CN107151415A - 工程堵水用酚醛树脂注浆材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

工程堵水用酚醛树脂注浆材料，所述的酚醛树脂注浆材料由A组份、B组份双组份混合而成，A组份采用酚醛树脂，B组份采用含有硫酸的混合酸，硫酸纯度要求99％以上，使用时，A组份与B组份混合的配比为：A组份：B组份=1:1‑4:1，上述配比为重量比；B组份混合酸中还含有磷酸、对甲苯磺酸、苯酚磺酸、甲基磺酸中的一种或几种。本发明的原材料完全国产化，不存在任何技术壁障，可操作性强，渗透性强，堵水效果好。

Description

工程堵水用酚醛树脂注浆材料及制备方法

技术领域

本发明涉及工程堵水用酚醛树脂注浆材料及其制备方法，属于化学领域。

背景技术

随着国家建设的大发展，在高楼、地铁、水库、石油、煤矿项目等建设开采过程中，漏水造成了工程的进度及工程重量给施工单位带来了很大的安全隐患，当这些工程中发生漏水事故时，通常采用堵水材料进行堵水，现有的的堵水材料主要有以下几种：一种是水泥加玻璃水注浆，第二种是聚氨脂注浆，第三种是双组份环氧树脂注浆；水泥加玻璃水按比例充分搅拌后形成的浆液注入出水口堵水，是利用水泥加玻璃水能在水中固化的特点，在流水的缝隙中固化从而达到堵水的作用，但是，水泥加玻璃水固化太慢，一个流量在20m³/的出水口的注浆量达到成百上千吨的材料，且因加了玻璃水的水泥体强度差而因水压过大再次及水泥固化后收缩发生漏水的情况普遍存在；2000年后，我国引用聚氨酯堵漏的材料及方法解决了浆液在流水缝隙中固化时间，明显的提高了堵漏的效果，但是聚氨酯材料在堵漏的同时，由于本身的特性虽有固化快的特点，但是遇水发泡是它的特性，水是聚氨酯的发泡剂，百分之一的水和百分之九十九的聚氨酯充分融合，合体膨胀不低于原体积的五倍，体积增大，压强变小，随着水液的浸蚀及水液压力的增大，复漏机率增加，因此在许多的工程建设后往往开挖贮水池，然后再用水泵引入地面，南方及沿海地域情况更重，再则由于国内技术的原因，我们还不能完全生产聚氨酯材料，聚氨酯生产中的一组分原料完全依赖进口，而该原料对产品的性能有直接的影响，因此对堵漏的效果有很直接的关联，因国外进口，材料的性能不能再改变，而中国地域广阔，南北温差很大，同样的化工材料聚合温度的变化，聚合的时间是不一样的，而堵水材料的固化时间直接影响堵漏的重量，因地域和四季变化，一定会产生温度的变化。固化时间太快根本不能施工，固化时间太慢，让流水冲走，直接影响堵漏的工作和效果；双组份环氧树脂注浆固化时间长，只适用于修补较小的裂缝。

发明内容

本发明的目的在于克服目前的工程堵水材料中存在的上述问题，提供一种工程堵水用酚醛树脂注浆材料及其制备方法。

为实现本发明的目的，采用了下述的技术方案：工程堵水用酚醛树脂注浆材料，所述的酚醛树脂注浆材料由A组份、B组份双组份混合而成，A组份采用酚醛树脂，B组份采用含有硫酸的混合酸，硫酸纯度要求99％以上，使用时，A组份与B组份混合的配比为：A组份：B组份=1:1-4:1，上述配比为重量比；进一步的；B组份混合酸中还含有磷酸、对甲苯磺酸、苯酚磺酸、甲基磺酸中的一种或几种；进一步的；B组份组成配比为：磷酸10-40份，对甲苯磺酸10-40份，水5-20份，硫酸5-15份，其中：磷酸含量80±2％，对甲苯磺酸80±2％，硫酸纯度要求99％以上；进一步的；B组份组成配比为：苯酚磺酸10-40份，甲基磺酸10-40份，硫酸5-20份；水5-20份；进一步的，所述的A组份采用的酚醛树脂制备原料采用苯酚、甲醛，催化剂采用氢氧化钡，制备时采用配料比为以下两种中的任一中：第一种为使用含量37%的甲醛，配料比为：苯酚30-40份，甲醛50-60份，氢氧化钡3-7份； 第二种为使用含量99%的甲醛，配料比为：苯酚50-60份，甲醛30-40份，氢氧化钡3-7份，上述配料比为均为重量比。

工程堵水用酚醛树脂注浆材料制备方法，所述的酚醛树脂注浆材料由A、B双组份混合而成，A组份采用酚醛树脂，

所述的制备方法分为A组份制备方法和B组份制备方法，

A组份制备方法：A组份制备原料采用苯酚、甲醛，催化剂采用氢氧化钡，使用的甲醛有两组含量，第一种为含量37%的甲醛，第二种为含量99%的甲醛， A组份的制备方法如下:

使用含量37%的甲醛时，将甲醛、苯酚投入反应釜中加入氢氧化钡，开动搅拌，转速45-60转/分钟，加温至70-75°C反应，当反应物的浊点数据为8-15ml时加入硫酸中和，当pH达到7-8时脱水，当粘液25°C粘度达到100-150mpa.s时得到A组份；使用含量99％的甲醛时，所述的A组份的制备方法包括以下具体步骤，将甲醛，苯酚投入反应釜中加入氢氧化钡，开动搅拌，转速60-80转/分钟，加温至70-75°C反应，当反应物的浊点达到8-15ml时加入硫酸中和，当pH到7-8时加水，当粘液25°C粘度达到100-150mpa.s时得到A组份，合格后出料密封包装；

上述的浊点数据的检测方法如下：25°C下取反应中的树脂25g滴入配置好的标准液，当透明的树脂变白色混浊体时结束，读取滴定液用量数据，即为浊点数据，其中标准液配比：纯净水：氯化钠=3：100，氯化钠含量≥99％，上述配比为重量比；

B组份制备方法采用以下两种其中之一：一是B组份组成配比为：磷酸10-40份，对甲苯磺酸10-40份，水5-20份，硫酸5-15份；其中：磷酸含量80±2％，对甲苯磺酸80±2％，硫酸含量99％以上上述配比均为重量比，将磷酸、对甲苯磺酸、硫酸、水投入搅拌罐中，开动搅拌器，60转/分钟，当对甲苯磺酸充分融化即可得到B组份；二是B组份组成配比为：苯酚磺酸10-40份，甲基磺酸10-40份，硫酸5-20份；水5-20份，将苯酚磺酸、甲基磺酸、硫酸、水投入搅拌罐中，开动搅拌器，60转/分钟，当各组份充分融化即可得到B组份。

本发明的积极有益技术效果在于：本发明利用酚醛树脂双组份固化的特点，通过本申请中生产工艺，优化了得打的双组份的性能参数，优化双组份的固化时间，本申请的材料兼顾了水泥和玻璃水材料及环氧树脂的高压度和聚氨酯固化快难燃的优点，具有强度高、膨胀率合适、固化快的特点，且生产原料全部国产化，物理性能改性可操作性强，粘度小，A料100-150mpa.s（25°C），B料10-25mpa.s（25°C），流动性极强，完全可以渗透到极细的裂隙中渗透性强，堵水效果明显优于目前的几种堵水材料，本堵水材料在使用中操作简单，没有安全隐患，固化时间现场可调，强度高，不变形，是世界公认的环保材料，更具难燃性，原材料完全国产化，不存在任何技术壁障，可操作性强，渗透性强，操作简单完全可以满足工程建设中的堵漏要求，其制备方法简单，设备简单，生产周期短，不影响环境和工人的身体健康，本发明工程堵水用酚醛树脂注浆材料在使用时，用气动或电动双液注浆泵注入流水裂隙中固化即可。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例，这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。

工程堵水用酚醛树脂注浆材料，所述的酚醛树脂注浆材料由A、B双组份混合而成，A组份采用酚醛树脂，B组份组成配比为：磷酸10-40份，对甲苯磺酸10-40份，水5-20份，硫酸5-15份，其中：磷酸含量80±2％，对甲苯磺酸80±2％，硫酸含量99％以上，使用时，A组份与B组份混合的配比为：A组份：B组份=1:1-4:1，上述配比均为重量比；进一步的，所述的A组份采用的酚醛树脂制备原料采用苯酚、甲醛，催化剂采用氢氧化钡，制备时采用配料比为以下两种中的任一中：第一种为使用含量37%的甲醛，配料比为：苯酚30-40份，甲醛50-60份，氢氧化钡3-7份； 第二种为使用含量99%的甲醛，配料比为：苯酚50-60份，甲醛30-40份，氢氧化钡3-7份，上述配料比为均为重量比。

工程堵水用酚醛树脂注浆材料制备方法：

1、甲醛含量37％，所述的A组份的制备方法包括以下具体步骤，将甲醛（37％），苯酚投入反应釜中加入氢氧化钡，开动搅拌，转速45-60转/分钟，加温至70-75°C反应，当反应物的浊点达到8-15ml时加入硫酸中和，当pH达到7-8时脱水，当粘液达到100-150mpa.s(25°C)时抽样检测，合格后出料密封包装；

2、甲醛含量99％，所述的A组份的制备方法包括以下具体步骤，将甲醛，苯酚投入反应釜中加入氢氧化钡，开动搅拌，转速60-80转/分钟，加温至70-75°C反应，当反应物的浊点达到8-15ml时加入硫酸中和，当pH到7-8时加水，当粘度达到100-150mpa.s(25°C)时抽样检测，合格后出料密封包装。

3、所述的B组份的制备方法包括以下具体步骤，将磷酸，对甲苯磺酸，硫酸，水投入搅拌罐中，开动搅拌器，60转/分钟，当对甲苯磺酸充分融化后抽样检测，合格后出料密封包装。

实施例1：

一、A组份制备

（1）采用37％含量甲醛， 甲醛55份，苯酚35份，氢氧化钡6.5份，投入反应釜中，恒温70-75°C，每隔半小时取样检测，当浊点到8-15ml时，加入硫酸3.5份中和，当pH在7-8之间时脱水，每隔半小时取样检测，当粘度在100-150mpa.s(25°C)时，取样合格后密封包装；

（2）采用甲醛99％含量， 甲醛33份，苯酚57份，氢氧化钡6.5份，投入反应釜中恒温70-75°C，每隔半小时取样检测，当浊点到8-15ml时加入硫酸3.5份中和，当pH在7-8之间时加入饮用水，取样检测，当年度在100-150mpa.s（25°C）时，取样检测，合格后密封包装。

二、B组份制备

将准确计量的磷酸35份，对甲苯磺酸45份，水17份，硫酸3份，投入搅拌罐中搅拌，当对甲苯磺酸充分融化后，取样检测，合格后放料密封包装。

得到检测产品指标如下

1. 粘度： A组份110mpa.s ；B组份15mpa.s；

2. 比重： A组份1.18kg/m³；B组份 120kg/m³；

3. 混合固化后耐压强度： 42Mpa.；

4. 混合固化时间 15秒（25°C）；

5. 混合后膨胀倍数 1；

6. 固化后燃烧性能 难燃系；

7. 氧指数 47；

8. 上述混合按照A组份：B组份1：1混合。

实施例2：

一、A组份制备

（1）采用37%含量甲醛制备，.将准确计量的甲醛58份，苯酚32份，氢氧化钡6.5份，投入反应釜中，恒温70-75°C，每隔半小时检测，当浊点到8-15ml时，加入硫酸3.5份中和，当pH在7-8时脱水，当粘度100-150mpa.s（25°C）时，取样检测，合格后放料密封包装

（2）采用99%含量甲醛制备，将准确计量的甲醛31份，苯酚59份，氢氧化钡6.5份，投入反应釜中恒温70-75°C，每隔半小时取样检测，当浊点到8-15ml时加入硫酸3.5份中和，当pH在7-8之间时加入饮用水，取样检测，当粘度在100-150mpa.s时取样检测，合格后放料密封包装。

二、B组份制备

将准确计量的苯酚磺酸10-40份，甲基磺酸10-40份，硫酸5-20份；水5-20份投入搅拌罐中搅拌，当各组分充分融化后，取样检测，合格后放料密封包装。

得到的检测产品指标如下：

1、粘度 A组份 118mpa.s ； B组份 18mpa.s；

2.、比重 A组份 118kg/m³ B组份 120kg/m³；

3、混合固化后耐压强度： 43Mpa.；

4. 混合固化时间 5秒（25°C）；

5. 混合后膨胀倍数 1；

6. 固化后燃烧性能 难燃系；

7. 氧指数 47；

8. 上述混合按照A组份：B组份2：1混合。

实施例3：

一、A组份的制备；

采用含量99%的甲醛，将准确计量的甲醛31份，苯酚59份，氢氧化钡6.5份，投入反应釜中恒温70-75°C，每隔半小时取样检测，当浊点到20-25ml时加入硫酸3.5份中和，当pH在7-8之间时加入饮用水，取样检测，当粘度在100-150mpa.s时取样检测，合格后放料密封包装；

二、B组份的制备；

将准确计量的磷酸40份，对甲苯磺酸37.5份，饮用水7.5份，硫酸15份投入搅拌罐中搅拌，当对甲苯磺酸充分融化后，取样检测，合格后放料密封包装。

得到的检测产品指标如下：

1、粘度 A组份 118mpa.s ； B组份 18mpa.s；

2.、比重 A组份 118kg/m³ B组份 120kg/m³；

3、混合固化后耐压强度： 43Mpa.；

4. 混合固化时间 5秒（25°C）；

5. 混合后膨胀倍数 1；

6. 固化后燃烧性能 难燃系；

7. 氧指数 47；

8. 上述混合按照A组份：B组份2：1混合。

实施例4：

一：A组份的制备

采用99%的甲醛，将准确计量的甲醛31份，苯酚59份，氢氧化钡6.5份，投入反应釜中恒温70-75°C，每隔半小时取样检测，当浊点到30ml时加入硫酸3.5份中和，当pH在7-8之间时加入饮用水，取样检测，当粘度在100-150mpa.s时取样检测，合格后放料密封包装

二、B组份制备

将准确计量的磷酸40份，对甲苯磺酸37份，饮用水5份，硫酸18份投入搅拌罐中搅拌，当对甲苯磺酸充分融化后，取样检测，合格后放料密封包装。

得到检测产品指标如下：

1、粘度 A组份 118mpa.s ； B组份 18mpa.s；

2.、比重 A组份 118kg/m³ B组份 120kg/m³；

3、混合固化后耐压强度： 98Mpa.；

4. 混合固化时间 5秒（25°C）；

5. 混合后膨胀倍数 1；

6. 固化后燃烧性能 难燃系；

7. 氧指数 47；

8. 上述混合按照A组份：B组份4：1混合。

实施例5

一：A组份的制备

采用99%的甲醛，将准确计量的甲醛31份，苯酚59份，氢氧化钡6.5份，投入反应釜中恒温70-75°C，每隔半小时取样检测，当浊点到30ml时加入硫酸3.5份中和，当pH在7-8之间时加入饮用水，取样检测，当粘度在100-150mpa.s时取样检测，合格后放料密封包装

二、B组份制备

将准确计量的苯酚磺酸10-40份，甲基磺酸10-40份，硫酸5-20份；水5-20份投入搅拌罐中搅拌，当各组分充分融化后，取样检测，合格后放料密封包装。

得到检测产品指标如下：

1、粘度 A组份 118mpa.s ； B组份 16mpa.s；

2.、比重 A组份 118kg/m³ B组份 122kg/m³；

3、混合固化后耐压强度： 48Mpa.；

4. 混合固化时间 8秒（25°C）；

5. 混合后膨胀倍数 1；

6. 固化后燃烧性能 难燃系；

7. 氧指数 47；

8. 上述混合按照A组份：B组份2：1混合。

工程使用案例

一、2013年4月13日太原西山煤电白家庄矿8114巷道漏水修复工程，出水口30m³/h，过水面积15㎡，2013年元月曾用聚氨酯材料进行阻水修复，3个月后出水量又到达修复前的状态，用酚醛树脂注浆材料A，B组份1：1的配比用启动注浆泵（1.5T/1h）进行注浆阻水，4年过去修复巷道面依然滴水不漏，

二、2017年3月17日，深圳中粮大厦地下室第4层冒水，过水面积20000㎡，出水量20m³/h，用酚醛树脂注浆堵水材料A组份:B组份=2：1的配比用电动注浆泵（40kg/h）进行注浆堵水，一次注浆不再复漏。

从以上两个案例可以看出本申请的堵水材料优异的堵水性能。

需要说明的是，虽然在上述两个工程中本材料已经使用，但单纯从外观和使用方法上无从得知本材料的具体组成、配比，更无从得知采用何种制备方法才能得到本发明中的堵水材料、以及本材料的物化指标在什么范围内才能实现良好的堵水性能，申请人在研制、试验、使用中均对本申请的技术方案进行了保密。

Claims (6)

1.工程堵水用酚醛树脂注浆材料，其特征在于：所述的酚醛树脂注浆材料由A组份、B组份双组份混合而成，A组份采用酚醛树脂，B组份采用含有硫酸的混合酸，硫酸纯度要求99％以上，使用时，A组份与B组份混合的配比为：A组份：B组份=1:1-4:1，上述配比为重量比。

2.根据权利要求1所述的工程堵水用酚醛树脂注浆材料，其特征在于：B组份混合酸中还含有磷酸、对甲苯磺酸、苯酚磺酸、甲基磺酸中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的工程堵水用酚醛树脂注浆材料，其特征在于：B组份组成配比为：磷酸10-40份，对甲苯磺酸10-40份，水5-20份，硫酸5-15份，其中：磷酸含量80±2％，对甲苯磺酸80±2％，硫酸纯度要求99％以上。

4.根据权利要求1所述的工程堵水用酚醛树脂注浆材料，其特征在于：B组份组成配比为：苯酚磺酸10-40份，甲基磺酸10-40份，硫酸5-20份；水5-20份。

5.根据权利要求1所述的工程堵水用酚醛树脂注浆材料，其特征在于：所述的A组份采用的酚醛树脂制备原料采用苯酚、甲醛，催化剂采用氢氧化钡，制备时采用配料比为以下两种中的任一中：第一种为使用含量37%的甲醛，配料比为：苯酚30-40份，甲醛50-60份，氢氧化钡3-7份； 第二种为使用含量99%的甲醛，配料比为：苯酚50-60份，甲醛30-40份，氢氧化钡3-7份，上述配料比为均为重量比。

6.工程堵水用酚醛树脂注浆材料制备方法，所述的酚醛树脂注浆材料由A、B双组份混合而成，A组份采用酚醛树脂，

所述的制备方法分为A组份制备方法和B组份制备方法，

A组份制备方法：A组份制备原料采用苯酚、甲醛，催化剂采用氢氧化钡，使用的甲醛有两组含量，第一种为含量37%的甲醛，第二种为含量99%的甲醛， A组份的制备方法如下:

使用含量37%的甲醛时，将甲醛、苯酚投入反应釜中加入氢氧化钡，开动搅拌，转速45-60转/分钟，加温至70-75°C反应，当反应物的浊点数据为8-15ml时加入硫酸中和，当pH达到7-8时脱水，当粘液25°C粘度达到100-150mpa.s时得到A组份；使用含量99％的甲醛时，所述的A组份的制备方法包括以下具体步骤，将甲醛，苯酚投入反应釜中加入氢氧化钡，开动搅拌，转速60-80转/分钟，加温至70-75°C反应，当反应物的浊点达到8-15ml时加入硫酸中和，当pH到7-8时加水，当粘液25°C粘度达到100-150mpa.s时得到A组份，合格后出料密封包装；

上述的浊点数据的检测方法如下：25°C下取反应中的树脂25g滴入配置好的标准液，当透明的树脂变白色混浊体时结束，读取滴定液用量数据，即为浊点数据，其中标准液配比：纯净水：氯化钠=3：100，氯化钠含量≥99％，上述配比为重量比；

B组份制备方法采用以下两种其中之一：一是B组份组成配比为：磷酸10-40份，对甲苯磺酸10-40份，水5-20份，硫酸5-15份；其中：磷酸含量80±2％，对甲苯磺酸80±2％，硫酸含量99％以上上述配比均为重量比，将磷酸、对甲苯磺酸、硫酸、水投入搅拌罐中，开动搅拌器，60转/分钟，当对甲苯磺酸充分融化即可得到B组份；二是B组份组成配比为：苯酚磺酸10-40份，甲基磺酸10-40份，硫酸5-20份；水5-20份，将苯酚磺酸、甲基磺酸、硫酸、水投入搅拌罐中，开动搅拌器，60转/分钟，当各组份充分融化即可得到B组份。