端異氰酸酯灌漿材料預聚體及其制備方法技術

本發明專利技術涉及端異氰酸酯灌漿材料預聚體及其制備方法，主要解決現有技術中預聚體法聚氨酯灌漿材料均需加入溶劑和增塑劑進行稀釋，從而導致的聚氨酯灌漿材料運輸、施工應用中的安全、環保問題。本發明專利技術通過采用控制所述預聚體中NCO的重量百分含量為15～28％的技術方案較好地解決了該問題，可用于端異氰酸酯灌漿材料預聚體的工業生產中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種。
技術介紹
聚氨酯灌漿材料因其優越的性能，在水利、水電、隧道、地鐵、礦山、人防、工業及民用建筑等工程中得到越來越廣泛的應用，特別是在工程建設中的基礎加固、堵漏止水、帷幕防滲和裂縫修補等方面。文獻CN92106672. 4公開了一種制備聚氨酯型灌漿材料的方法，是用異氰酸酯殘液和羥基化合物分別為兩個組分，按比例直接均勻混合后進行灌漿，室溫固化后使用，羥基化合物組分可以單獨一個成分使用，也可以它為主體再添加各種助劑或添加劑共用，這些羥基化合物可以是聚醚、聚酯、聚丁二烯、醇酸樹脂、聚丙烯酸樹脂等。文獻CN200810052170. 9公開了一種聚氨酯化學灌漿單液灌漿化學材料的制備方法，但是其制備過程分為三個步驟，首先制備端羥基聚氨酯預聚體，然后以此為原料制備親水性聚氨酯預聚體，最后向步驟2中的親水性聚氨酯預聚體中加入稀釋劑、泡沫穩定劑、催化劑和增塑劑攪拌均勻制成。流程長，過程復雜，且產品中含有大量的(20%以上)低沸點溶劑丙酮，且丙酮為限制性化學品，不僅使產品的使用安全性能大打折扣，也給生產廠家原料采購和產品運輸提出了極高的資質要求。 文獻CN200910101168. O公開了一種高閃點(閃點> 100°C )環保型的水溶性聚氨酯化學灌漿材料。其特征是由異氰酸酯、親水性聚醚、增塑劑以及高沸點復合溶劑(復合脂肪酸酯的混合物)和泡沫穩定劑組成。適用于大壩及其他建筑物基礎防滲處理，地鐵、隧道涌水處理等。該制備過程最后溶劑的加入需要在預聚體反應結束后加入高沸點溶劑和泡沫穩定劑。由上可見，現有技術中預聚體法聚氨酯灌漿材料均需要加入丙酮、二甲苯等低閃點易燃溶劑和對環境、人體毒害大的增塑劑進行稀釋，以此改善漿材的流動擴散性能。由于含有低閃點易燃液體，一般閃點均低于ere，因此對施工現場的防火要求非常高，稍有不慎就會釀成重大事故。再者由于這些溶劑、增塑劑本身具有較強的揮發性和毒性，對于地鐵、隧道、涵洞等地下工程中的人員健康構成極大地威脅。同時國內對易燃液體運輸標準要求極高，需要專門的危險品運輸車運輸，無疑增加了企業的運營成本，而且潛在的危險性也大。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題之一是現有技術中預聚體法聚氨酯灌漿材料均需加入溶劑和增塑劑進行稀釋，從而導致的聚氨酯灌漿材料運輸、施工應用中的安全、環保問題，提供一種新的端異氰酸酯灌漿材料預聚體。用該灌漿材料預聚體制得的灌漿材料，具有高閃點、氣味低、毒性低、安全性好的特點。本專利技術所要解決的技術問題之二是提供一種與解決技術問題之一相對應的端異氰酸酯灌漿材料預聚體的制備方法。為解決上述技術問題之一，本專利技術采用的技術方案如下一種端異氰酸酯灌漿材料預聚體，其特征在于所述預聚體中NCO的重量百分含量為15 28%。上述技術方案中，所述預聚體中NCO的重量百分含量優選范圍為> 22 28%。為解決上述技術問題之二，本專利技術采用的技術方案如下一種所述端異氰酸酯灌漿材料預聚體的制備方法，以異氰酸酯化合物和聚醚多元醇為反應原料，在惰性氣體保護下，在反應溫度為50 90°C條件下，反應原料與酸性催化劑接觸O. 5 6小時，制得所述端異氰酸酯灌漿材料預聚體；其中，所述酸性催化劑選自苯甲酰氯或磷酸，酸性催化劑的用量為反應原料重量的O. 05 3%0。上述技術方案中，所述異氰酸酯化合物選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二苯基亞甲基二異氰酸酯、六次甲基二異氰酸酯或多亞甲基多苯基多異氰酸酯中的至少一種。所述聚醚多元醇選自二官能度聚醚多元醇、三官能度聚醚多元醇和聚醚交聯劑的混合物；混合物中，二官能度聚醚多元醇、三官能度聚醚多元醇和聚醚交聯劑的重量比為(16 18) (6 10) (I 3)。其中，所述二官能度聚醚多元醇優選方案為以丙二醇為起始劑、環氧丙烷開環聚合產品，羥值為54 120mgK0H/g ;所述三官能度聚醚多元醇優選方案為以甘油為起始劑、環氧丙烷開環聚醚，或者環氧丙烷與環氧乙烷共聚醚，羥值優選范圍為26 60mgK0H/g，更優選范圍為30 50mgK0H/g ;所述聚醚交聯劑亦為一種三官能度聚醚多元醇，其羥值優選范圍為150 600mgK0H/g。反應溫度優選范圍為75 85°C，反應時間優選范圍為2 4小時,酸性催化劑的用量優選范圍為反應原料重量的O.1 2%0。本專利技術的端異氰酸酯灌漿材料預聚體用于制備灌漿材料時，將所述預聚體與表面活性劑在40 50°C條件下混合均 勻制得聚氨酯灌漿材料。其中，所述表面活性劑選自非離子型的水溶性有機硅泡沫穩定劑，優選S1-C(硅-碳鏈)型。表面活性劑的用量為預聚體重量的O. 3 1. 0%。為使灌漿材料發泡固化時間可在更寬范圍內調節，配以催化劑2作為該灌漿材料的副劑，現場即配即用。催化劑2為有機胺類催化劑，選自雙二甲氨基乙基醚、N，N-二甲基環己胺、N-乙基嗎啉、N-甲基嗎啉、二嗎啉二乙基醚或N-可可嗎啉中的至少一種，催化劑2的用量為預聚體重量的2 6%。本專利技術控制預聚體中NCO的重量百分含量為15 28%，在制備過程中采用對環境和身體影響小、毒性低的原料，產品中不添加任何有機溶劑和任何增塑劑，同時兼顧了產品的可灌性滿足下游施工應用要求。采用本專利技術的端異氰酸酯灌漿材料預聚體制備的灌漿材料，發泡率高，凝固時間短，產品的防水堵漏性能優良；特別由于產品是100%的聚合物成分，不含有機溶劑(高揮發、低閃點、低沸點、毒性)和增塑劑(對環境有害)，材料的閃點高達162°C，產品的安全性能和環保性能得到極大地提升，可有效杜絕易燃溶劑型產品在使用過程中產生的燃燒爆炸等惡性事故，對地下密閉空間施工應用特別有利；同時，灌漿材料粘度低于IOOOmpa. s (25°C )，通過聚醚的優化選擇和控制預聚體NCO含量,產品的粘度可低至500mpa. s，能夠滿足施工應用要求，取得了較好的技術效果。本專利技術預聚體中NCO的含量可通過HGT2409-1992 (聚氨酯預聚體中異氰酸酯基含量的測定)分析確定。用本專利技術的灌漿材料預聚體制備的聚氨酯灌漿材料，其性能的評價方法如下稱取聚氨酯灌漿材料主劑40克，加入副劑即催化劑2，混合均勻后，再加入2克水，迅速攪拌，漿液開始發泡，高度上升，體積增大直至發泡停止。測試發泡率和凝固時間。發泡率的測定聚氨酯灌漿材料與水反應后，形成的泡沫狀固結體相對于原漿液的體積增長率，用百分比表示。按以下公式計算Fc=V2／V1 ·100%式中Fc為發泡率；V1為聚氨酯灌漿材料固結前的體積；V2為發泡后泡沫的體積。凝固時間的測定聚氨酯灌漿材料與催化劑、水混合后，發泡體停止上升時視為凝固時間。下面通過實施例對本專利技術作進一步的闡述。具體實施例方式實施例1將10克聚醚交聯劑、65克聚醚多元醇B、30克聚醚多元醇C、0. 7克苯甲酰氯投入1000毫升三口燒瓶中，分析水分，水分含量應< 0.05% (若不合格，升溫真空脫水直至合格)，投入200克多亞甲基多苯基多異氰酸酯和105克二苯基亞甲基二異氰酸酯，充氮氣體保護，升溫攪拌，恒溫在55°C保持I小時，然后繼續升溫至78°C，保持3小時，制得灌漿樹脂預聚體。其中，聚醚交聯劑羥值為500mgK0H/g ;聚醚多元醇B 二官能度聚醚多元醇羥值為112mgK0H/g ;聚醚多元醇本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種端異氰酸酯灌漿材料預聚體，其特征在于所述預聚體中NCO的重量百分含量為15～28％。

【技術特征摘要】
1.一種端異氰酸酯灌漿材料預聚體，其特征在于所述預聚體中NCO的重量百分含量為 15 28%。2.根據權利要求1所述端異氰酸酯灌漿材料預聚體，其特征在于所述預聚體中NCO的重量百分含量為> 22 28%。3.權利要求1所述端異氰酸酯灌漿材料預聚體的制備方法，以異氰酸酯化合物和聚醚多元醇為反應原料，在惰性氣體保護下，在反應溫度為50 90°C條件下，反應原料與酸性催化劑接觸O. 5 6小時，制得所述端異氰酸酯灌漿材料預聚體；其中，所述酸性催化劑選自苯甲酰氯或磷酸，酸性催化劑的用量為反應原料重量的O. 05 3%0。4.根據權利要求3所述端異氰酸酯灌漿材料預聚體的制備方法，其特征在于所述異氰酸酯化合物選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二苯基亞甲基二異氰酸酯、六次甲基二異氰酸酯或多亞甲基多苯基多異氰酸酯中的至少一種。5.根據權利要求3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宣理靜，宋虹霞，鈕雅芬，羅宏，鄭銀才，
申請(專利權)人：中國石油化工集團公司，
類型：發明
國別省市：