CN106009506B - 一种清水防渗胶及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机高分子材料领域，具体提供了一种耐低温、延伸性强的防渗胶及其制备方法与应用。本发明以三聚氰胺甲醛树脂作为主料，以聚氧化丙烯三醇作为NCO预聚体，在触变剂(二氧化硅)和锡催化剂的作用下，在聚丙二醇的存在下与聚合物(TDI和/或MDI)发生反应，形成均匀的高分子柔性材料，配以填料后制备得到无污染、比重较小、延伸性强、适应变形能力高、耐腐蚀、耐低温、抗冻性能好、不透水的防渗胶。该防渗胶低温柔软性好，‑30℃无裂纹，不透水，抗拉伸度能达到6.10MPa，伸长率1211％。可有效隔断土坝、土水通道等的渗漏，是一种具有广泛市场前景的新型合成土工防水隔阻材料。

Description

一种清水防渗胶及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及有机高分子材料领域，具体地说，涉及一种耐低温、延伸性强的防渗胶。
背景技术
随着大量土木工程的兴起及对环境要求的不断提高，防渗膜的消耗量日益增加，已广泛应用于环保环卫、固废垃圾填埋、工业化工污水池等多类工程的防渗。
长期起来，水堤防渗一直是一个难题，渗水问题严重威胁水堤坝体的安全，现有技术中虽然也有在水堤使用防渗膜，但通常只是简单铺设然后再表面涂抹混凝土，其防渗效果并不佳，而且作用时间短。
国际上土工防渗膜的应用可追溯到20世纪30年代，首先用于游泳池和灌溉渠道防渗，然后发展到土石坝、水闸、垃圾堆积场防渗处理及其他土建工程。20世纪80年代以后，土工合成材料的应用又有了新的飞跃，产品型式不断革新，各种复合型、组合型土工合成材料不断涌现。如今，用土工防渗膜系统作为长期措施替代传统的衬砌法对大坝等水工建筑物进行防渗处理已被工程界广泛接受。许多国家还将土工合成材料在某些特殊工程上的应用列为施工标准和重要考察指标，众多的国家和技术组织都将土工合成材料写入了规范，说明它已得到工程界一致的认同。
然而，目前应用的防渗塑膜或者塑膜带，不耐寒，遇低温机械性能差，耐撕裂强度性能不好，寿命短，而且施工浪费大量的人力物力。
与此同时，现有的防渗胶也同样存在上述问题，例如，公开号为CN1146980A的中国专利申请公开了一种由粉剂和液剂组成的固砂防渗胶凝剂，粉剂的成分有氧化镁、硫化铝、氧化铁、氧化铝、氧化铁、氧化硅；液剂的成分为盐酸、氧化铝、氧化铁、二氧化硅、氧化镁。具有快速凝固、抗压强度高、粘结强度好、施工方便、成本低、防水防渗性能优于一般混凝土的优点，可替代水泥混凝土，可广泛应用于灌溉、渠道、河床堤坝的加固和防渗，以及交通桥梁的建筑。其虽然能够固砂防渗，但其延伸性差，遇低温机械性能差，寿命短，严重浪费维修和换新时的人力物力。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种耐低温、延伸性强的防渗胶。
为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：
本发明首先提供了一种清水防渗胶，所述防渗胶的原料包括如下质量份的成分：
其中，所述聚合物选自TDI(甲苯二异氰酸酯)和/或MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)。所述锡催化剂选自二月桂酸二丁基锡和/或辛酸亚锡。所述填料选自高岭土、滑石粉或石英粉中的一种或多种。
所述聚丙二醇起消泡剂作用，所述二氧化硅起触变剂作用。
作为优选，所述防渗胶的原料包括如下质量份的成分：
更为优选，所述防渗胶的原料包括如下质量份的成分：
在上述更为优选的技术方案中，本发明还进一步优选了聚合物、锡催化剂和填料的具体成分，即所述防渗胶的原料包括如下质量份的成分：
在本发明的一个具体实施例中，上述防渗胶在耐低温和延伸性方面具有更佳优异的表现。
第二方面，本发明还提供了前述防渗胶的制备方法，具体为：将三聚氰胺甲醛树脂、聚氧化丙烯三醇、二氧化硅、锡催化剂、聚丙二醇加入反应器中预热45～55℃，将聚合物分三批加入反应器中，于65～75℃反应1～3小时后，加入填料搅拌均匀即得所述防渗胶。
所述三聚氰胺甲醛树脂、聚氧化丙烯三醇与聚合物在二氧化硅和锡催化剂的作用下发生反应，在聚丙二醇发挥消泡作用的情况下，交联形成致密的高分子柔性材料，后加入填料提高机械强度。
预热温度的选择有利于三聚氰胺甲醛树脂和聚氧化丙烯三醇处于易与聚合物发生反应的状态，有利于加入聚合物后升温反应的进行。
将聚合物分三批加入反应器，可使聚合物迅速与三聚氰胺甲醛树脂和聚氧化丙烯三醇发生反应，提高反应效率，且反应均匀，有效提高产品质量。
作为优选，所述制备方法为将三聚氰胺甲醛树脂、聚氧化丙烯三醇、二氧化硅、锡催化剂、聚丙二醇加入反应器中预热50℃，将聚合物按1～3：1～3：1～3的比例分三批加入反应器中，于70℃反应1.5小时后，加入填料搅拌均匀即得所述防渗胶。该制备方法制备得到的防渗胶质地均匀、适应变形能力高、柔性好。
当选择前述最佳的防渗胶配方时，所述防渗胶在延伸性、耐低温机械性能等方面具有更佳优异的表现。
第三方面，本发明提供了前述防渗胶在环保、环卫、水利工程、市政建筑、工程排水或园林绿化中防渗水方面的应用。
即可将其应用于环保、环卫、水利工程、市政建筑、工程排水、园林绿化等方面，发挥其耐腐蚀、耐低温、比重小、延伸性强等优势。
本发明的有益效果在于：
本发明以三聚氰胺甲醛树脂作为主料，以聚氧化丙烯三醇作为NCO预聚体，在触变剂(二氧化硅)和锡催化剂的作用下，在聚丙二醇的存在下与聚合物(TDI和/或MDI)发生反应，形成均匀的高分子柔性材料，配以填料后制备得到无污染、比重较小、延伸性强、适应变形能力高、耐腐蚀、耐低温、抗冻性能好、不透水的防渗胶。该防渗胶低温柔软性好，-30℃无裂纹，不透水，抗拉伸度能达到6.10MPa，伸长率1211％。可有效隔断土坝、土水通道等的渗漏，是一种具有广泛市场前景的新型合成土工防水隔阻材料。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
1、组成
2、制备方法：
将三聚氰胺甲醛树脂、聚氧化丙烯三醇、二氧化硅、锡催化剂、聚丙二醇加入反应器中预热50℃，将聚合物按1～3：1～3：1～3的比例分三批加入反应器中，于70℃反应1.5小时后，加入填料搅拌均匀即得所述防渗胶。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：将所述TDI替换为MDI。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：将所述高岭土替换为石英粉与滑石粉的混合物，二者比例为1:1。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：将所述辛酸亚锡替换为二月桂酸二丁基锡。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：将预热50℃替换为预热45℃。实施例6
本实施例与实施例1的区别在于：组成不同，如下所示：
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于：组成不同，如下所示：
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于：组成不同，如下所示：
实施例9
本实施例与实施例1的区别在于：组成不同，如下所示：
实验例1耐低温试验
将实施例1～9所述的防渗胶涂于表面积为10m2的管道(模拟土水管道)中，放置于-30℃条件下72小时以上，观察开裂情况，结果见表1：
表1 -30℃条件下防渗胶的开裂情况
试验组 开裂情况
实施例1 不开裂
实施例2 不开裂
实施例3 不开裂
实施例4 不开裂
实施例5 不开裂
实施例6 不开裂
实施例7 不开裂
实施例8 不开裂
实施例9 不开裂
实验例2延伸性试验
对实施例1～9所述的防渗胶进行拉伸试验，检测其抗拉强度和伸长率，检测其抗拉强度和伸长率，结果见表2：
表2拉伸试验结果
试验组 抗拉强度 伸长率
实施例1 6.1MPa 1211％
实施例2 6.1MPa 1198％
实施例3 6.1MPa 1195％
实施例4 6.1MPa 1180％
实施例5 6.0MPa 1140％
实施例6 5.9MPa 1056％
实施例7 5.8MPa 1021％
实施例8 5.6MPa 955％
实施例9 5.5MPa 914％
实验例3低温柔软性试验
将实施例1～9所述的防渗胶放置于-30℃条件下24小时后进行拉伸试验，比较其低温柔软性，结果见表3：
表3低温柔软性试验
试验组 柔软性
实施例1 优
实施例2 优
实施例3 优
实施例4 优
实施例5 优
实施例6 优良
实施例7 优良
实施例8 一般
实施例9 一般
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种清水防渗胶，其特征在于，所述防渗胶的原料包括如下质量份的成分：
2.根据权利要求1所述的防渗胶，其特征在于，所述防渗胶的原料包括如下质量份的成分：
3.根据权利要求2所述的防渗胶，其特征在于，所述防渗胶的原料包括如下质量份的成分：
4.根据权利要求1～3任一项所述的防渗胶，其特征在于，所述锡催化剂选自二月桂酸二丁基锡和/或辛酸亚锡。
5.根据权利要求1～3任一项所述的防渗胶，其特征在于，所述填料选自高岭土、滑石粉或石英粉中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的防渗胶，其特征在于，所述防渗胶的原料包括如下质量份的成分：
7.权利要求1～6任一项所述的防渗胶的制备方法，其特征在于，将三聚氰胺甲醛树脂、聚氧化丙烯三醇、二氧化硅、锡催化剂、聚丙二醇加入反应器中在45～55℃条件下预热，将TDI和/或MDI分三批加入反应器中，于65～75℃反应1～3小时后，加入填料搅拌均匀即得所述防渗胶。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将三聚氰胺甲醛树脂、聚氧化丙烯三醇、二氧化硅、锡催化剂、聚丙二醇加入反应器中在50℃条件下预热，将TDI和/或MDI按1～3：1～3：1～3的比例分三批加入反应器中，于70℃反应1.5小时后，加入填料搅拌均匀即得所述防渗胶。
9.权利要求1～6任一项所述的防渗胶在环保、环卫、水利工程、市政建筑、工程排水或园林绿化中防渗水方面的应用。
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