本发明涉及聚氨酯预聚体制备的
技术领域：
，具体涉及一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法。
背景技术：
：聚氨酯灌浆材料是一种高分子化学灌浆材料，它主要由异氰酸酯与多羟基聚醚经聚合反应制得预聚体，再与其它化学助剂按一定配方进行配制而得。在灌浆过程中，聚氨酯灌浆材料被注入到裂缝或多孔性地基中，预聚体的端异氰酸酯基遇水发生交联反应，放出的二氧化碳气体产生一定的内压力，推动浆液填充多孔性结构的孔隙，并形成具有一定强度的凝胶状固结体，最终表现出良好的堵水能力和抗渗效果。目前，市场上常用于防水、堵漏的聚氨酯灌浆材料多为单组份水性聚氨酯灌浆材料，具有遇水发泡速率快、包水率高等特点，但它们多使用小分子溶剂做稀释剂，固结体较容易发生干缩、持久性欠佳，导致堵防水工程中复漏现象的发生。另外，采用小分子溶剂做稀释剂制备的灌浆材料挥发性溶剂含量高、闪点低，不但污染环境，危害施工人员健康，还可能在密闭施工环境中发生燃烧爆炸事故，严重威胁施工安全。例如，申请号为200910101168.0的中国发明专利申请公开了一种高闪点环保型的水溶性聚氨酯化学灌浆材料，该材料在保留原有水溶性聚氨酯灌浆材料综合性能的基础上，使本发明聚氨酯灌浆材料具有高闪点、不易燃，环保性能好的特点。解决该问题的技术方案是：高闪点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10～35重量份、亲水性聚醚30～80重量份、增塑剂5～30重量份、高沸点复合溶剂10-50重量份和泡沫稳定剂0.5～3重量份组成。本发明适用于大坝及其它建筑物基础防渗处理，地铁、隧道涌水处理等。该专利通过采用高沸点复合溶剂代替小分子溶剂来达到高闪点、环保的目的，但是，采用如上方法制备的聚氨酯灌浆材料存在干缩的可能性。再如，申请号为200910194387.8的中国发明专利申请公开了一种可反复遇水再膨胀聚氨酯丙烯酸酯灌浆材料及其制备，它是以二异氰酸酯,亲水性聚醚二元醇或三元醇为多元醇作原料合成聚氨酯预聚体，然后与带活泼氢的烯基类化合物反应封端，再加入水、促进剂、一些交联剂等做成双组分聚氨酯遇水再膨胀灌浆材料的A组分，与该组分配合的B组分是由引发剂水溶液组成。为进一步提高体系遇水膨胀性，一般在A组分中还可以加入其它亲水性的共聚单体，制得的复合灌浆材料具有一定的弹性和遇水膨胀性，其遇水自由膨胀率可在100％～400％之间可调，并具有反复吸水膨胀效果，且受离子浓度、pH值影响较小，可以解决各种条件下堵防水工程中反复渗漏的问题。该专利通过采用聚氨酯预聚体与带活性氢的烯基类化合物反应封端，并添加促进剂、交联剂及其它填料作为灌浆材料的A组分，引发剂水溶液作为B组分，两者反应可得到具有一定弹性和遇水膨胀性的灌浆材料，但该灌浆材料为双组份，灌浆前需首先按照比例对其进行混合，施工过程复杂。现有技术中的聚氨酯灌浆材料的制备方法存在上述缺陷，难以适应当今聚氨酯灌浆材料
技术领域：
的发展趋势和实际需要。为了克服上述现有技术中存在的诸多缺陷，本发明人结合多年科研与实际施工工作经验，提出一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法。技术实现要素：本发明旨在提供一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；步骤1.1、将分子量为300g/mol～1000g/mol的聚醚及增塑剂在-0.095MPa真空条件下加热到110℃进行脱水处理；步骤1.2、将脱水处理的聚醚及增塑剂降温至40℃以下，加入异氰酸酯；步骤1.3、将加入异氰酸酯的聚醚及增塑剂搅拌升温至75～80℃，反应2～3小时，制得NCO％含量为20％～25％的聚氨酯预聚体；步骤2、复合型聚氨酯预聚体的制备；步骤2.1、将步骤1中得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，加入脱水高分子量聚醚及异氰酸酯；步骤2.2、将加入脱水高分子量聚醚及异氰酸酯的聚氨酯预聚体搅拌升温至75～80℃，反应2～3小时，制得复合型聚氨酯预聚体；步骤3、聚氨酯灌浆液的制备；步骤3.1、将步骤2得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，依次加入高沸点溶剂、缓凝剂、泡沫稳定剂；步骤3.2、将依次加入高沸点溶剂、缓凝剂、泡沫稳定剂的聚氨酯预聚体搅拌半小时后加入催化剂，搅拌均匀即得到包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料。进一步地，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯MDI和/或多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI。进一步地，步骤1中聚醚的官能度为2～4.5。进一步地，步骤1中增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛脂中的一种或其中两种复合。进一步地，步骤2中聚醚的官能度为2～4.5，分子量在10000～15000之间。进一步地，步骤3中高沸点溶剂为二甘醇二甲醚、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种或几种复合。进一步地，步骤3中缓凝剂为磷酸、甲酰氯、苯甲酰氯中的一种。进一步地，步骤3中泡沫稳定剂为聚醚硅油或吐温-80。进一步地，步骤3中催化剂为三乙胺、三乙烯二胺、双(2，2-吗啉乙基)醚中的一种或两种复合。与现有技术相比，本发明的优越效果在于：1、本发明所述的包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，通过将不同NCO％含量的聚氨酯预聚体复合，能够提高灌浆液遇水反应后固结体的弹性和遇水膨胀性。2、本发明所述的包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，通过采用低粘度的高沸点溶剂复配惰性稀释剂作为混合溶剂来提高聚氨酯灌浆料的闪点，赋予其良好的阻燃效果。3、本发明所述的包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法工艺灵活、简单，生产成本低。附图说明图1为本发明所述的包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法的流程图。具体实施方式如附图1所示，一种包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料的制备方法，各组成成分按质量计，包括如下步骤：实施例1步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；步骤1.1、将4份聚醚N303及5份增塑剂DBP在-0.095MPa真空条件下加热到110℃进行脱水处理；步骤1.2、将脱水处理的聚醚及增塑剂降温至40℃以下，加入40份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI；步骤1.3、将加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI的聚醚及增塑剂搅拌升温至75℃，反应2.5小时，制得含NCO％的聚氨酯预聚体；步骤2、复合型聚氨酯预聚体的制备；步骤2.1、将步骤1中得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，加入76份聚醚GJ480及14份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI；步骤2.2、将加入76份聚醚GJ480及14份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI的聚氨酯预聚体搅拌升温至75℃，反应2.5小时，制得复合型聚氨酯预聚体；步骤3、聚氨酯灌浆液的制备；步骤3.1、将步骤2得到的聚氨酯预聚体降温到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；步骤3.2、将依次加入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预聚体搅拌半小时后加入0.01份的双(2，2-吗啉乙基)醚，搅拌均匀即得到包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料。实施例2步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；步骤1.1、将3份聚醚4110及3.5份增塑剂DBP在-0.095MPa真空条件下加热到110℃进行脱水处理；步骤1.2、将脱水处理的聚醚及增塑剂降温至40℃以下，加入20份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI；步骤1.3、将加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI的聚醚及增塑剂搅拌升温至78℃，反应2.5小时，制得含NCO％的聚氨酯预聚体；步骤2、复合型聚氨酯预聚体的制备；步骤2.1、将步骤1中得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，加入85份聚醚GJ480及17份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI；步骤2.2、将加入85份聚醚GJ480及17份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI的聚氨酯预聚体搅拌升温至80℃，反应2.5小时，制得复合型聚氨酯预聚体；步骤3、聚氨酯灌浆液的制备；步骤3.1、将步骤2得到的聚氨酯预聚体降温到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份的吐温-80；步骤3.2、将依次加入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份的吐温-80的聚氨酯预聚体搅拌半小时后加入0.005份的三乙胺，搅拌均匀即得到包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料。实施例3步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；步骤1.1、将3份聚醚N303及4份增塑剂DBP在-0.095MPa真空条件下加热到110℃进行脱水处理；步骤1.2、将脱水处理的聚醚及增塑剂降温至40℃以下，加入15份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI；步骤1.3、将加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI的聚醚及增塑剂搅拌升温至80℃，反应2.5小时，制得含NCO％的聚氨酯预聚体；步骤2、复合型聚氨酯预聚体的制备；步骤2.1、将步骤1中得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，加入107份聚醚GJ480及20份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI；步骤2.2、将加入107份聚醚GJ480及20份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI的聚氨酯预聚体搅拌升温至80℃，反应2.5小时，制得复合型聚氨酯预聚体；步骤3、聚氨酯灌浆液的制备；步骤3.1、将步骤2得到的聚氨酯预聚体降温到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份的吐温-80；步骤3.2、将依次加入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份的吐温-80的聚氨酯预聚体搅拌半小时后加入0.001份的双(2，2-吗啉乙基)醚，搅拌均匀即得到包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料。实施例4步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；步骤1.1、将2份聚酯L3025、3份聚醚4110、10份聚醚N303及3份增塑剂DBP在-0.095MPa真空条件下加热到110℃进行脱水处理；步骤1.2、将脱水处理的聚醚及增塑剂降温至40℃以下，加入50份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI；步骤1.3、将加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI的聚醚及增塑剂搅拌升温至80℃，反应2.5小时，制得含NCO％的聚氨酯预聚体；步骤2、复合型聚氨酯预聚体的制备；步骤2.1、将步骤1中得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，加入55份聚醚GJ480及13份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI；步骤2.2、将加入55份聚醚GJ480及13份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI的聚氨酯预聚体搅拌升温至80℃，反应2小时，制得复合型聚氨酯预聚体；步骤3、聚氨酯灌浆液的制备；步骤3.1、将步骤2得到的聚氨酯预聚体降温到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；步骤3.2、将依次加入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预聚体搅拌半小时后加入0.001份的三乙烯二胺，搅拌均匀即得到包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料。实施例5步骤1、含NCO％的聚氨酯预聚体的制备；步骤1.1、将2.5份聚醚4110及5份增塑剂DBP在-0.095MPa真空条件下加热到110℃进行脱水处理；步骤1.2、将脱水处理的聚醚及增塑剂降温至40℃以下，加入10份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI；步骤1.3、将加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI的聚醚及增塑剂搅拌升温至80℃，反应2.5小时，制得含NCO％的聚氨酯预聚体；步骤2、复合型聚氨酯预聚体的制备；步骤2.1、将步骤1中得到的聚氨酯预聚体降温到40℃以下，加入110份聚醚GJ480及15份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI；步骤2.2、将加入110份聚醚GJ480及15份二苯基甲烷二异氰酸酯MDI的聚氨酯预聚体搅拌升温至80℃，反应2小时，制得复合型聚氨酯预聚体；步骤3、聚氨酯灌浆液的制备；步骤3.1、将步骤2得到的聚氨酯预聚体降温到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；步骤3.2、将依次加入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预聚体搅拌半小时后加入0.007份的双(2，2-吗啉乙基)醚，搅拌均匀即得到包水性遇水再膨胀聚氨酯灌浆材料。上述实施例中，N303和4110原料来源于山东一诺威聚氨酯股份有限公司，L3025原料来源于上海殊誉化工有限公司，GJ480原料来源于江苏钟山化工有限公司；步骤1所用的聚醚的官能度为2～4.5，分子量在300～1000之间，步骤2所用的高分子量聚醚的官能度为2～4.5，分子量在10000～15000之间。实施例1～5制备的聚氨酯灌浆液的主要技术参数见表1：主要原料及产品技术指标实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5聚醚N3034-310-聚醚4110-3-32.5聚酯L3025---2-聚醚GJ480768510755110二苯基甲烷二异氰酸酯MDI1417201315多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI4020155010粘度/25℃mPa﹒s430470450500410包水率/s5550456243包水体积/倍101320723遇水膨胀率/％110110115105120表1本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。当前第1页1 2 3