一种用于潮湿或明水环境的注浆加固材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种注浆加固材料及其制备方法，具体涉及一种用于潮湿或明水环境 的注浆加固材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 当前，常用的注浆加固材料有水泥、水玻璃、环氧树脂和聚氨酯类等，各有优劣。其 中，水泥类注浆加固材料原材料来源广泛、价格低廉、强度高，但由于是悬浊液，需要使用高 压注浆栗施工，并且不能灌入细微裂缝，应用受到了限制。水玻璃类注浆加固材料原材料同 样来源广泛、价格低廉、粘度低，并且是真溶液，可灌注到细微裂缝，但其强度较低，且固化 后成碱性，对环境有一定的影响，应用也受到了限制。环氧树脂强度高、粘度低、能渗透到超 细裂缝中，特别适用于超细裂缝的加固补强，但环氧注浆加固材料固化缓慢，达到100%强 度需要一周甚至几周时间，满足不了特殊工程的需要，并且价格昂贵。聚氨酯注浆加固材料 强度较高、粘度低、反应速度快、可渗透到细微裂缝中，应用广泛，但是阻燃效果差，成本较 高，且遇水后会发泡，影响了加固效果。
[0003] 目前，对于潮湿或明水环境的细微裂缝，使用的加固材料只有环氧树脂，但是对于 需要快速固化的工程，环氧树脂加固材料难以满足要求。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种价格低廉、力学强度高、粘度低，渗透性 好，反应时间可调，最高反应温度低、不含任何易挥发溶剂、阻燃性好、价格低廉、施工方便、 专用于潮湿或明水环境的注浆加固材料及其制备方法。
[0005] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种用于潮湿或明水环境的注浆加固 材料，由A、B双组份组成，其中，按重量份数计，A组分主要由90~95份硅酸盐、和3~7 亲水性小分子多元醇组成；B组分主要由10~30份聚醚多元醇、40~80份多异氰酸酯组 成。
[0006] 进一步，由A、B双组份组成，其中，按重量份数计，A组分由90~95份硅酸盐、 0. 5~5份催化剂和3~7亲水性小分子多元醇组成；B组分由10~30份聚醚多元醇、 0. 5~10份小分子扩链剂、40~80份多异氰酸酯、10~20份溶剂、0. 5~5份助剂组成。
[0007] 进一步，所述A组分、B组分体积比为1 :1。
[0008] 进一步，所述硅酸盐为水溶性硅酸盐（优选硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂）；所述亲水性 小分子多元醇为乙二醇、丙三醇、1、4_ 丁二醇中的一种或多种的混合物。
[0009] 进一步，所述聚醚多元醇为聚醚二元醇、聚醚三元醇、聚醚四元醇中的一种或多种 的混合物，其中，聚醚多元醇的分子量为400~2000 ;所述多异氰酸酯为多亚甲基多苯基异 氰酸酯和/或多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯。
[0010] 进一步，所述催化剂为四甲基胍、2-[2_(二甲氨基）乙氧基]乙醇、四甲基脲、二氮 杂二环、2. 4. 6-三（二甲胺基甲基）苯酚中的一种或多种的混合物；所述小分子扩链剂为 乙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、己二醇、三羟甲基丙烷中的一种或多种的混合物；所述 溶剂为沸点高于150°C、不含活泼氢、溶于水且不易挥发的有机溶剂（优选二乙二醇丁醚醋 酸酯、二异丁基甲酮、乙二醇丁醚乙酸酯）；所述助剂为消泡剂、抗氧剂、紫外吸收剂中的一 种或多种的混合物。
[0011] 本发明进一步解决其技术问题采用的技术方案是，一种用于潮湿或明水环境的注 浆加固材料的制备方法，包括以下步骤：
[0012] (1)A组分的制备：在反应釜中先加入硅酸盐，在室温条件下、搅拌状态下缓慢滴 加亲水性小分子多元醇，加完后将催化剂滴加到反应釜中，滴加完后继续搅拌均匀，出料， 过滤，包装得到A组分；
[0013] (2)B组分的制备：在夹层反应釜内，依次加入聚醚多元醇和扩链剂，在温度为 105~110°C，真空度为-0.IMPa的条件下脱水，降温至45~55°C，加入异氰酸酯，自由反 应，继续升温至70~80°C，反应1~2小时后降温至50°C以下，加入溶剂和助剂，出料，过 滤充氮气包装。
[0014] 进一步，步骤（1)中，催化剂滴完时间控制在1~1. 5小时。
[0015] 进一步，步骤（2)中，脱水时间控制在2~3小时，自由反应时间控制在20~ 40min〇
[0016] 本发明之注浆加固材料采用硅酸盐改性聚氨酯，具有力学强度高、粘度低，渗透性 好，反应时间可在1~16min调节，最高反应温度低、不含任何易挥发溶剂、阻燃性好、价格 低廉、施工方便等优点，专用于潮湿或明水环境裂缝的注浆加固。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合实施例对本发明进一步加以说明。
[0018] 实施例1
[0019] (1)A组分的制备：在反应釜内，先加入93份硅酸钠，室温下启动搅拌，缓慢滴加6 份乙二醇，1小时滴完，再缓慢滴加1份四甲基脲催化剂，1小时滴加完，继续搅拌半小时，出 料，包装得到A组份。
[0020] (2)B组分的制备：在夹层反应釜内，先加入20份的Μη= 1000~2000的低不饱 和度高分子量丙二醇聚醚、在温度为105~110°C，真空度为-0.IMPa的条件下脱水2~3 小时，降温至60°C，加入55份的多亚甲基多苯基异氰酸酯，升温至70~80°C，保持温度不 变，反应1~2小时，降温至50°C以下，加入20份二乙二醇丁醚醋酸酯和3份消泡剂，搅拌 均匀后，出料，过滤，充氮气包装得到B组分。
[0021] 实施例2
[0022] (1)A组分的制备：在反应釜内，先加入94份硅酸钾，室温下启动搅拌，缓慢滴加5 份丙三醇1小时滴加完，然后缓慢滴加2份2-[2-(二甲氨基）乙氧基]乙醇，1小时滴加 完，继续搅拌半小时，出料，包装得到A组份。
[0023] (2)B组分的制备：在夹层反应釜内，先加入25份的聚醚多元醇5,在温度为105~ 110°C，真空度为-0.IMpa的条件下脱水2~3小时，降温至60°C，加入60份的多元醇改性 二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至70~80°C，保持温度不变，反应1~2小时，降温至50°C以 下，加入15份二异丁基甲酮，搅拌均匀后，出料，过滤，充氮气包装得到B组分。
[0024] 实施例3
[0025] (1)A组分的制备：在反应釜内，先加入90份硅酸钠，室温下启动搅拌，缓慢滴加4 份1、4_ 丁二醇，1小时滴加完，然后再缓慢滴加5份四甲基胍催化剂，1小时滴加完，继续搅 拌半小时，出料，包装得到A组份。
[0026] (2)B组分的制备：在夹层反应釜内，先加入15份的聚醚多元醇Μη= 400~2000 的低不饱和度高分子量聚醚四元醇和3份己二醇扩链剂，在温度为105~110°C，真空度 为-0.IMpa的条件下脱水2~3小时，降温至60°C，加入69份的多亚甲基多苯基异氰酸酯， 升温至70~80°C，保持温度不变，反应1~2小时，降温至50°C以下，加入12份乙二醇丁 醚乙酸酯溶剂和〇. 5份紫外吸收剂、0. 5份消泡剂，搅拌均匀后，出料，过滤，充氮气包装得 到B组分。
[0027] 实施例1~3制备的注浆加固材料产品，在常温状态下养护7天后，经检验，主要 性能见下表1。
[0028] 表1-性能测试结果
[0029]
[0030] 由表1可知，实施例1~3制备的注浆加固材料产品粘度低，渗透性好，固化时间 可调；通过双液注浆栗注浆固化后强度高、施工方便。
【主权项】
1. 一种用于潮湿或明水环境的注浆加固材料，其特征在于，由A、B双组份组成，其中， 按重量份数计，A组分主要由90~95份硅酸盐、和3~7亲水性小分子多元醇组成；B组分 主要由10~30份聚醚多元醇、40~80份多异氰酸酯组成。2. 根据权利要求1所述的注浆加固材料，其特征在于，由A、B双组份组成，其中，按重量 份数计，A组分由90~95份硅酸盐、0. 5~5份催化剂和3~7亲水性小分子多元醇组成； B组分由10~30份聚醚多元醇、0. 5~10份小分子扩链剂、40~80份多异氰酸酯、10~ 20份溶剂、0. 5~5份助剂组成。3. 根据权利要求1或2所述的用于潮湿或明水环境的注浆加固材料，其特征在于，所述 A组分、B组分体积比为1 :1。4. 根据权利要求1~3之一所述的用于潮湿或明水环境的注浆加固材料，其特征在于， 所述硅酸盐为水溶性硅酸盐；所述亲水性小分子多元醇为乙二醇、丙三醇、1、4_ 丁二醇中 的一种或多种的混合物。5. 根据权利要求1~3之一所述的用于潮湿或明水环境的注浆加固材料，其特征在于， 所述聚醚多元醇为聚醚二元醇、聚醚三元醇、聚醚四元醇中的一种或多种的混合物，其中， 聚醚多元醇的分子量为400~2000 ;所述多异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯和/或多 元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯。6. 根据权利要求2或3所述的用于潮湿或明水环境的注浆加固材料，其特征在于，所 述催化剂为四甲基胍、2-[2-(二甲氨基）乙氧基]乙醇、四甲基脲、二氮杂二环、2. 4. 6-三 (二甲胺基甲基）苯酚中的一种或多种的混合物；所述小分子扩链剂为乙二醇、1，3-丙二 醇、1，4-丁二醇、己二醇、三羟甲基丙烷中的一种或多种的混合物；所述溶剂为沸点高于 150°C、不含活泼氢、溶于水且不易挥发的有机溶剂；所述助剂为消泡剂、抗氧剂、紫外吸收 剂中的一种或多种的混合物。7. -种如权利要求1~6之一所述的用于潮湿或明水环境的注浆加固材料的制备方 法，其特征在于，包括以下步骤： (1) A组分的制备：在反应釜中先加入硅酸盐，在室温条件下、搅拌状态下缓慢滴加亲 水性小分子多元醇，加完后将催化剂滴加到反应釜中，滴加完后继续搅拌均匀，出料，过滤， 包装得到A组分； (2) B组分的制备：在夹层反应釜内，依次加入聚醚多元醇和扩链剂，在温度为105~ Il〇°C，真空度为-0.1 MPa的条件下脱水，降温至45~55°C，加入异氰酸酯，自由反应，继续 升温至70~80°C，反应1~2小时后降温至50°C以下，加入溶剂和助剂，出料，过滤充氮气 包装。8. 根据权利要求7所述的用于潮湿或明水环境的注浆加固材料的制备方法，其特征在 于，步骤（1)中，催化剂滴完时间控制在1~1. 5小时。9. 根据权利要求7或8所述的用于潮湿或明水环境的注浆加固材料的制备方法，其特 征在于，步骤（2)中，脱水时间控制在2~3小时，自由反应时间控制在20~40min。
【专利摘要】一种用于潮湿或明水环境的注浆加固材料及其制备方法，所述注浆加固材料由A、B双组份组成，其中，按重量份数计，A组分主要由90～95份硅酸盐、和3～7亲水性小分子多元醇组成；B组分主要由10～30份聚醚多元醇、40～80份多异氰酸酯组成。本发明还包括注浆加固材料的制备方法。本发明之注浆加固材料具有力学强度高、粘度低，渗透性好，反应时间可调，最高反应温度低、不含任何易挥发溶剂、阻燃性好、价格低廉、施工方便等优点。专用于潮湿或明水环境裂缝的注浆加固。
【IPC分类】C08K3/34, C08G18/48, C08G18/66, C08G18/32, C08L75/08
【公开号】CN105238031
【申请号】CN201510728932
【发明人】郑先军, 王新锋, 段文锋, 段存业
【申请人】北京东方雨虹防水技术股份有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月30日