CN106750134A - 一种高聚物注浆料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高聚物注浆料，其特征在于，所述注浆料其由组分A和组分B按照1:1的质量比组成：所述组分A由以下重量份配比计的原料制成：组合聚醚多元醇100份，三乙醇胺2～8份，吐温80为0.5～1份，有机锡0.1～0.5份，N,N二甲基苄胺0.1～1份，邻苯二甲酸二丁酯2～10份，丙酮1～2份；所述组分B为异氰酸酯。本发明渗透性好、固化后的固化物强度高、对混凝土粘接牢固、被固结后的部分抗渗透性能好、施工工艺简单、耐酸碱性好、极具环保性、可广泛应用于公路铁路基层病害修补工程。

Description

一种高聚物注浆料
技术领域
本发明涉及注浆材料技术领域，尤其涉及一种用于路基层病害修复用高聚物注浆材料。
背景技术
路基病害是长期困扰铁路和公路等交通领域的基础设施顽疾，遍布于全国各地。重复荷载作用以及雨水渗入滞留常导致路基土空隙应力的消散以及粉体细颗粒的流失，引发路基翻浆冒泥和沉降病害，导致线路变形，影响行车舒适性和安全性，必须进行整治。铁路和公路路基病害整治的常用方法是采用水泥注浆法加固，水泥注浆法具有材料便宜、工艺简单的特点。但是，水泥浆制浆作业不仅需要较大的场地，还涉及到废液处理等环保问题，尤为关键的是水泥浆注入后常需要十多小时的固化时间，要求交通中断的时间较长，是日益繁忙的交通运输所不能接受的，且对路基的渗漏水防治效果不明显。因此，必须研究能大幅度缩短加固时间的新材料和简化施工的新工艺。
发明内容
鉴于上述不足之处，本发明的目的在于提供一种渗透性好、固化后的固化物强度高、对混凝土粘接牢固、被固结后的部分抗渗透性能好、施工工艺简单、耐酸碱性好、极具环保性的高聚物注浆材料，可广泛应用于公路铁路基层病害修补工程。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种高聚物注浆料，所述注浆料其由组分A和组分B按照1:1的质量比组成：
所述组分A由以下重量份配比计的原料制成：组合聚醚多元醇100份，三乙醇胺2～8份，吐温80为0.5～1份，有机锡0.1～0.5份，N,N二甲基苄胺0.1～1份，邻苯二甲酸二丁酯2～10份，丙酮1～2份；
所述组分B为异氰酸酯。
进一步的，所述组分A的量为：组合聚醚多元醇100份，三乙醇胺5份，吐温80为0.7份，有机锡0.3份，N,N二甲基苄胺0.5份，邻苯二甲酸二丁酯6份，丙酮1.5份。
进一步的，所述组合聚醚多元醇由组分C和组分D按照4:1的质量比混合而成：
其中，所述组分C是由以下方法制备而成：按重量份配比计，将10份三乙烯二胺、10份氧化丙烯，和两者总质量0.2～2.5%的KOH加入反应釜中，在温度105～120℃条件下连续滴加30～100份的氧化丙烯，保持压力在0.2～0.5MPa，恒温真空脱水20～40分钟，即得组分C；
所述组分D是由以下方法制备而成：按重量份配比计，将10份甲苯二胺、10份氧化乙烯，和两者总质量0.1～2%的路易斯酸加入反应釜中，在温度110～125℃下滴加50～110份的氧化乙烯，压力保持在0.2～0.5MPa，在反应温度下恒温至表压回零后真空脱水30～60分钟，得组分D。
进一步的，所述组分A的制备方法为：将配方量的组分在温度为100～105℃，真空为0.5～0.8 MPa下进行脱水处理混合均匀即得。
进一步的，所述异氰酸酯指数为1.05-1.1。
进一步的，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）。
本发明还提供了一种高聚物注浆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）组合聚醚多元醇的制备：
按重量份配比计，将10份三乙烯二胺、10份氧化丙烯，和两者总质量0.2～2.5%的KOH加入反应釜中，在温度105～120℃条件下连续滴加30～100份的氧化丙烯，保持压力在0.2～0.5MPa，恒温真空脱水20～40分钟，即得组分C；将10份甲苯二胺、10份氧化乙烯，和两者总质量0.1～2%的路易斯酸加入反应釜中，在温度110～125℃下滴加50～110份的氧化乙烯，压力保持在0.2～0.5MPa，在反应温度下恒温至表压回零后真空脱水30～60分钟，得组分D；再将组分C和组分D按照4:1的质量比混合即得组合聚醚多元醇；
（2）组分A的制备：
按重量份配比计，取组合聚醚多元醇100份，三乙醇胺2～8份，吐温80为0.5～1份，有机锡0.1～0.5份，N,N二甲基苄胺0.1～1份，邻苯二甲酸二丁酯2～10份，丙酮1～2份，在温度为100～105℃，真空为0.5～0.8 MPa下进行脱水处理混合均匀即得；
（3）注浆料的制备：
取组分B，和组分A按1:1的质量比混合，即得高聚物注浆料。
所述组分A的用量为：组合聚醚多元醇100份，三乙醇胺5份，吐温80为0.7份，有机锡0.3份，N,N二甲基苄胺0.5份，邻苯二甲酸二丁酯6份，丙酮1.5份。
所述组分B为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）。
本发明中采用两种不同官能度的聚醚不但能提高物料的流动性，同时也能提高注浆材料的性能。本发明合成的组合聚醚多元醇官能团多（官能团大于3）、羟值高、分子量低，此种多元醇与异氰酸酯反应后，其分子中网状结构多，所得到的固结体硬度大、压缩强度大、尺寸稳定性好，可以极大的提高产品的综合性能。
本发明选用的三乙醇胺具有交联和催化的双重作用，基于本发明性质和用途要求，能调节注浆料中分子结构中软、硬链段比例，用以提高注浆料性能，改善加工条件。
本发明中的有机锡和N,N-二甲基苄胺能促进异氰酸酯中的-NCO与多元醇和水反应生成交联结构物，能有效控制凝胶过程，使得组分物料混合后，长时间内都不会出现粘度增加的现象，同时也能保持体系渗透性良好。故有机锡和N,N-二甲基苄胺能保证注浆材料具有很好的流动性、渗透性以及合适固化时间。加入丙酮，使得在注浆时，浆液的渗透能力强，使固结体抗渗、抗压性能增强。吐温80在物料中主要起到降低各组分化合物的表面张力、提高彼此间的互溶性，既稳定了浆液的分散性，又保持浆液的稳定性。
本发明采用双组份注浆设备，调节组分A和组分B配比为1:1，通过注浆混合器将物料密闭混合后灌注即可。所制得的高聚物注浆料性能粘度粘度mPa.s/25℃≤50，固结体压缩强度3d>2MPa，抗疲劳性能（1000万次）不开裂，残余变形<4％，耐酸碱性能（PH=2-13）外观无变化，压缩、拉伸强度保持率≥65％，抗冻性（慢冻300次）无剥落、压缩、拉伸强度保持率≥65％，环保性（20℃饮用水中浸泡30d）满足饮用水技术要求。本发明渗透性好、固化后的固化物强度高、对混凝土粘接牢固、被固结后的部分抗渗透性能好、施工工艺简单、耐酸碱性好、极具环保性、可广泛应用于公路铁路基层病害修补工程。
具体实施方式
实施例1
高聚物灌浆料：
（1）组合聚醚多元醇的制备：
将10kg三乙烯二胺、10kg氧化丙烯，0.2kg的KOH加入反应釜中，在温度110℃条件下连续滴加60kg的氧化丙烯，保持压力在0.35MPa，恒温真空脱水30分钟，即得组分C；将10kg甲苯二胺、10kg氧化乙烯，0.2kg的路易斯酸加入反应釜中，在温度120℃下滴加80kg的氧化乙烯，压力保持在0.35MPa，在反应温度下恒温至表压回零后真空脱水45分钟，得组分D；再将组分C和组分D按照4:1的质量比混合即得组合聚醚多元醇；
（2）组分A的制备：
取组合聚醚多元醇100kg，三乙醇胺5kg，吐温80为0.7kg，有机锡0.3kg，N,N二甲基苄胺0.5kg，邻苯二甲酸二丁酯6kg，丙酮1.5kg，在温度为100℃，真空为0.65 MPa下进行脱水处理混合均匀即得；
（3）注浆料的制备：
取二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），和组分A按1:1的质量比混合，即得高聚物注浆料。
经测试：粘度48mPa.s/25℃，固结体压缩强度3d>2.2MPa，抗疲劳性能（1000万次）不开裂，残余变形2.5％，耐酸碱性能（PH=2-13）外观无变化，压缩、拉伸强度保持率70％，抗冻性（慢冻300次）无剥落、压缩、拉伸强度保持率70％，环保性（20℃饮用水中浸泡30d）满足饮用水技术要求。
实施例2
高聚物灌浆料：
（1）组合聚醚多元醇的制备：
取10kg三乙烯二胺、10kg氧化丙烯，0.4kg的KOH加入反应釜中，在温度120℃条件下连续滴加100kg的氧化丙烯，保持压力在0.5MPa，恒温真空脱水40分钟，即得组分C；将10kg甲苯二胺、10kg氧化乙烯，0.4kg的路易斯酸加入反应釜中，在温度125℃下滴加110kg的氧化乙烯，压力保持在0.5MPa，在反应温度下恒温至表压回零后真空脱水60分钟，得组分D；再将组分C和组分D按照4:1的质量比混合即得组合聚醚多元醇；
（2）组分A的制备：
取组合聚醚多元醇100kg，三乙醇胺8kg，吐温80为1kg，有机锡0.5kg，N,N二甲基苄胺01kg，邻苯二甲酸二丁酯10kg，丙酮2kg，在温度为105℃，真空为0.8 MPa下进行脱水处理混合均匀即得；
（3）注浆料的制备：
取二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和组分A按1:1的质量比混合，即得高聚物注浆料。
经测试：粘度50mPa.s/25℃，固结体压缩强度3d>2.0MPa，抗疲劳性能（1000万次）不开裂，残余变形2.8％，耐酸碱性能（PH=2-13）外观无变化，压缩、拉伸强度保持率68％，抗冻性（慢冻300次）无剥落、压缩、拉伸强度保持率68％，环保性（20℃饮用水中浸泡30d）满足饮用水技术要求。
实施例3
高聚物灌浆料：
（1）组合聚醚多元醇的制备：
取10kg三乙烯二胺、10kg氧化丙烯，0.04kgKOH加入反应釜中，在温度105℃条件下连续滴加30份的氧化丙烯，保持压力在0.2MPa，恒温真空脱水20分钟，即得组分C；将10kg甲苯二胺、10kg氧化乙烯，0.02kg的路易斯酸加入反应釜中，在温度110℃下滴加50kg的氧化乙烯，压力保持在0.2MPa，在反应温度下恒温至表压回零后真空脱水30分钟，得组分D；再将组分C和组分D按照4:1的质量比混合即得组合聚醚多元醇；
（2）组分A的制备：
取组合聚醚多元醇100kg，三乙醇胺2kg，吐温80为0.5kg，有机锡0.1kg，N,N二甲基苄胺0.1kg，邻苯二甲酸二丁酯2kg，丙酮1kg，在温度为100℃，真空为0.5MPa下进行脱水处理混合均匀即得；
（3）注浆料的制备：
取二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和组分A按1:1的质量比混合，即得高聚物注浆料。
经测试：粘度49mPa.s/25℃，固结体压缩强度3d>2.0MPa，抗疲劳性能（1000万次）不开裂，残余变形3.0％，耐酸碱性能（PH=2-13）外观无变化，压缩、拉伸强度保持率65％，抗冻性（慢冻300次）无剥落、压缩、拉伸强度保持率65％，环保性（20℃饮用水中浸泡30d）满足饮用水技术要求。

Claims (9)

1.一种高聚物注浆料，其特征在于，所述注浆料其由组分A和组分B按照1:1的质量比组成：
所述组分A由以下重量份配比计的原料制成：组合聚醚多元醇100份，三乙醇胺2～8份，吐温80为0.5～1份，有机锡0.1～0.5份，N,N二甲基苄胺0.1～1份，邻苯二甲酸二丁酯2～10份，丙酮1～2份；
所述组分B为异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的高聚物注浆料，其特征在于，所述组分A的量为：组合聚醚多元醇100份，三乙醇胺5份，吐温80为0.7份，有机锡0.3份，N,N二甲基苄胺0.5份，邻苯二甲酸二丁酯6份，丙酮1.5份。
3.根据权利要求1所述的高聚物注浆料，其特征在于，所述组合聚醚多元醇由组分C和组分D按照4:1的质量比混合而成：
所述组分C是由以下方法制备而成：按重量份配比计，将10份三乙烯二胺、10份氧化丙烯，和两者总质量0.2～2.5%的KOH加入反应釜中，在温度105～120℃条件下连续滴加30～100份的氧化丙烯，保持压力在0.2～0.5MPa，恒温真空脱水20～40分钟，即得组分C；
所述组分D是由以下方法制备而成：按重量份配比计，将10份甲苯二胺、10份氧化乙烯，和两者总质量0.1～2%的路易斯酸加入反应釜中，在温度110～125℃下滴加50～110份的氧化乙烯，压力保持在0.2～0.5MPa，在反应温度下恒温至表压回零后真空脱水30～60分钟，得组分D。
4.根据权利要求1所述的高聚物注浆料，其特征在于，所述组分A的制备方法为：将配方量的组分在温度为100～105℃，真空为0.5～0.8 MPa下进行脱水处理混合均匀即得。
5.根据权利要求1所述的高聚物注浆料，其特征在于，所述异氰酸酯指数为1.05-1.1。
6.根据权利要求1所述的高聚物注浆料，其特征在于，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
7.一种高聚物注浆料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
（1）组合聚醚多元醇的制备：
按重量份配比计，将10份三乙烯二胺、10份氧化丙烯，和两者总质量0.2～2.5%的KOH加入反应釜中，在温度105～120℃条件下连续滴加30～100份的氧化丙烯，保持压力在0.2～0.5MPa，恒温真空脱水20～40分钟，即得组分C；将10份甲苯二胺、10份氧化乙烯，和两者总质量0.1～2%的路易斯酸加入反应釜中，在温度110～125℃下滴加50～110份的氧化乙烯，压力保持在0.2～0.5MPa，在反应温度下恒温至表压回零后真空脱水30～60分钟，得组分D；再将组分C和组分D按照4:1的质量比混合即得组合聚醚多元醇；
（2）组分A的制备：
按重量份配比计，取组合聚醚多元醇100份，三乙醇胺2～8份，吐温80为0.5～1份，有机锡0.1～0.5份，N,N二甲基苄胺0.1～1份，邻苯二甲酸二丁酯2～10份，丙酮1～2份，在温度为100～105℃，真空为0.5～0.8 MPa下进行脱水处理混合均匀即得；
（3）注浆料的制备：
取组分B，和组分A按1:1的质量比混合，即得高聚物注浆料。
8.根据权利要求7所述的高聚物注浆料的制备方法，其特征在于：所述组分A的用量为：组合聚醚多元醇100份，三乙醇胺5份，吐温80为0.7份，有机锡0.3份，N,N二甲基苄胺0.5份，邻苯二甲酸二丁酯6份，丙酮1.5份。
9.根据权利要求7所述的高聚物注浆料的制备方法，其特征在于：所述组分B为二苯基甲烷二异氰酸酯。
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