[发明专利]一种高闪点环保型的水溶性聚氨酯化学灌浆材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种高闪点环保型的水溶性聚氨酯化学灌浆材料。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。

背景技术

聚氨酯灌浆材料是应用于水利、水电、隧道、地铁、矿山、人防、工业及民用建筑等工程中起防渗、堵漏、加固作用的重要灌浆材料。聚氨酯化学灌浆材料按其性能可分为水溶性(亲水型)和油溶性(疏水型)两大类；按制备方法可分为一步法和预聚法。其中一步法是将灌浆材料制成两个组份，一个组份是聚醚多元醇，另一个组份是异氰酸酯，这种方法制备的灌浆材料固化快、强度高，但在使用过程中需要双液泵以及混合设备，设备投资比较大。所以在实际使用中更多是采用预聚法制备的聚氨酯灌浆材料。预聚法是将过量异氰酸酯与聚醚多元醇反应而制得端异氰酸酯基(-NCO)预聚体，然后根据需要加入溶剂、催化剂、表面活性剂等组成化学浆液。

由于水溶性聚氨酯灌浆材料具有与水反应快、并有二次扩散的功能，其固结体还具有遇水膨胀的性能，因此一般常用作防水堵漏的首选材料。国内研制、应用聚氨酯灌浆材料已近30年的历史，由于预聚法制备的聚氨酯粘度大，需要加入溶剂才能稀释至可使用的粘度，多年来在国内各个生产厂家使用的均为丙酮、二甲苯等低闪点易燃溶剂。其中，丙酮的闪点为-17.8℃(闭杯法)，二甲苯的闪点为27.2-46.1℃(闭杯法)，在生产和使用过程中对环境保护和人体健康带来不利影响，甚至有可能产生严重的后果。

例如，当在地铁、隧道、地下室等通风不良的部位进行施工时，由于浆液本身具有较大的挥发性，因此产生的挥发物质会对施工人员的人体造成一定的损害，过量吸入丙酮、二甲苯蒸气，对人的呼吸道、食道等器官会引起一定的麻醉作用，长期接触也会对皮肤产生刺激作用。而更为严重的是，目前使用的聚氨酯灌浆材料均含低闪点溶剂，属易燃液体(凡闪点低于61℃的液体均性易燃液体，传统的聚氨酯灌浆材料的闪点一般在-10～20℃之间，在我国2002年公布的危险化学品名录中，仍把聚氨酯化学灌浆材料列为中闪点易燃物品)，因此在施工现场对防火的要求非常高，稍有不慎有可能酿成重大后果。例如：2009年1月8日，华东某地铁11号线施工现场发生火灾，造成一死数伤，其原因就是电线短路引燃聚氨酯化学灌浆材料，2008年12月30日，北方某地铁二号线隧道施工发生火灾事故，也是由于切割时引燃防水材料造成的。这些事故的发生，不仅给人民的生命安全和财产造成损失，也给聚氨酯材料本身的应用造成负面影响。

同时由于传统的聚氨酯灌浆材料属于中闪点易燃液体，因此对运输防火的要求也很高，需要专门的危险品运输车运输，不仅成本高，而且潜在的危险性也较大。

国际上，聚氨酯灌浆材料正在朝着适应环境保护、安全、高效、耐久等需求方向发展。国内的聚氨酯灌浆材料由于受到原材料和工艺技术、价格和市场等因素的制约，大多含有价格较低的丙酮或二甲苯等易燃溶剂。但是随着国内多起由于操作不当引起的堵水材料失火的事故的发生，人们会越来越多的关注材料的安全性能。因此，研制出高闪点(在100℃以上)、不易燃、环保型的水溶性聚氨酯灌浆材料，不仅满足国家倡导的“以人为本”的管理理念，也能为地铁、煤矿等国家基础建设提供有力的保证，具有非常重要的现实意义。同时由于可以作为普通物品运输，因此对于各类抢险工程的及时性也能得到保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种高闪点环保型的水溶性聚氨酯化学灌浆材料，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。

本发明所采用的技术方案是：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；工艺过程如下：

(1)在装有冷凝器、搅拌器的反应釜内加入亲水性聚醚30～80重量份和增塑剂5～30重量份，在100～120℃下减压脱水1～3小时，取样，进行水份含量测定，水份含量＜0.10％，然后再加入异氰酸酯10～35重量份，反应温度在70～90℃，反应时间在1.5～2.5小时，生成预聚体反应液；

(2)将步骤(1)生成的预聚体反应液冷却降温至40-50℃，再加入高沸点复合溶剂10-50重量份和泡沫稳定剂0.5-3重量份，搅拌均匀，即得到高闪点环保型水溶性聚氨酯化学灌浆材料。

所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯。