[发明专利]单组分亲水型聚氨酯灌浆材料以及其原料和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要用于地下工程的快速堵漏的材料技术领域，具体地说是一种单组分亲水型聚氨酯灌浆材料以及其原料和制备方法。 

背景技术

聚氨酯灌浆材料是以多异氰酸酯和多元醇化合物为主要原料，并辅以其他助剂，经过一定的工艺制备的用于防渗、堵漏、填充、加固等目的的溶液灌浆材料。作为聚氨酯灌浆材料大家族中的一员，单组分水活性聚氨酯灌浆材料的特点是浆液能够遇水反应发泡固结，在机械灌注压力和发泡产生的二氧化碳膨胀压力的驱使下，进入细微裂缝，依靠固结体的填充和粘结作用迅速封堵渗漏通道，最终达到快速永久堵漏止水的目的。由于具有标本兼治的优势，自上世纪60年代后期在日本诞生以来，经过近四十年的发展和推广，聚氨酯灌浆材料在基础防渗、岩体加固和封堵渗漏水等方面获得了广泛应用，并在建筑工程渗漏治理方面居于不可替代的位置。 

根据所用聚醚原料的亲(疏)水特性，国内通常将聚氨酯灌浆材料分为单组分亲水型和单组分疏水型聚氨酯灌浆材料两大类。其中单组分亲水型聚氨酯灌浆材料由于具有遇水反应速率快，可快速止水等优点而广为使用。长期以来，国内的亲水型聚氨酯灌浆材料主要存在如下不足：(1)普遍以高度致癌的甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料，环保性欠佳；(2)广泛使用小分子有机物如苯类及酮类作溶剂以降低产品粘度，在进一步劣化产品的环保性能的同时使施工现场劳动安全的风险大幅增加，并导致固结体的干缩继而发生复漏。 

为降低亲水型聚氨酯灌浆材料环保方面的风险，可从原料和生产工艺两个方面入手。中国发明专利CN101220203A公开了一种亲水型聚 氨酯灌浆材料及其制备方法，其特征是先用异氰酸酯化合物和聚醚多元醇反应形成端羟基预聚物，再将此预聚物和聚醚多元醇、异氰酸酯化合物反应制备端异氰酸酯聚氨酯预聚物(即两步法)，再辅以丙酮或环己酮为稀释剂，异氰酸酯化合物仍使用TDI。中国发明专利CN101613454A公开了一种高闪点环保型的水溶性聚氨酯灌浆材料，其特征是以三官能度或四官能度、分子量5000～1000的亲水性聚醚多元醇为原料，和TDI等异氰酸酯化合物一步反应形成端异氰酸酯预聚物(即一步预聚法)，为降低预聚物粘度，使用了高闪点复合溶剂为稀释体系。 

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种单组分亲水型聚氨酯灌浆材料的原料，其不含游离甲苯二异氰酸酯(TDI)，不使用小分子有机溶剂降低粘度，环保性高，符合技术发展趋势。 

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案： 

单组分亲水型聚氨酯灌浆材料的原料，由下述组分组成： 

端羟基聚醚      100重量份 

异氰酸酯        30～150重量份 

增塑剂          10～60重量份 

泡沫稳定剂      1～4重量份。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的单组分亲水型聚氨酯灌浆材料，其中所述的异氰酸酯为二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(MDI)或多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的单组分亲水型聚氨酯灌浆材料，其中所述的端羟基聚醚为二官能度和/或三官能度的低分子量端羟基亲水性聚醚，分子量400～ 4000，羟值为20～300mgKOH/g。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的单组分亲水型聚氨酯灌浆材料，其中所述的端羟基聚醚由二官能度的低分子量端羟基亲水性聚醚和三官能度的低分子量端羟基亲水性聚醚组成，其中三官能度的低分子量端羟基亲水性聚醚占低分子量端羟基亲水性聚醚总重量的10～90％。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的单组分亲水型聚氨酯灌浆材料，其中所述三官能度的低分子量端羟基亲水性聚醚为环氧乙烷和环氧丙烷共聚醚，其中环氧乙烷质量百分含量为20～90％。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的单组分亲水型聚氨酯灌浆材料，其中所述的增塑剂为邻苯二甲酸丁酯或邻苯二甲酸辛酯。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的单组分亲水型聚氨酯灌浆材料，其中所述的泡沫稳定剂为聚烷基硅氧烷。