[发明专利]一种适用于低温环境的聚氨酯硬泡双组份原料及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学领域化合物中的聚氨酯硬泡双组份原料及其施工方法，特别是涉及一种适用于大坝等建筑保温的聚氨酯硬泡双组份原料及其施工方法。特别适用于水利混凝土大坝保温工程的秋冬季施工以及低温冷库的裂缝修补的聚氨酯硬泡双组份原料、施工方法及其应用。 

背景技术

大坝等大体积混凝土所产生的裂缝，绝大多数都是表面裂缝，引起表面裂缝的原因主要是干缩和温度应力。温度应力主要是由于寒潮和寒冷地区的气温年变化等外界气温变化导致大体积混凝土内外温度差的加大，从而引起的表面拉应力。所以如果采用合适和有效的保温保湿措施，会在很大程度上减少混凝土裂缝的发生，从而提高大坝的质量，为水库安全运行打下一个良好的基础。 

    国内在上个世纪60年代开始对如何防止气温骤降引起的表面裂缝引起重视。当时主要采用草袋和草帘、木丝板，水泥—膨胀珍珠岩等材料，这些材料虽有一定保温作用，但受潮后保温作用锐减，还有木丝板掩盖混凝土表面的缺陷和不易拆除等问题。80年代后，泡沫塑料成为主要的保温材料。主要有聚苯乙烯泡沫塑料板、保温被、聚乙烯气垫薄膜、聚乙烯泡沫塑料板等。但仍旧存在施工工艺复杂、保温效果不稳定等问题。 

分子结构中含有多个“氨基甲酸酯基团”的聚合物，称为聚氨酯，被世界工业界称为第五大塑料，年总产量已经超过了1000万吨。聚氨酯材料在我们的日常生活已经随处可见，比如PU人造革、床垫沙发用的海绵、绝大部分的冰箱冰柜的保温层等等。其中硬质聚氨酯泡沫塑料(简称聚氨酯硬泡)具有优良的保温性能、力学性能、电学性能、声学性能和耐化学品性能，特别是具有优异的绝热性能, 而且其密度、强度、硬度等均可以随着原料配方的不同而改变， 再加上其成型施工十分方便，因此在冰箱冰柜、冷藏运输、建筑绝热、工业储罐及管道绝热、家具制造等领域获得了越来越广泛的应用。 

  硬泡聚氨酯喷涂在大型水利工程中的应用刚刚开始，双组份液体原料直接喷涂在大坝混凝土基面上并能够部分渗入，反应发泡后能够屏蔽混凝土表面的毛细孔和微裂隙；聚氨酯硬泡在坝面形成一个整体，没有接缝，在保温效果和施工工艺上面都具有无可比拟的优点。 

目前，现有的聚氨酯泡沫施工环境温度在15℃以下会对泡沫物理性能造成较大影响，低温（5℃）以下几乎没有办法施工，这是因为以下三个方面： 

    1、喷涂的施工工艺决定了在混合后、发泡前阶段内物料的温度受到环境温度的很大影响；聚氨酯硬泡原料双组份分别为：异氰酸酯组分、多元醇组分，这两种组分经过喷涂机加热混合后从喷枪喷出形成雾状微粒，到达基材上开始反应发泡。喷枪距离基材距离一般为1-1.5m，如果施工环境及大坝表面的温度太低，雾状微粒经过1-1.5m距离到达大坝的过程中，及到达大坝上后，温度快速下降。

    2、如果在混合后、发泡前阶段内物料的温度过低，导致反应体系热量不足。一方面反应体系热量不足使双组份原料反应转化率低，泡孔粗糙，泡沫酥脆；同时影响双组份原料的快速聚合，使原料粘度无法快速增长从而包裹住快速膨胀的气泡，就会出现物料没有足够的粘度附着在基材上，沿大坝立面或斜面向下流淌导致保温施工失败的现象。在氟利昂（F-11，沸点23℃）发泡剂已经禁用的情况下，现在广泛使用的发泡剂一氟二氯乙烷（HCFC-141b，沸点32℃），不但需在原料反应体系温度大于32℃时候才能起到发泡作用，而且其汽化是一个吸热过程，更加导致聚氨酯保温泡沫化学反应过程中热量的严重散失。 

    3、环境温度在0℃以下，特别是-10度以下，异氰酸酯组分容易出现粘度过大，长时间放置结晶沉淀的问题，导致喷涂机无法顺利工作。 

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种可在-30℃及以上的环境温度下正常施工的适用于低温环境的聚氨酯硬泡双组份原料。 

一种适用于低温环境的聚氨酯硬泡双组份原料，包括异氰酸酯组分、多元醇组分，其特殊之处在于： 

所述多元醇组分中含有具有低温高活性的聚醚多元醇，该聚醚多元醇占多元醇组分总重量的15-45%；

     所述多元醇组分中含有沸点不高于施工温度20℃的物理发泡剂，该物理发泡剂占多元醇组分总重量的5-25%；

     所述异氰酸酯组分为多亚甲基多苯基异氰酸酯，该多亚甲基多苯基异氰酸酯中添加有占异氰酸酯组分重量5-25%的降粘剂，加入降粘剂后能使多亚甲基多苯基异氰酸酯降低粘度到100cps(25℃)以下；

所述异氰酸酯组分与多元醇组分二者的体积比为（150-100）：100；