本发明涉及地下管道渗漏修复，尤其涉及一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料及其制备方法。
背景技术：
我国城市地下管网规模巨大，目前仅供水、排水、燃气、供热四类管线总长已突破200万公里。近年来，由于管道老化失修等原因造成的安全隐患凸显，渗漏、沉陷、腐蚀等病害导致的爆管、水资源浪费、道路坍塌、环境污染事故频发，造成重大经济损失和社会影响。地下管道属城市隐蔽工程，检测修复困难，现行开挖维修方法影响交通、浪费资源、污染环境。
渗漏是我国地下管道普遍存在的问题，混凝土管道腐蚀以及pccp管道断丝开裂是导致这两类管道渗漏的主要原因之一。城市地面环境复杂，常常不具备管道开挖维修条件。国外现行非开挖修复多数属于整体更换管道，造价高，且对管道施工环境要求较高，本项目研发了环保、早强、耐腐蚀的地下管道双浆速凝高聚物修复材料。不仅可以快速封堵管道渗漏，而且可以有效解决由于管道渗漏导致的基础脱空和松散问题。
适用于地下管道非开挖修复的双浆速凝高聚物修复材料，特别在地下管道破裂并漏水条件进行修复需要具备以下特点：1、材料能够膨胀同时膨胀后具有较高的强度，可以达到较好的堵水效果；2、能够和水反应，可以和带水的管道和土石表面有较好的粘结力；3、原材料粘度不大，适合注浆设备施工；4、原材料双浆凝固迅速，可以减少水流对材料成型的影响，管道修复后可以马上投入使用；5、成型后的高聚物具有阻燃性能，阻燃级别c级。专利cn104696664b和cn104652415b中公开了地下管道高聚物修复的工艺与方法，对高聚物的组成以及成型方法没有涉及。
市面上一些材料存在一个严重的问题，材料经由高压注浆设备注入地下管道破裂形成的水中时，由于材料的流速较快在注浆出口会与水对撞，导致材料与水形成一种混合的效果，这种混和效果使堵漏剂中较多的异氰酸根官能团与水在催化剂作用下反应，放出了更多的二氧化碳发泡剂，使材料体积过分膨胀形成密度很低，密度＜25kg/m3的泡沫，这种泡沫飘在水的表面，凝固后很软，没有强度，抗压小于0.8mpa。
市面上一些材料的另一个严重的问题是：由于材料中异氰酸酯和水、多元醇组分反应会放出大量的热量，凝固形成的高聚物材料密度较大，凝固迅速,凝固时间≤10s，同时为了达到修复效果可能会注浆较多的原料，这四个因素的叠加使材料内部温度很容易超过200℃，较高的温度使泡沫内部黄变烧芯，黄变烧芯后的泡沫抗压强度远远小于0.8mpa。
最后，市面上一些材料通常不具有阻燃性，遇火容易燃烧。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料及其制备方法。
本发明的目的是以下述方式实现的：一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂，主剂与固化剂的重量比为2:1-1:1；
主剂包括按重量份的以下原料，
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯50-160份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物20-100份，且异氰酸酯与氯代磷酸酯混合物重量份比为1:1—4:1；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物30-60份，甲酸丙酯、丙酸甲酯或者甲酸丙酯与丙酸甲酯的混合物5-15份，多元醇15-55份、表面活性剂1-3份、催化剂2-6份、水0-0.5份、色浆0-1份。
异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中、改性多亚甲基多苯基异氰酸酯、改性二苯基甲烷二异氰酸酯、改性甲苯二异氰酸酯中改性产品中的至少一种。
多元醇为蔗糖聚醚多元醇、山梨醇聚醚多元醇、小分子醇类聚醚多元醇、胺类聚醚多元醇、苯酐聚酯多元醇、己二酸聚酯多元醇中的至少一种。
催化剂包括催化剂pt303、pt304和pt306。
表面活性剂为使材料稳定发泡，并使泡孔结构均匀细密，不破泡的一种有机助剂，表面活性剂为非硅酮表面活性剂，lk221、lk443、lk665中的至少一种。
所述的地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法，包括以下步骤，（1）按重量份数称量各原料；
（2）将称量好的主剂原料异氰酸酯、氯代磷酸酯混合物加入到反应釜中，搅拌26min-34min，即得主剂；
（3）将称量好的固化剂原料氯代磷酸酯混合物、甲酸丙酯、丙酸甲酯或者甲酸丙酯与丙酸甲酯的混合物、多元醇、表面活性剂1-3份、催化剂2-6份、水0-0.5份、色浆0-1份加入到反应釜中，搅拌26min-34min，即得固化剂。
本发明通过在材料中添加大量的高密度组分：密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物，材料经由高压注浆设备注入地下管道破裂形成的水中时，材料的流速较快在注浆出口会与水对撞形成一种混合的效果后，由于材料混合浆液密度明显大于水的密度，材料会快速沉淀在水的底部并相互融合在一起形成一个连续相后在水的底部整体均匀膨胀凝固，形成的高聚物密度较高，密度＞100kg/m3，能够满足抗压＞0.8mpa的要求。同时氯代磷酸酯混合物添加后使材料具有良好的阻燃性能，测试标准gb8624下阻燃级别c级。
双浆速凝高聚物修复材料凝固时间≤10s；凝固迅速可以减少水流对材料成型的影响，管道修复后可以马上投入使用。但是同时存在另一个严重的问题需要克服：由于材料中异氰酸酯和水、多元醇组分反应会放出大量的热量，凝固形成的高聚物材料密度较大，凝固迅速凝固时间≤10s，同时为了达到修复效果可能会注浆较多的原料，这四个因素的叠加使材料内部温度很容易超过200℃，较高的温度使泡沫内部黄变烧芯，黄变烧芯后的泡沫抗压强度远远小于0.8mpa。本发明通过在材料中使用沸点大于80℃的高沸点物理发泡剂甲酸丙酯或者丙酸甲酯或者甲酸丙酯与丙酸甲酯混合物代替传统的沸点为20-50℃的低沸点物理发泡剂，可以得到很好的效果。沸点大于80℃的高沸点物理发泡剂甲酸丙酯或者丙酸甲酯在材料反应过程中，当内部温度达到或超过80℃时由液体变为气体，不仅起到辅助发泡的作用，最重要的是在由液体变为气体的相变中吸收材料中的热量，保护材料不会黄变烧芯而丧失强度。
双浆速凝高聚物修复材料中甲酸丙酯或者丙酸甲酯或者甲酸丙酯与丙酸甲酯混合物也可以替换为满足以下特点的烷烃、酯类液体中的一种或者多种混合物：沸点80-90℃、不含羟基，不与异氰酸酯反应、与固化剂中的其他组分相容性好、久置不会分层。
本发明主剂和固化剂组分在地下管道破裂并漏水条件下注浆同时满足以下指标：凝固时间≤10s；所得高聚物材料物理性能为：材料固化后不黄变烧芯、密度大于100kg/m3，抗压强度≥0.8mpa；阻燃级别c级；双浆速凝高聚物修复材料固化反应后材料中砷、镉、铬（六价）、铅、汞、硒重金属符合gb/t17219-1998的要求。
本发明使用的氯代烷基磷酸酯混合物为浙江万盛股份有限公司的产品wsfr-a300tb，密度为1.480±0.005g/cm³（25℃）。
具体实施方式
实施例1
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂，主剂与固化剂的重量比为2:1-1:1；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯50-160份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物20-100份，且异氰酸酯与氯代磷酸酯混合物重量份比为1:1—4:1；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物30-60份，甲酸丙酯、丙酸甲酯或者酸丙酯与丙酸甲酯的混合物5-15份，多元醇15-55份、表面活性剂1-3份、催化剂2-6份、水0-0.5份、色浆0-1份。
催化剂包括催化剂pt303、pt304和pt306。
表面活性剂为使材料稳定发泡，并使泡孔结构均匀细密，不破泡的一种有机助剂，表面活性剂为非硅酮表面活性剂，lk221、lk443、lk665中的至少一种。
地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法，为主剂原料分别进行混合得主剂，固化剂原料分别进行混合得固化剂，如具体可以包括如下步骤：
（1）按重量份数称量各原料；
（2）将称量好的主剂原料加入到反应釜中，搅拌26min-34min，即得主剂；
（3）将称量好的固化剂原料加入到反应釜中，搅拌26min-34min，即得固化剂。
使用时再将主剂与固化剂进行混合，平常的时候主剂与固化剂分开保存，保存时间比较久。
实施例2
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂，主剂与固化剂的重量比为2:1-1:1；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯50-160份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物20-100份，且异氰酸酯与氯代磷酸酯混合物重量份比为1:1—4:1；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物30-60份，甲酸丙酯、丙酸甲酯或者甲酸丙酯与丙酸甲酯的混合物5-15份，多元醇15-55份、表面活性剂1-3份、催化剂2-6份、水0-0.5份、色浆0-1份。
催化剂包括催化剂pt303、pt304和pt306，表面活性剂为非硅酮表面活性剂。
地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法，为主剂原料分别进行混合得主剂，固化剂原料分别进行混合得固化剂，如具体可以包括如下步骤：
（1）按重量份数称量各原料；
（2）将称量好的主剂原料加入到反应釜中，搅拌26min-34min，即得主剂；
（3）将称量好的固化剂原料加入到反应釜中，搅拌26min-34min，即得固化剂。
实施例3
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂，主剂和固化剂的各组分按重量份数计，主剂的各组分按重量份数计如下表表1-1：
固化剂的各组分按重量份数计如下表表1-2：
所述的地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法，包括以下步骤，
（1）按重量份数称量各原料；
（2）将称量好的主剂原料异氰酸酯、氯代磷酸酯混合物加入到反应釜中，搅拌26min，即得主剂；
（3）将称量好的固化剂原料加入到反应釜中，搅拌26min，即得固化剂；
将制备得到的地下管道双浆速凝高聚物修复材料主剂和固化剂混合，采用郑州安源技术工程有限公司的高压注浆机进行注浆，浆液凝固后得到的材料颜色为灰色，各种物理性能如下表表1-3：
实施例4
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂，主剂和固化剂的各组分按重量份数计，主剂的各组分按重量份数计如下表表2-1：
固化剂的各组分按重量份数计如下表表2-2：
所述的地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法，包括以下步骤，
（1）按重量份数称量各原料；
（2）将称量好的主剂原料加入到反应釜中，搅拌34min，即得主剂；
（3）将称量好的固化剂原料加入到反应釜中，搅拌34min，即得固化剂。
将制备得到的地下管道双浆速凝高聚物修复材料主剂和固化剂混合，采用郑州安源技术工程有限公司的高压注浆机进行注浆，浆液凝固后得到的材料颜色为灰色，各种物理性能如下表表2-3：
实施例5
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂，主剂和固化剂的各组分按重量份数计，主剂的各组分按重量份数计如下表表3-1：
固化剂剂的各组分按重量份数计如下表表3-2：
所述的地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法，包括以下步骤，
（1）按重量份数称量各原料；
（2）将称量好的主剂原料加入到反应釜中，搅拌30min，即得主剂；
（3）将称量好的固化剂原料加入到反应釜中，搅拌30min，即得固化剂；
将制备得到的地下管道双浆速凝高聚物修复材料主剂和固化剂混合，采用郑州安源技术工程有限公司的高压注浆机进行注浆，浆液凝固后得到的材料颜色为灰色，各种物理性能如下表表3-3：
地下管道双浆速凝高聚物修复材料的重量份配比还可以如以下实施例所述。
实施例6
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯50份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物50份；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3氯代磷酸酯混合物30份，甲酸丙酯7份，多元醇15份、表面活性剂1份、催化剂2份。
异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，多元醇为蔗糖聚醚多元醇，催化剂中催化剂pt3030.4份、pt3040.6份、pt3061份。
表面活性剂中lk2210.2份、lk4430.4份、lk6650.4份。
所述地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法如实施例1所述，将主剂各原料分别混合得主剂，将固化剂各原料分别混合得固化剂。
实施例7
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯160份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物100份；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3氯代磷酸酯混合物60份，丙酸甲酯15份，多元醇55份、表面活性剂3份、催化剂6份、水0.5份、色浆1份。
异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯中，多元醇为山梨醇聚醚多元醇。
催化剂中催化剂pt303为1.3份、pt304为2.0份、pt306为2.7份。
表面活性剂中lk221为2份、lk443为1份。
所述地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法如实施例1所述，将主剂各原料分别混合得主剂，将固化剂各原料分别混合得固化剂。
实施例8
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯50份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物20份；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3氯代磷酸酯混合物30份，甲酸丙酯3份，丙酸甲酯2份，多元醇15份、表面活性剂1份、催化剂2份、水0.5份。
异氰酸酯中多亚甲基多苯基异氰酸酯20份，二苯基甲烷二异氰酸酯30份。多元醇中苯酐聚酯多元醇2份，己二酸聚酯多元醇13份。
催化剂中催化剂pt303为0.4份、pt304为0.6份、pt306为1份。
表面活性剂中lk443为0.8份、lk665为0.2份。
所述地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法如实施例1所述，将主剂各原料分别混合得主剂，将固化剂各原料分别混合得固化剂。
实施例9
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯80份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物20份；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物50份，甲酸丙酯3份，丙酸甲酯3份，多元醇35份、表面活性剂3份、催化剂3份、水0.2份、色浆0.5份。
异氰酸酯中二苯基甲烷二异氰酸酯100份，甲苯二异氰酸酯60份。多元醇为己二酸聚酯多元醇。
催化剂中催化剂pt303为0.5份、pt304为0.9份、pt306为1.6份。
表面活性剂中lk221为0.9份、lk443为2.1份。
所述地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法如实施例1所述，将主剂各原料分别混合得主剂，将固化剂各原料分别混合得固化剂。
实施例10
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯60份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物20份；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3氯代磷酸酯混合物40份，甲酸丙酯5份，丙酸甲酯2份，多元醇20份、表面活性剂1份、催化剂5份、水0.5份、色浆1份。
异氰酸酯中改性二苯基甲烷二异氰酸酯20份，改性甲苯二异氰酸酯40份。
多元醇中蔗糖聚醚多元醇5份，山梨醇聚醚多元醇6份，苯酐聚酯多元醇3份，己二酸聚酯多元醇6份。
催化剂中催化剂pt303为0.7份、pt304为1.6份、pt306为2.7份。
表面活性剂中lk221为0.5份、lk665为0.5份。
所述地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法如实施例1所述，将主剂各原料分别混合得主剂，将固化剂各原料分别混合得固化剂。
实施例11
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯120份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物60份；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3氯代磷酸酯混合物45份，甲酸丙酯5份，丙酸甲酯6份，多元醇30份、表面活性剂1.5份、催化剂4.5份、水0.5份、色浆0.5份。
异氰酸酯为改性甲苯二异氰酸酯。多元醇中山梨醇聚醚多元醇20份，苯酐聚酯多元醇10份。
催化剂中催化剂pt303为0.9份、pt304为1.4份、pt306为2.2份。
表面活性剂中lk221。
所述地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法如实施例1所述，将主剂各原料分别混合得主剂，将固化剂各原料分别混合得固化剂。
实施例12
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯60份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物40份；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3氯代磷酸酯混合物60份，丙酸甲酯6份，多元醇18份、表面活性剂1份、催化剂5份、水0.4份、色浆0.6份。
异氰酸酯改性多亚甲基多苯基异氰酸酯。
多元醇中小分子醇类聚醚多元醇6份、胺类聚醚多元醇12份。
催化剂中催化剂pt303为0.9份、pt304为1.6份、pt306为2.5份。
表面活性剂中lk443。
所述地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法如实施例1所述，将主剂各原料分别混合得主剂，将固化剂各原料分别混合得固化剂。
实施例13
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯75份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物45份；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3氯代磷酸酯混合物35份，甲酸丙酯4份、丙酸甲酯5份，多元醇18份、表面活性剂1.2份、催化剂2.5份、水0.1份、色浆0.3份。
异氰酸酯为改性甲苯二异氰酸酯，多元醇中蔗糖聚醚多元醇。
催化剂中催化剂pt303为0.5份、pt304为0.8份、pt306为1.2份。
表面活性剂中lk221为0.8份、lk443为0.4份。
所述地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法如实施例1所述，将主剂各原料分别混合得主剂，将固化剂各原料分别混合得固化剂。
实施例14
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯150份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物38份；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物60份，甲酸丙酯9份，多元醇50份、表面活性剂2份、催化剂4份、水0.3份、色浆0.8份。
异氰酸酯中二苯基甲烷二异氰酸酯20份、甲苯二异氰酸酯中30份，改性二苯基甲烷二异氰酸酯40份，改性甲苯二异氰酸酯60份。
多元醇中蔗糖聚醚多元醇30份、山梨醇聚醚多元醇10份、苯酐聚酯多元醇10份。
催化剂中催化剂pt303为0.8份、pt304为1.2份、pt306为2份。
表面活性剂中lk221为1份、lk443为0.5份、lk665为0.5份。
所述地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法如实施例1所述，将主剂各原料分别混合得主剂，将固化剂各原料分别混合得固化剂。
实施例15
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯120份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物70份；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3氯代磷酸酯混合物50份，甲酸丙酯6份，丙酸甲酯3份，多元醇45份、表面活性剂2份、催化剂3份、水0.3份、色浆0.2份。
异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯30份，二苯基甲烷二异氰酸酯30份，甲苯二异氰酸酯30份，改性二苯基甲烷二异氰酸酯10份，改性甲苯二异氰酸酯20份。
多元醇中蔗糖聚醚多元醇10份、山梨醇聚醚多元醇30份。
催化剂中催化剂pt303为0.6份、pt304为1.0份、pt306为1.4份。
表面活性剂中lk221为1份、lk665为1份。
所述地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法如实施例1所述，将主剂各原料分别混合得主剂，将固化剂各原料分别混合得固化剂。
实施例16
一种地下管道双浆速凝高聚物修复材料，包括主剂和固化剂；
主剂包括按重量份的以下原料，异氰酸酯80份，密度大于1400kg/m3的氯代磷酸酯混合物70份；
固化剂包括按重量份的以下原料，密度大于1400kg/m3氯代磷酸酯混合物45份，甲酸丙酯6份，丙酸甲酯4份，多元醇29份，非硅酮表面活性剂1.2份、催化剂3.5份、水0.4份、色浆0.6份。
异氰酸酯中甲苯二异氰酸酯60份、改性甲苯二异氰酸酯20份。
多元醇中苯酐聚酯多元醇15份、己二酸聚酯多元醇14份。
催化剂中催化剂pt303为0.6份、pt304为1.1份、pt306为1.8份。
所述地下管道双浆速凝高聚物修复材料的制备方法如实施例1所述，将主剂各原料分别混合得主剂，将固化剂各原料分别混合得固化剂。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。