[发明专利]一种有机无机杂化改性聚氨酯化学注浆材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子注浆材料的制备方法，特别是一种有机无机杂化改性聚氨酯化学注浆材料的制备方法。

背景技术

目前的土木建筑工程，以混凝土结构占主导地位，混凝土结构由于外因素的作用不可避免地存在裂缝，或者在使用中出现裂缝，裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因，因此，对裂缝的控制和处理至关重要，混凝土裂缝补修使用较多的方法是压力灌浆法，这就需要大量的灌浆材料 (高性能灌浆料的实验研究[J].山西建筑,2012,38(1): 110～111)；目前，用聚合物，如环氧树脂作为灌浆料来修补混凝土结构裂缝，一般可获得满意的结果，发现掺加适量的粉煤灰可增加浆体的稳定性，外加剂水玻璃可增加浆体的稳定性及结石率，但却使浆体的流动性降低，而外加剂氯化钙则对浆体的流动性有增强作用（聚合物改性特种水泥灌浆料的性能[J].建筑材料学报，2004,7(1):103～108）；有的人在酚醛树脂体系中添加8%聚氨酯预聚体，以酸做为固化剂制备泡沫，泡沫的冲击强度和压缩强度分别提高了50%和96.5%（酚醛树脂泡沫塑料增韧改性的研究[J].济南大学学报，2004,(18):243～245）；中国专利公开了一种聚氨酯/酚醛泡沫保温材料的制备方法，公开号：CN101565541A，公开日：2009.10.28，曾采用聚氨酯预聚物与碱性酚醛树脂双组份体系制备了新型泡沫材料，但是这些都不适合做加固灌浆料；此外，中国专利还公开了一种聚氨酯化学灌浆材料及制备方法，公开号：CN101220203A，公开日：2008.7.16，这种聚氨酯类灌浆料是单液灌浆，施工简单，操作方便，凝胶体无毒性，但其阻燃性能差，存在一定的火灾隐患。与以往的灌浆材料不同，本发明是采用聚氨酯预聚体与酚醛树脂混合反应得到的物料A，反应物料B是无机硅酸盐类，A料与B料可以良好反应，进行固化，酚醛树脂和硅酸盐本身具有很好的阻燃性，另外，固化物在受热炭化后，酚醛树脂和硅酸盐协同作用更易在表面形成炭化层，起到阻断氧气而阻燃的作用，并且这两种物料反应过程毒性小，成本低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有的高分子注浆材料制备方法的弊端，而提供一种有机无机杂化改性聚氨酯化学注浆材料的制备方法；首先，采用端异氰酸酯—聚醚预聚物与可发性酚醛树脂组成双组份体系A料；其次，无机硅酸盐溶液和胺类催化剂及有机锡类催化剂混合而成B料；再次，将A料与B料混合，经充分搅拌后得到性能稳定的新型灌浆料；该体系副反应少，反应容易控制，可以准确控制灌浆料的凝胶时间；A料中采用特种可发性酚醛树脂，解决了聚氨酯预聚物与体型酚醛树脂的相容性差的问题，并且该酚醛树脂与异氰酸酯基团反应速度平稳，与B料混合后所得灌浆料具有阻燃、机械强度高、抗腐蚀老化性能好的优良特征。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：这种有机无机杂化改性聚氨酯化学注浆材料的制备方法，其特点是：它通过下述三个步骤进行：

①称取16～17份特种可发性酚醛树脂、加入80～82份水溶性端异氰酸酯—聚醚预聚体中，并搅拌均匀，然后加入2～4份表面活性剂，继续搅拌均匀，形成A组份；

②称取96份特定模数的无机硅酸盐溶液，加入3份胺类催化剂及1份有机锡类催化剂，并搅拌均匀，形成B组份；

③将A组份和B组份混合并高速搅拌10～20s，注入构筑物裂隙中，常温反应固化，起到修补和加固构筑物的作用，整个反应过程在室温下25℃进行。

本发明解决其技术问题所采取的另一技术方案是：这种有机无机杂化改性聚氨酯化学注浆材料的制备方法，其步骤①中所述的特种可发性酚醛树脂为碱性可发性酚醛树脂，含水量为3.5～6.5%，温度为25℃时，粘度为900～1500mPa·s。

本发明解决其技术问题所采取的又一技术方案是：这种有机无机杂化改性聚氨酯化学注浆材料的制备方法，其步骤①中所述的水溶性端异氰酸酯—聚醚预聚体中所含的-NCO的质量与可发性酚醛树脂的质量比为1:0.8～1:0.9。

本发明解决其技术问题所采取的另一技术方案是：这种有机无机杂化改性聚氨酯化学注浆材料的制备方法，其步骤①中所述的表面活性剂为硅油DC-193或吐温80（TWEEN-80）。

本发明解决其技术问题所采取的又一技术方案是：这种有机无机杂化改性聚氨酯化学注浆材料的制备方法，其步骤①中所述的水溶性异氰酸酯—聚醚预聚体为聚醚多元醇与二苯甲烷二异氰酸酯MDI或甲苯二异氰酸酯TDI按一定比例用常规方法制备，-NCO基团含量为17.5～19.5%，温度为25℃时，粘度为200～240mPa·s。