚氧丙稀聚醚多元醇和70~10wt %聚氧丙稀聚 氧乙烯聚醚多元醇或其琥珀酸酯于室溫混合均勻，得到乙組分；
[0020] (3)將步驟（1)的甲組分、步驟(2)的乙組分按質(zhì)量比為100:10~100混合均勻后對 無水或含水基材、含水漿料進(jìn)行灌注或涂刷，室溫固化，得到環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿 料。
[0021] 本發(fā)明將分子中同時(shí)含有親水基團(tuán)E0鏈節(jié)和親油基團(tuán)P0鏈節(jié)的聚醚通過加成反 應(yīng)制備出具有兩親性的聚氨酯預(yù)聚物作為甲組分，容易實(shí)現(xiàn)水乳化，預(yù)聚物中的異氰酸酯 基團(tuán)是進(jìn)一步反應(yīng)交聯(lián)固化的基礎(chǔ)。乙組分中的脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚不僅含有親水 性和催化異氰酸酯基團(tuán)與聚醚中羥基或水中的羥基發(fā)生反應(yīng)的叔胺基，并且分子鏈中同時(shí) 含有多個(gè)羥基，親和性更強(qiáng)，反應(yīng)程度更高，固結(jié)體強(qiáng)度更大。同時(shí)，乙組分中的聚氧乙烯聚 氧丙烯嵌段聚醚琥珀酸酯含有緩凝的羧酸，這些羧酸與叔胺相互作用形成親水性更強(qiáng)的弱 酸弱堿有機(jī)鹽，一方面可以調(diào)節(jié)漿液的凝膠固化速度，另一方面大大有助于聚氨酯漿液兩 親性的平衡，與水相遇時(shí)迅速乳化分散，有力于異氰酸酯基團(tuán)與羥基的固化反應(yīng)，同時(shí)固結(jié) 體具有較高的強(qiáng)度。同時(shí)叔胺也有助于環(huán)氧樹脂的開環(huán)固化，有助于提高強(qiáng)度和粘接性能。 [0022]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0023] (1)本發(fā)明含有疏水的苯環(huán)、ΡΡ0鏈段及親水的ΡΕ0鏈段、叔胺基團(tuán)和叔胺羧酸有機(jī) 鹽，具有兩親自乳化性，能與水很好地乳化分散；
[0024] (2)本發(fā)明使用同時(shí)含有催化聚氨酯固化和催化環(huán)氧基團(tuán)開環(huán)反應(yīng)的叔胺基團(tuán)和 多端羥基及緩凝作用的聚醚琥珀酸酯，凈漿或含水漿液凝膠固化速度可調(diào)，固結(jié)體具有較 高的強(qiáng)度；
[0025] (3)本發(fā)明不含溶劑或其它有毒有害助劑，是一種環(huán)保型漿料。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0027] 實(shí)施例1水性聚氨酯預(yù)聚物的制備：
[0028] (1)在5000mL的三口燒瓶中加入丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚醚L-61 (江蘇海 安石油化工，Η0-ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0-Η型，平均分子量為2000)2000g，加入甲苯二異氰酸酯TDI 435g，攪拌均勻后，升溫至60°C反應(yīng)5小時(shí)，冷卻備用，密封保存，編號為嵌段聚醚聚氨酯預(yù) 聚物PU1。取樣，用二正丁胺法測定出PU1的異氰酸酯基團(tuán)（_N=C = 0)的含量為4.9wt%。
[0029] (2)在5000mL的三口燒瓶中加入聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚醚RPE1740(BASF公司， Η0-ΡΡ0-ΡΕ0-ΡΡ0-Η型，平均分子量為2500)2500g，加入甲苯二異氰酸酯TDI 382.8g，攪拌均 勻后，升溫至70°C反應(yīng)4小時(shí)，冷卻備用，密封保存，編號為嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物HJ2。取 樣，用二正丁胺法測出PU2的異氰酸酯基團(tuán)（_N=C = 0)的含量為3.3wt%。
[0030] (3)在5000mL的三口燒瓶中加入聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚醚RPE1720(BASF公司， Η0-ΡΡ0-ΡΕ0-ΡΡ0-Η型，平均分子量為2000)2000g，加入液化二甲苯烷二異氰酸酯(MDI)(煙 臺萬華，-N=C = 0含量為28wt % )660g，攪拌均勻后，升溫至80°C反應(yīng)3小時(shí)，冷卻備用，密封 保存，編號為嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU3。取樣，用二正丁胺法測出PU3的異氰酸酯基團(tuán)（-N =0 = 0)的含量為3.6￥1:%。
[0031] (4)在5000mL的三口燒瓶中加入丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚醚L-43(江蘇海 安石油化工，Η0-ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0-Η型，平均分子量為1850)1850g，加入TDI 487.2g，攪拌均勻 后，升溫至50°C反應(yīng)5小時(shí)，冷卻備用，密封保存，編號為嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU4。取樣， 用二正丁胺法測出PU4的異氰酸酯基團(tuán)（_N=C = 0)的含量為6. lwt%。
[0032] (5)參照"董國君等.嵌段聚醚破乳劑的合成及破乳規(guī)律.化學(xué)工程師，2005,（9): 64-66"制備丙三醇分枝型嵌段聚醚：
[0033]將起始劑甘油（丙三醇）和催化劑氫氧化鉀加入0.5升高壓反應(yīng)釜中，用N2充分吹 掃管路及釜，攪拌并升溫至90°C，抽真空并繼續(xù)升溫，至120 °C時(shí)（約0.5小時(shí)）停止抽真空， 滴加環(huán)氧乙烷，在12 5 ± 5 K 0.3MPa下反應(yīng)，直到起始劑與環(huán)氧乙烷摩爾比例達(dá)到1:15， 得到親水頭。在高壓反應(yīng)釜中，按相同操作步驟升溫至120°C，停止抽真空后滴加環(huán)氧丙烷， 在135 ± 5°C、<0.4MPa下反應(yīng)，加完環(huán)氧丙烷直到起始劑與環(huán)氧丙烷摩爾比例達(dá)到1:30，后 在135±5°C再反應(yīng)0.5小時(shí)，冷卻，然后用等當(dāng)量的冰醋酸中和氫氧化鉀，得到分子鏈上平 均E0和P0數(shù)為下式所示的聚醚，該聚醚平均分子量為2492 :[H-(0P)1Q(0E)5]0CH2-CH[0(E0) 5 (P0) lo-H] -CH2O [ (E0) 5 (P0) 10-H]
[0034] 在5000mL的三口燒瓶中加入該聚醚2492g，在室溫下加入TDI 678.6g，攪拌均勻 后，升溫至90°C反應(yīng)3小時(shí)，冷卻備用，密封保存，編號為嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU5。取樣， 用二正丁胺法測定異氰酸酯基團(tuán)（-N=C = 0)的含量為6.0wt%。
[0035] (6)在5000mL的三口燒瓶中加入聚氧丙烯聚醚多元醇N-210(山東東大，Η0-ΡΡ0-Η 型，平均分子量為1000) lOOOg和N303 (山東東大，平均分子量為3000，三個(gè)端羥基)30g，加入 甲苯二異氰酸酯TDI 520.6g，攪拌均勻后，升溫至70 °C反應(yīng)5小時(shí)，冷卻備用，密封保存，編 號為聚氧丙烯聚醚預(yù)聚物PU6。取樣，用二正丁胺法測出PU6的異氰酸酯基團(tuán)（_N=C = 0)的 含量為9.4wt%。
[0036] (7)在5000mL的三口燒瓶中加入聚氧丙烯聚醚多元醇N-220(山東東大，Η0-ΡΡ0-Η 型，平均分子量為2000)2000g和N-330(山東東大，H0-(PP0-H)2型，平均分子量為3000) 200g，加入液化二甲苯烷二異氰酸酯(MDI) (-N = C = 0含量為28wt % )858g，攪拌均勻后，升 溫至100 °C反應(yīng)3小時(shí)，冷卻備用，密封保存，編號為聚氧丙烯聚醚預(yù)聚物PU7。取樣，用二正 丁胺法測出PU7的異氰酸酯基團(tuán)(-N=C = 0)的含量為4.6wt %。
[0037] 實(shí)施例2脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇的制備：
[0038]參照"張潔輝等.多嵌段聚醚的合成、結(jié)構(gòu)與破乳性能研究.油田化學(xué)，1997，14 (4): 324-328" 制備：
[0039] (1)將起始劑四乙烯五胺和催化劑醋酸鈣、氫氧化鉀加入0.5升高壓反應(yīng)釜中，用 N2充分吹掃管路及釜，攪拌并升溫至90 °C，抽真空并繼續(xù)升溫，至120 °C時(shí)（約0.5小時(shí)）停止 抽真空，滴加環(huán)氧丙烷，在135±5K0.4MPa下反應(yīng)，直到起始劑與環(huán)氧丙烷摩爾比例達(dá) 至ljl:49,冷卻，然后用等當(dāng)量的冰醋酸中和氫氧化鉀，得到每個(gè)N上的活性氫分別平均被下 式所示ΡΡ0取代的四乙烯五胺聚氧丙烯醚TEPAPP01，TEPAPP01平均分子量為3031，含有5個(gè) 叔胺和7個(gè)端羥基：[H-(0P)7]2N-[CH 2CH2N[ (P0)7-H] ]3-CH2CH2N[ (po)7-h]2。
[0040] (2)將起始劑乙二胺和催化劑醋酸鈣、氫氧化鉀加入0.5升高壓反應(yīng)釜中，用％充 分吹掃管路及釜，攪拌并升溫至90°C，抽真空并繼續(xù)升溫，至120°C時(shí)（約0.5小時(shí))停止抽真 空，滴加環(huán)氧丙烷，在135 ± 5 K0.4MPa下反應(yīng)，直到起始劑與環(huán)氧丙烷摩爾比例達(dá)到1: 20,得到親油頭。在高壓反應(yīng)釜中，按相同操作步驟升溫至120°C，停止抽真空后滴加環(huán)氧乙 烷，在125 ± 5°C、彡0.3MPa下反應(yīng)，加完環(huán)氧乙烷直到起始劑與環(huán)氧乙烷摩爾比例達(dá)到1:6 后在125 ± 5 °C再反應(yīng)0.5小時(shí)，冷卻，然后用等當(dāng)量的冰醋酸中和氫氧化鉀，得到每個(gè)N上的 活性氫分別平均被下式所示ΡΡ0-ΡΕ0二嵌段取代的乙二胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚 EDAPP0PE02，EDAPP0PE02平均分子量為1484，含有2個(gè)叔胺和4個(gè)端羥基：[H- (0E)!. 5 (0P) 5 ] 2N-CH2CH2N [ (P0) 5 (E0) 1.5-H ] 2。
[0041] (3)將起始劑二乙烯三胺和催化劑醋酸鈣、氫氧化鉀加入0.5升高壓反應(yīng)釜中，用 N2充分吹掃管路及釜，攪拌并升溫至90 °C，抽真空并繼續(xù)升溫，至120 °C時(shí)（約0.5小時(shí)）停止 抽真空，滴加環(huán)氧乙烷，在125±5K0.3MPa下反應(yīng)，直到起始劑與環(huán)氧乙烷摩爾比例達(dá) 到1:10,得到親水頭。在高壓反應(yīng)釜中，按相同操作步驟升溫至120°C，停止抽真空后滴加環(huán) 氧丙烷，在135 ± 5 K0.4MPa下反應(yīng)，加完環(huán)氧丙烷直到起始劑與環(huán)氧丙烷摩爾比例達(dá)到 1:40，后在135 ± 5°C再反應(yīng)0.5小時(shí)，冷卻，然后用等當(dāng)量的冰醋酸中和氫氧化鉀，得到每個(gè) N上的活性氫分別平均被下式所示ΡΕ0-ΡΡ0二嵌段取代的二乙烯三胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚 DETAPE0PP03，DETAPE0PP03平均分子量為2863，含有3個(gè)叔胺和5個(gè)端羥基：[H-(0P) 8(0E) 2 ] 2N-CH2CH2N[ (E0) 2 (P0) 8-H] CH2CH2N [ (E0) 2 (P0) 8-H] 2。
[0042]實(shí)施例3聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚琥珀酸酯的制備：
[0043]參照"吳金川等.脂肪醇氧乙烯/氧丙烯分段聚醚琥珀酸單酯磺酸鈉的表面活性. 石油化工，1997,26(9): 620~622"制備：
[0044] (1)在5000mL的三口燒瓶中加入嵌段聚醚L-62(江蘇海安石油化工產(chǎn)品，平均分子 量為2500，E0含量為20wt%)2500g，加入2mol的順丁烯二酸酐，于100°C下酯化反應(yīng)4h，冷卻 得如下式所示含有兩個(gè)端羧基的二琥珀酸單酯MAPE1，備用：H00CCH = CH⑶0(E0)n(P0)m (E0)n0CCH=CHC00H〇
[0045] (2)在5000mL的三口燒瓶中加入嵌段聚醚L-62(江蘇海安石油化工產(chǎn)品，平均分子 量為2500，E0含量為20wt % ) 2500g，加入1.5mol的順丁烯二酸酐，于100°C下酯化反應(yīng)4h，冷 卻得如上式所示含有兩個(gè)端羧基的二琥珀酸單酯和下式所示的1個(gè)端羧基的琥珀酸單酯的 混合物 MAPE2，備用:H00CCH=CHC00 (E0) n (P0) m (E0) nH。
[0046] (3)在5000mL的三口燒瓶中加入依實(shí)施例2方法制得的丙三醇嵌段聚醚[H-(OP)10 (0E)5]0CH2-CH[0(E0)5(P0)1Q-H]-CH 20[(E0)5(P0)1()-H](分子量 2492)2492g，加入 3mol 的順 丁烯二酸酐，于l〇〇°C下酯化反應(yīng)2h后升溫至120°C繼續(xù)酯化反應(yīng)4h，冷卻得如下式所示含 有三個(gè)端羧基的三琥珀酸單酯MAPE3 :[HOOCCH=CHCO-(OP)1()(OE)5]OCH2-CH[O(EO) 5(PO)10-OCCH=CHC00H ] -CH20 [ (E0) 5 (P0) iq-0CCH=CHC00H ]。
[0047] 實(shí)施例4
[0048] -種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，通過以下步驟制備得到：
[0049] (1)室溫下取100g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU1作為甲組分，9g實(shí)施 例2制得的脂肪胺聚氧丙烯醚TEPAPP01和lg實(shí)施例3制得的嵌段聚醚琥珀酸酯MAPE3混合均 勻作為乙組分，然后迅速將甲乙組分混合均勻，迅速進(jìn)行倒模，分別測試凈漿的表面凝固時(shí) 間、1天抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。
[0050] (2)同樣，室溫下取100g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU1作為甲組分，9g 實(shí)施例2制得的脂肪胺聚氧丙烯醚TEPAPP01和lg實(shí)施例3制得的嵌段聚醚琥珀酸酯MAPE3混 合均勻作為乙組分，然后迅速將甲乙兩組分和55g水混合均勻，迅速進(jìn)行倒模，分別測試含 水漿料的表面凝固時(shí)間、1天抗壓強(qiáng)度。
[0051 ] 實(shí)施例5
[0052] 一種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，通過以下步驟制備得到：
[0053] (1)室溫下取30g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU2、60g聚氧丙烯聚醚型 聚氨酯預(yù)聚物PU6和10g環(huán)氧樹脂E-44混合均勻作為甲組分，60g實(shí)施例2制得的脂肪胺嵌段 聚醚EDAPP0PE02、10g十八胺聚氧乙烯醚AC-1810(江蘇海安石油化工)和30g實(shí)施例3制得的 嵌段聚醚琥珀酸酯MAPE1混合均勻作為乙組分，然后迅速將甲乙組分混合均勻，迅速進(jìn)行倒 模，分別測試凈漿的表面凝固時(shí)間、1天抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。
[0054] (2)同樣，室溫下取30g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU2、60g聚氧丙烯聚 醚型聚氨酯預(yù)聚物PU6和10g環(huán)氧樹脂E-44混合均勻作為甲組分，60g實(shí)施例2制得的脂肪胺 嵌段聚醚EDAPP0PE02、10g十八胺聚氧乙烯醚AC-1810(江蘇海安石油化工)和30g實(shí)施例3制 得的嵌段聚醚琥珀酸酯MAPE1混合均勻作為乙組分，然后迅速將甲乙兩組分和100g水混合 均勻，迅速進(jìn)行倒模，分別測試含水漿料的表面凝固時(shí)間、1天抗壓強(qiáng)度。
[0055] 實(shí)施例6
[0056] -種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，通過以下步驟制備得到：
[0057] (1)室溫下取40g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU2和60g聚氧丙烯聚醚型 聚氨酯預(yù)聚物PU6混合均勻作為甲組分，30g實(shí)施例2制得的脂肪胺嵌段聚醚EDAPP0PE02和 70g實(shí)施例3制得的嵌段聚醚琥珀酸酯MAPE1混合均勻作為乙組分，然后迅速將甲乙組分混 合均勻，迅速進(jìn)行倒模，分別測試凈漿的表面凝固時(shí)間、1天抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。
[0058] (2)同樣，室溫下取40g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU2和60g聚氧丙烯 聚醚型聚氨酯預(yù)聚物PU6混合均勻作為甲組分，30g實(shí)施例2制得的脂肪胺嵌段聚醚 EDAPP0PE02和70g實(shí)施例3制得的嵌段聚醚琥珀酸酯ΜΑΡΕ?；旌暇鶆蜃鳛橐医M分，然后迅速 將甲乙兩組分和100g水混合均勻，迅速進(jìn)行倒模，分別測試含水漿料的表面凝固時(shí)間、1天 抗壓強(qiáng)度。
[0059] 實(shí)施例7
[0060] 一種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，通過以下步驟制備得到：
[00611 (1)室溫下取50g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU3、45g聚氧丙烯聚醚型 聚氨酯預(yù)聚物PU6和5g環(huán)氧樹脂E-44混合均勻作為甲組分，25g實(shí)施例2制得的脂肪胺嵌段 聚醚DETAPE0PP03和25g實(shí)施例3制得的嵌段聚醚琥珀酸酯MAPE2混合均勻作為乙組分，然后 迅速將甲乙組分混合均勻，迅速進(jìn)行倒模，分別測試凈漿的表面凝固時(shí)間、1天抗壓強(qiáng)度和 抗拉強(qiáng)度。
[0062] (2)同樣，室溫下取50g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU3、45g聚氧丙烯聚 醚型聚氨酯預(yù)聚物PU6和5g環(huán)氧樹脂E-44混合均勻作為甲組分，25g實(shí)施例2制得的脂肪胺 嵌段聚醚DETAPE0PP03和25g實(shí)施例3制得的嵌段聚醚琥珀酸酯MAPE2混合均勻作為乙組分， 然后迅速將甲乙兩組分和75g水混合均勻，迅速進(jìn)行倒模，分別測試含水漿料的表面凝固時(shí) 間、1天抗壓強(qiáng)度。
[0063] 實(shí)施例8
[0064] -種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，通過以下步驟制備得到：
[0065] (1)室溫下取50g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU4和50g聚氧丙烯聚醚型 聚氨酯預(yù)聚物HJ7混合均勻作為甲組分，25g實(shí)施例2制得的脂肪胺嵌段聚醚DETAPE0PP03和 25g實(shí)施例3制得的嵌段聚醚琥珀酸酯MAPE2混合均勻作為乙組分，然后迅速將甲乙組分混 合均勻，迅速進(jìn)行倒模，分別測試凈漿的表面凝固時(shí)間、1天抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。
[0066] (2)同樣，室溫下取50g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU4和50g聚氧丙烯 聚醚型聚氨酯預(yù)聚物PU7混合均勻作為甲組分，25g實(shí)施例2制得的脂肪胺嵌段聚醚 DETAPE0PP03和25g實(shí)施例3制得的嵌段聚醚琥珀酸酯MAPE2混合均勻作為乙組分，然后迅速 將甲乙兩組分和75g水混合均勻，迅速進(jìn)行倒模，分別測試含水漿料的表面凝固時(shí)間、1天抗 壓強(qiáng)度。
[0067] 實(shí)施例9
[0068] -種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，通過以下步驟制備得到：
[0069] (1)室溫下取100g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU5作為甲組分，8g實(shí)施 例2制得的脂肪胺聚氧丙烯醚TEPAPP01、lg的十二胺聚氧乙烯醚AC-1215(江蘇海安石油化 工)和9g實(shí)施例3制得的嵌段聚醚琥珀酸酯MAPE3混合均勻作為乙組分，然后迅速將甲乙組 分混合均勻，迅速進(jìn)行倒模，分別測試凈漿的表面凝固時(shí)間、1天抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。 [0070] (2)同樣，室溫下取100g實(shí)施例1制得的嵌段聚醚聚氨酯預(yù)聚物PU5作為甲組分，8g 實(shí)施例2制得的脂肪胺聚氧丙烯醚TEPAPP01、lg的十二胺聚氧乙烯醚AC-1215(江蘇海安石 油化工)和9g實(shí)施例3制得的嵌段聚醚琥珀酸酯MAPE3混合均勻作為乙組分，然后迅速將甲 乙兩組分和59g水混合均勻，迅速進(jìn)行倒模，分別測試含水漿料的表面凝固時(shí)間、1天抗壓強(qiáng) 度。
[0071] 表1實(shí)施例4~9的測試結(jié)果
[0072]
[0073]由實(shí)施例4~9的測試結(jié)果表1中可知，本發(fā)明制備的水性聚氨酯漿液混合固化后 具有較快的固化速度，凈漿固結(jié)體具有很高的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，并且漿料具有親水親 油兩親性，一方面在與水混合過程中固化加速，另一方面含水量為33% (甲乙混合漿液與水 的質(zhì)量比為2:1)時(shí)固結(jié)體固化均勻，仍具有較高的抗壓強(qiáng)度。通常，叔胺催化固化聚氨酯 (不含水時(shí))均勻很快的速度，乙組分不加琥珀酸酯時(shí)的凝膠時(shí)間在1分鐘以內(nèi)，本發(fā)明的實(shí) 施例中則達(dá)到200秒以上，具有固化凝膠時(shí)間延長和可調(diào)的特點(diǎn)。
[0074]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，其特征在于，由甲乙兩種組分按質(zhì)量比為100: 10~100組成： 所述的甲組分包含如下按重量百分比計(jì)的成分：100~30wt%聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段 聚醚型聚氨酯預(yù)聚物、0~60wt %聚氧丙稀聚醚型聚氨酯預(yù)聚物和0~IOwt %液體環(huán)氧樹 脂； 所述的乙組分包含如下按重量百分比計(jì)的成分:30~90wt%脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯 聚醚多元醇和70~10wt%聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇琥珀酸酯。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，其特征在于，所述的聚氧乙烯 聚氧丙烯嵌段聚醚型聚氨酯預(yù)聚物為甲苯異氰酸酯單體TDI、液化二甲苯烷二異氰酸酯MDI 與至少含兩個(gè)端羥基的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚于50~90°C加成反應(yīng)3~5小時(shí)得到的 含有活性異氰酸酯鍵的線型或分枝狀聚醚型聚氨酯預(yù)聚物，所述的至少含兩個(gè)端羥基的聚 氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚為分子量在1000~3000的ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0、ΡΡ0-ΡΕ0-ΡΡ0三嵌段線型 聚醚或多嵌段分枝型聚醚，其中EO占 EO與PO總質(zhì)量的10~40wt%;所述預(yù)聚物中的異氰酸 酯基團(tuán)含量為3~7wt%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，其特征在于，所述的聚氧丙烯 聚醚型聚氨酯預(yù)聚物為甲苯異氰酸酯單體TDI、液化MDI與分子量300~3000且至少含有兩 個(gè)端羥基的聚氧丙烯聚醚多元醇于70~IOO tC加成反應(yīng)3~5小時(shí)得到的含有活性異氰酸酯 鍵的聚醚型聚氨酯預(yù)聚物;所述預(yù)聚物中的異氰酸酯基團(tuán)含量為4~IOwt %。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，其特征在于，所述的液體環(huán)氧 樹脂為雙酸A環(huán)氧樹脂E-51或E-44。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，其特征在于，所述的脂肪胺聚 氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇為至少含有1個(gè)叔胺基團(tuán)和至少2個(gè)端羥基的聚醚多元醇。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，其特征在于，所述的脂肪胺聚 氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇為十八胺聚氧乙烯醚AC-1810、十八胺聚氧乙烯醚AC-1830或十 二胺聚氧乙烯醚AC-1215。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，其特征在于，所述的脂肪胺聚 氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇為以乙二胺、N-氨乙基哌嗪、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯 五胺為起始劑制備的至少含2個(gè)叔胺基團(tuán)和至少3個(gè)端羥基的脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯聚 醚多元醇，其中EO占 EO與PO總質(zhì)量的0~40wt%，E0和PO鏈節(jié)總數(shù)為25~50。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料，其特征在于，所述的聚氧乙烯 聚氧丙烯聚醚多元醇琥珀酸酯為由至少含有2個(gè)端羥基的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚多元醇通 過琥珀酸酯化得到的單端基琥珀酸單酯和/或多端基琥珀酸酯;所述的聚氧乙烯聚氧丙烯 聚醚多元醇為分子量4000~400的ΡΕ0-ΡΡ0、ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0、ΡΡ0-ΡΕ0-ΡΡ0型嵌段聚醚、聚氧丙 烯聚醚多元醇;所述的ΡΡ0-ΡΕ0-ΡΡ0型嵌段聚醚中EO占 EO與PO總質(zhì)量的0~40wt%。9. 權(quán)利要求1所述的環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將100~30wt %聚氧乙稀聚氧丙稀嵌段聚醚型聚氨酯預(yù)聚物、0~60wt %聚氧丙稀 聚醚型聚氨酯預(yù)聚物和0~l〇wt%液體環(huán)氧樹脂于室溫混合均勻，得到甲組分； (2) 將30~90wt %脂肪胺聚氧乙稀聚氧丙稀聚醚多元醇和70~IOwt %聚氧丙稀聚氧乙 烯聚醚多元醇或其琥珀酸酯于室溫混合均勻，得到乙組分； (3)將步驟（1)的甲組分、步驟(2)的乙組分按質(zhì)量比為100:10~100混合均勻后對無水 或含水基材、含水漿料進(jìn)行灌注或涂刷，室溫固化，得到環(huán)保型高強(qiáng)度水性聚氨酯漿料。
【文檔編號】C08G18/12GK105906778SQ201610326190
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】黃月文, 楊元龍, 王斌, 吳龍梅
【申請人】中科院廣州化灌工程有限公司