[发明专利]一种原位合成可控纳米二氧化硅增强亲水性聚氨酯注浆堵水材料及其制备方法

权利要求书

1.一种原位合成可控纳米二氧化硅增强亲水性聚氨酯注浆堵水材料，其特征在于：所述的亲水性聚氨酯注浆堵水材料是由组份A和组份B按质量比1：1～1：3混合后得到；

所述组份A是由异氰酸酯与聚合物多元醇通过聚合反应生成的预聚体，经与稀释剂混合后构成，所述组分A中各原料按质量份数构成为：

聚合物多元醇 100份；

异氰酸酯 10～40份；

惰性稀释剂 20～100份；

所述组份B中各原料按质量份数构成为：

所述聚合物多元醇为亲水聚醚多元醇，其中EO含量≥80％，官能度3～5，分子量6000～12000，羟值为15～50mgKOH/g；

所述含硅化合物为水玻璃或亲水性硅溶胶；其中，所述水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃，模数为1～4；所述亲水性硅溶胶的平均粒径为10～20nm，密度为1.1～1.2g/cm³；

所述的原位合成可控纳米二氧化硅增强亲水性聚氨酯注浆堵水材料的制备方法，是按如下步骤进行：

(1)制备组分A：

在装有搅拌器的反应釜内加入聚合物多元醇100份，在100～130℃下减压脱水1.5～3.5小时，冷却至20～40℃，加入异氰酸酯5～10份，在60～90℃反应1.5-5小时，然后加入异氰酸酯5～30份，在60～90℃反应0.5-2小时；冷却至15～40℃，加入惰性稀释剂20～100份搅拌均匀，获得组分A；

(2)制备组分B：

将水100～500份、pH调节剂0～200份、含硅化合物10～50份及催化剂0.5～3份混合搅拌均匀，在pH值为3～7、温度为15～70℃下放置5～240分钟后，获得组分B；

(3)将组分A与组分B按质量比1：1～1：3混合均匀，即得原位合成可控纳米二氧化硅增强亲水性聚氨酯注浆堵水材料。

2.根据权利要求1所述的原位合成可控纳米二氧化硅增强亲水性聚氨酯注浆堵水材料，其特征在于：所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。

3.根据权利1所述的原位合成可控纳米二氧化硅增强亲水性聚氨酯注浆堵水材料，其特征在于：所述惰性稀释剂为二乙二醇乙醚醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、烷基磷酸酯、丙二醇碳酸酯或乙二醇丁醚醋酸酯中的至少一种。

4.根据权利1所述的原位合成可控纳米二氧化硅增强亲水性聚氨酯注浆堵水材料，其特征在于：所述催化剂是由三乙醇胺、三乙烯二胺与二月桂酸二丁基锡中的至少一种组成的协效催化剂。

5.根据权利1所述的原位合成可控纳米二氧化硅增强亲水性聚氨酯注浆堵水材料，其特征在于：所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、盐酸、碳酸钠、碳酸钾、柠檬酸、乙酸或乳酸中的至少一种。