CN104744667B - 聚氨酯堵水剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚氨酯堵水剂及其制备方法和使用方法。该聚氨酯堵水剂包括A组分和B组分；所述的A组分包括下述重量份数的原料组分：聚醚多元醇15～45份、多亚甲基多苯基异氰酸酯200份、增塑剂50～80份、有机溶剂15～30份和泡沫稳定剂5～10份，所述的A组分还包括10ppm的储存稳定剂；所述的B组分包括下述重量份数的原料组分：聚醚多元醇10～30份、有机溶剂10～20份和催化剂20～25份；所述的A组分和B组分的质量比为（5:1）～（20:1）。本发明的聚氨酯堵水剂具有反应速度快，速度可调，储存期长等优良特点，能很好的解决工程中所遇到的需快速止水的情况。

Description

聚氨酯堵水剂及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯领域，尤其涉及聚氨酯堵水剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

聚氨酯材料的应用范围很广，在加固堵水领域的应用也越来越突出，止水防水效果好。现有的聚氨酯堵水剂多为单组份，且速度不可调。有的聚氨酯双组份的材料其加固效果不佳，堵水效果不好。聚氨酯灌浆材料的行业标准JC/T2041-2010中相关技术指标的规定堵水剂的固化时间不大于800秒，现有的单组份堵水剂固化时间一般不能达到很快的固化速度，如果想达到很短的固化时间，需要加入更多的催化剂，而催化剂量的增加会影响单组份堵水剂的储存期，现有技术中单组份堵水剂的储存期一般为6个月。

因此，市场上亟需开发出一款既有一定的抗压强度、止水速度快，而且速度可调的聚氨酯堵水剂。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于克服了现有的聚氨酯材料防水性能不好、固化时间长、速度不可调的缺陷，提供了一种聚氨酯堵水剂及其制备方法和使用方法。本发明的聚氨酯堵水剂具有反应速度快，速度可调，储存期长（1年以上）等优良特点，能很好的解决工程中所遇到的需快速止水的情况。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的。

本发明提供了一种聚氨酯堵水剂，其包括A组分和B组分；

所述的A组分包括下述重量份数的原料组分：聚醚多元醇15～45份、多亚甲基多苯基异氰酸酯200份、增塑剂50～80份、有机溶剂15～30份和泡沫稳定剂5～10份，所述的A组分还包括10ppm的储存稳定剂，所述的ppm是指占A组分总质量的百万分之一；

所述的B组分包括下述重量份数的原料组分：聚醚多元醇10～30份、有机溶剂10～20份和催化剂20～25份；

其中，A组分和B组分中的所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇；

所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和/或邻苯二甲酸二辛酯，所述的A组分中的有机溶剂为丙酮，所述的泡沫稳定剂为水溶性硅油，所述的储存稳定剂为磷酸和/或苯甲酰氯；

所述的B组分中的有机溶剂为二甘醇二乙醚和/或乙二醇二乙醚，所述的催化剂为三乙烯二胺；

所述的A组分和B组分的质量比为（5:1）～（20:1）。

本发明中，A组分中的聚醚多元醇和B组分中的聚醚多元醇可以相同也可以不同。

其中，所述的聚氧化丙烯多元醇较佳地为聚氧化丙烯三元醇，更佳地为聚氧化丙烯三元醇MN-1000（相对分子量为1000±200）、聚氧化丙烯三元醇MN-3050（相对分子量为3000±200）和聚氧化丙烯三元醇330N（相对分子质量为5000±200，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三元醇）的一种或多种。上述聚氧化丙烯三元醇MN-1000、聚氧化丙烯三元醇MN-3050和聚氧化丙烯三元醇330N来自山东蓝星东大化工有限责任公司。

所述的多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI）可选用本领域常规使用的各种规格的多亚甲基多苯基异氰酸酯，较佳地为万华化学集团股份有限公司生产的异氰酸酯PM-200。

其中，所述的A组分和B组分的质量比较佳地为10:1。

本发明的聚氨酯堵水剂在使用前，所述的A组分和所述的B组分始终不相接触，因此可以套装的形式出售和保存该聚氨酯堵水剂，使用时将所述的A组分和所述的B组分混合，即可。

本发明还提供了上述聚氨酯堵水剂的制备方法，其包括下述步骤：分别制备A组分和B组分，即可；所述的A组分通过下述步骤制得：将A组分中所述的聚醚多元醇升温，抽真空脱水脱气，与所述多亚甲基多苯基异氰酸酯混合后反应，再与所述增塑剂、有机溶剂、泡沫稳定剂和储存稳定剂混合均匀即可；所述的B组分通过下述步骤制得：将B组分中的各原料组分混合均匀即可。

所述的A组分较佳地通过下述步骤制得：将A组分中所述的聚醚多元醇升温至100～120℃，搅拌，抽真空脱水脱气2～3小时，降温后，与多亚甲基多苯基异氰酸酯混合，在80～85℃反应，降温，与所述增塑剂、有机溶剂、泡沫稳定剂和储存稳定剂混合均匀即可。

其中，所述的反应的时间较佳地为2～3小时。

所述的A组分最佳地通过下述步骤制得：将A组分中的聚醚多元醇升温至100～120℃，搅拌，抽真空脱水脱气2～3小时，降温至10～40℃，与多亚甲基多苯基异氰酸酯混合，在80～85℃反应2～3小时，降温至30～40℃，与增塑剂、有机溶剂、泡沫稳定剂和储存稳定剂混合均匀即可。

其中，所述的搅拌的转速较佳地为50～100rpm。抽真空脱水脱气始终在搅拌的状态下进行。

本发明还提供了一种聚氨酯堵水剂的使用方法，其包括下述步骤：将所述的A组分、所述的B组分和水混合，发泡固化，即可。

较佳地，将所述的A组分和所述的B组分通过双组份注浆机遇水发泡固化，即可。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

（1）本发明的聚氨酯材料可以应用于抢水救援中，其针对需要迅速止水的情况下，可以快速堵水加固，其与水反应所形成的固结体具有一定的强度，并且具有较好的粘结强度，起到很好的快速止水及加固的作用。

（2）本发明的聚氨酯材料以其便利的操作性，优异的流动性和粘结性，可以快速的流淌到缝隙中，在短时间内固化，填充缝隙，具有较好的粘接力和较高的抗压强度；在外载作用下可产生塑性变形，但不脆裂；反应过程中体积膨胀，并促进浆液二次膨胀，加大扩散范围，形成具有一定强度的固结体，起到较好的快速止水和加固效果。

（3）本发明所涉及的聚氨酯材料，较单组份的聚氨酯堵水材料，具有反应速度快，速度可调，储存期长（1年以上）等优良特点，能很好的解决工程中所遇到的需快速止水的情况。

（4）本发明所涉及的快速堵水加固型聚氨酯材料采用为双组份原料，其中的A组分是聚氨基甲酸酯的高聚物，由异氰酸酯和多羟基聚醚反应而成的聚氨酯树脂，与其他有关助剂共同组成的化学浆液，该聚氨酯浆液中含有过量未反应的异氰酸酯基团。与含有催化剂和聚醚多元醇的B组分混合后，遇水后会迅速反应产生二氧化碳气体，造成体积迅速膨胀，产生较大膨胀压力，并促进浆液二次膨胀，加大扩散范围，形成具有一定强度的固结体，起到较好的快速止水和加固效果。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

下述实施例中所用原料的来源厂家及型号见表1。

表1：原料来源厂家及型号

原料名称	厂家
		异氰酸酯PM-200	万华化学集团股份有限公司
聚氧化丙烯三元醇MN-1000	山东蓝星东大化工有限责任公司
		聚氧化丙烯三元醇MN-3050	山东蓝星东大化工有限责任公司
聚氧化丙烯三元醇330N	山东蓝星东大化工有限责任公司

丙酮	上海高桥石油化工公司
		二甘醇二乙醚	成都格雷西亚化学技术有限公司
乙二醇二乙醚	成都格雷西亚化学技术有限公司
		磷酸	上海顾中实业有限公司
苯甲酰氯	上海顾中实业有限公司
		水溶性硅油	南京德美世创有限公司
三乙烯二胺	美国空气化工有限公司
		邻苯二甲酸二丁酯	河南濮阳三杰化工有限公司
邻苯二甲酸二辛酯	河南濮阳三杰化工有限公司

以下实施例中各组分重量单位为kg。

实施例1

A组分的原料为：

B组分的原料为：

聚氧化丙烯三元醇330N： 20

二甘醇二乙醚： 10

三乙烯二胺： 20

A组分通过下述步骤制得：将基于配方量的聚氧化丙烯三元醇MN-1000常温下投入反应釜，升至100到120℃，搅拌，抽真空脱水脱气2-3小时，降温至10-40℃加入异氰酸酯PM-200，在80-85℃反应2-3小时，降温至30-40℃，加入邻苯二甲酸二丁酯、丙酮、水溶性硅油和磷酸搅匀，装桶。

B组分通过下述步骤制得：将计量好的330N、二甘醇二乙醚、三乙烯二胺投入反应釜中，在常温下搅拌2-3小时，即可装桶。

本实施例的聚氨酯堵水剂产品的性质如下：粘度（25℃）：A组分为260mPa·s，B组分为80mPa·s。产品储存期在1年以上。

聚氨酯堵水剂的使用方法：将A组分、B组分按A:B=10:1的质量比混合均匀，加入10%水后，发泡固化即可。

经检测，本实施例的聚氨酯堵水剂的固化时间（25℃）为30s；产品的发泡率为2700%；抗压强度为35MPa。

实施例2

A组分的原料为：

B组分的原料为：

聚氧化丙烯三元醇330N： 30

乙二醇二乙醚： 20

三乙烯二胺： 25

A组分通过下述步骤制得：将基于配方量的聚氧化丙烯三元醇MN-3050、聚氧化丙烯三元醇MN-1000常温下投入反应釜，升至100到120℃，搅拌，抽真空脱水脱气2-3小时，降温至10-40℃加入异氰酸酯PM-200，在80-85℃反应2-3小时，降温至30-40℃，加入邻苯二甲酸二辛酯、丙酮、水溶性硅油和磷酸搅匀，装桶。

B组分通过下述步骤制得：将计量好的聚氧化丙烯三元醇330N、乙二醇二乙醚、三乙烯二胺投入反应釜中，在常温下搅拌2-3小时，即可装桶。

本实施例的聚氨酯堵水剂产品的性质如下：粘度（25℃）：A组分为350mPa·s，B组分为75mPa·s。产品储存期在1年以上。

聚氨酯堵水剂的使用方法：将A组分、B组分按A:B=10:1的质量比混合均匀，加入10%水后，发泡固化即可。

经检测，本实施例的聚氨酯堵水剂的固化时间（25℃）为25s；产品的发泡率为2500%；抗压强度为40MPa。

实施例3

A组分的原料为：

B组分的原料为：

制备A组分：将基于配方量的330N常温下投入反应釜，升至100到120℃，搅拌，抽真空脱水脱气2-3小时，降温至10-40℃加入异氰酸酯PM-200，在80-85℃反应2-3小时，降温至30-40℃，加入邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、丙酮、水溶性硅油和磷酸搅匀，装桶。

制备B组分：将计量好的聚氧化丙烯三元醇MN-3050、二甘醇二乙醚、乙二醇二乙醚、三乙烯二胺投入反应釜中，在常温下搅拌2-3小时，即可装桶。

本实施例的聚氨酯堵水剂产品的性质如下：粘度（25℃）为：A组分为230mPa·s，B组分为72mPa·s。产品储存期在1年以上。

聚氨酯堵水剂的使用方法：将A组分、B组分按A:B=10:1的质量比混合均匀，加入10%水后，发泡固化即可。

经检测，本实施例的聚氨酯堵水剂的固化时间（25℃）为32s；产品的发泡率为3000%；抗压强度为32MPa。

实施例4

A组分的原料为：

B组分的原料为：

聚氧化丙烯三元醇MN-1000： 20

二甘醇二乙醚： 10

三乙烯二胺： 25

制备A组分：将基于配方量的聚氧化丙烯三元醇MN-3050常温下投入反应釜，升至100到120℃，搅拌，抽真空脱水脱气2-3小时，降温至10-40℃加入异氰酸酯PM-200，在80-85℃反应2-3小时，降温至30-40℃，加入邻苯二甲酸二丁酯、丙酮、水溶性硅油和苯甲酰氯搅匀，装桶。

制备B组分：将计量好的聚氧化丙烯三元醇MN-1000、二甘醇二乙醚、三乙烯二胺投入反应釜中，在常温下搅拌2-3小时，即可装桶。

本实施例的聚氨酯堵水剂产品的性质如下：粘度（25℃）：A组分为320mPa·s，B组分为76mPa·s。产品储存期在1年以上。

聚氨酯堵水剂的使用方法：将A组分、B组分按A:B=10:1的质量比混合均匀，加入10%水后，发泡固化即可。

经检测，本实施例的聚氨酯堵水剂的固化时间（25℃）为22s；产品的发泡率为2500%；抗压强度为42MPa。

实施例5

A组分的原料为：

B组分的原料为：

制备A组分：将基于配方量的聚氧化丙烯三元醇MN-3050、聚氧化丙烯三元醇330N常温下投入反应釜，升至100到120℃，搅拌，抽真空脱水脱气2-3小时，降温至10-40℃加入异氰酸酯PM-200，在80-85℃反应2-3小时，降温至30-40℃，加入邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、丙酮、水溶性硅油和磷酸搅匀，装桶。

制备B组分：将计量好的聚氧化丙烯三元醇MN-1000、二甘醇二乙醚、乙二醇二乙醚、三乙烯二胺投入反应釜中，在常温下搅拌2-3小时，即可装桶。

本实施例的聚氨酯堵水剂产品的性质如下：粘度（25℃）：A组分为240mPa·s，B组分为76mPa·s。产品储存期在1年以上。

聚氨酯堵水剂的使用方法：将A组分、B组分按A:B=10:1的质量比混合均匀，加入10%水后，发泡固化即可。

经检测，本实施例的聚氨酯堵水剂的固化时间（25℃）为35s；产品的发泡率为2600%；抗压强度为：38MPa。

实施例6

A组分的原料为：

B组分的原料为：

聚氧化丙烯三元醇MN-3050： 20

二甘醇二乙醚： 10

三乙烯二胺： 20

制备A组分：将基于配方量的聚氧化丙烯三元醇MN-1000、聚氧化丙烯三元醇330N常温下投入反应釜，升至100到120℃，搅拌，抽真空脱水脱气2-3小时，降温至10-40℃加入异氰酸酯PM-200，在80-85℃反应2-3小时，降温至30-40℃，加入邻苯二甲酸二辛酯、丙酮、水溶性硅油和磷酸搅匀，装桶。

制备B组分：将计量好的聚氧化丙烯三元醇MN-3050、二甘醇二乙醚、三乙烯二胺投入反应釜中，在常温下搅拌2-3小时，即可装桶。

本实施例的聚氨酯堵水剂产品的性质如下：粘度（25℃）：A组分为280mPa·s，B组分为80mPa·s。产品储存期在1年以上。

聚氨酯堵水剂的使用方法：将A组分、B组分按A:B=10:1的质量比混合均匀，加入10%水后，发泡固化即可。

经检测，本实施例的聚氨酯堵水剂的固化时间（25℃）为24s；产品的发泡率为2900%；抗压强度为33MPa。

根据2010年出台的行业标准，聚氨酯灌浆材料的行业标准JC/T2041-2010中相关技术指标的规定如下：

①密度（g/cm³）≥1.05；

②粘度（mPa·s）≤1000；

③凝固时间（s）≤800；

④不挥发物含量（%）≥78；

⑤发泡率（%）≥1000；

⑥抗拉强度（MPa）≥6。

本发明的实施例1～6的产品均达到该行业标准。

现有技术中单组份的堵水剂按聚氨酯灌浆材料的行业标准JC/T2041-2010中相关技术指标的测试，在保证一定储存期的情况下，现有的单组份堵水剂最快的固化速度约为400秒，由此可见，本发明的堵水剂的固化速度快于现有技术中的单组份堵水剂。

实施例7

本实施例的A组分和B组分同实施例1。

聚氨酯堵水剂的使用方法：将A组分、B组分按A:B=5:1的质量比混合均匀，加入10%水后，发泡固化即可。

经检测，本实施例的聚氨酯堵水剂的固化时间（25℃）为10s；产品的发泡率为3800%；抗压强度为22MPa。

实施例8

本实施例的A组分和B组分同实施例1。

聚氨酯堵水剂的使用方法：将A组分、B组分按A:B=20:1的质量比混合均匀，加入10%水后，发泡固化即可。

经检测，本实施例的聚氨酯堵水剂的固化时间（25℃）为55s；产品的发泡率为1500%；抗压强度为45MPa。

在实际工程应用中，如果固化速度太快，会影响物料侵入缝隙的深度，从而影响堵水效果，如速度太慢会达不到快速堵水的目的，本发明建议较佳配比是A:B=10:1；也可以针对不同的漏水情况调整A组分与B组分的比例，达到不同的固化速度。

Claims (9)

1.一种聚氨酯堵水剂，其包括A组分和B组分；

所述的A组分包括下述重量份数的原料组分：聚醚多元醇15～45份、多亚甲基多苯基异氰酸酯200份、增塑剂50～80份、有机溶剂15～30份和泡沫稳定剂5～10份，所述的A组分还包括10ppm的储存稳定剂，所述的ppm是指占A组分总质量的百万分之一；

所述的B组分包括下述重量份数的原料组分：聚醚多元醇10～30份、有机溶剂10～20份和催化剂20～25份；

其中，A组分和B组分中的所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯三元醇；

所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和/或邻苯二甲酸二辛酯，所述的A组分中的有机溶剂为丙酮，所述的泡沫稳定剂为水溶性硅油，所述的储存稳定剂为磷酸和/或苯甲酰氯；

所述的B组分中的有机溶剂为二甘醇二乙醚和/或乙二醇二乙醚，所述的催化剂为三乙烯二胺；

所述的A组分和B组分的质量比为(5:1)～(20:1)。

2.如权利要求1所述的聚氨酯堵水剂，其特征在于，所述的聚氧化丙烯三元醇为聚氧化丙烯三元醇MN-1000、聚氧化丙烯三元醇MN-3050和聚氧化丙烯三元醇330N的一种或多种。

3.如权利要求1所述的聚氨酯堵水剂，其特征在于，所述的多亚甲基多苯基异氰酸酯为异氰酸酯PM-200。

4.如权利要求1所述的聚氨酯堵水剂，其特征在于，所述的A组分和B组分的质量比为10:1。

5.如权利要求1～4中任一项所述的聚氨酯堵水剂的制备方法，其包括下述步骤：分别制备A组分和B组分，即可；所述的A组分通过下述步骤制得：将A组分中所述的聚醚多元醇升温，抽真空脱水脱气，与所述多亚甲基多苯基异氰酸酯混合后反应，再与所述增塑剂、有机溶剂、泡沫稳定剂和储存稳定剂混合均匀即可；所述的B组分通过下述步骤制得：将B组分中的各原料组分混合均匀即可。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的A组分通过下述步骤制得：将A组分中所述的聚醚多元醇升温至100～120℃，搅拌，抽真空脱水脱气2～3小时，降温后，与所述多亚甲基多苯基异氰酸酯混合，在80～85℃反应，降温，与所述增塑剂、有机溶剂、泡沫稳定剂和储存稳定剂混合均匀即可。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的A组分通过下述步骤制得：将A组分中所述的聚醚多元醇升温至100～120℃，搅拌，抽真空脱水脱气2～3小时，降温至10～40℃后，与所述多亚甲基多苯基异氰酸酯混合，在80～85℃反应2～3小时，降温至30～40℃，与所述增塑剂、有机溶剂、泡沫稳定剂和储存稳定剂混合均匀即可；所述的搅拌的转速为50～100rpm。

8.一种如权利要求1～4中任一项所述的聚氨酯堵水剂的使用方法，其包括下述步骤：将所述的A组分、所述的B组分和水混合，发泡固化，即可。

9.如权利要求8所述的使用方法，其特征在于，其包括下述步骤：将所述的A组分和所述的B组分通过双组份注浆机遇水发泡固化，即可。