CN109734362A - 一种无机物复合聚氨酯灌浆材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无机物复合聚氨酯灌浆材料及其制备方法,灌浆材料主要由无机物和聚氨酯体系组成,聚氨酯体系由A组分、B组分、催化剂和助剂组成。将所述的A组分、B组分、催化剂和助剂搅拌均匀后,再与无机物进行搅拌混合,得到灌浆材料。本发明通过不同粒径的无机物复合聚氨酯提高灌浆材料的抗渗性能,同时也保持了一定水下抗分散性能,相比特种浆材(聚氨酯、环氧灌浆料)具有成本低、质量好的优势。
Description
技术领域
本发明属于水利水电行业、矿山行业的注浆材料领域,涉及一种无机物复合聚氨酯灌浆材料。
背景技术
灌浆材料是指在一定压力作用下灌入底层、岩石或构筑物中的缝隙、孔洞中,达到减少挤出渗漏、改善裂隙岩体的物理力学性质,增加建筑物和构筑物低级的整体稳定性,提高其抗渗性、强度、耐久性的流体质材料。
水泥浆是目前应用最广、需求量最大的无机灌浆材料。水泥浆具有料源广、成本低、配浆简单、灌浆操作工艺方便等优点,因此广泛使用。然而,水泥浆液凝结时间长,一般的水泥浆存在水中迅速分散,针对动水条件下的地质修复工程造成严重的材料浪费。
现阶段的硅酸盐改性聚氨酯的灌浆材料的抗渗性能较差。之所以抗渗性差是由于聚氨酯部分存在发泡现象,同时使用的硅酸盐主要为水泥,由于水泥的粒径原因导致空隙很多,所以抗渗差。
发明内容
为了解决现阶段的硅酸盐改性聚氨酯灌浆材料的抗渗性能较差的问题,同时解决水泥浆在水下易被冲散,同时由于初凝期较长导致材料的大量冲散后浪费的问题,本发明提供了一种抗渗性能好且水下抗分散、抗动水冲蚀的无机物复合聚氨酯灌浆材料及其制备方法。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种无机物复合聚氨酯灌浆材料,由无机物和聚氨酯体系组成;所述聚氨酯体系由A组分、B组分、催化剂和助剂组成,所述聚氨酯体系由A组分、B组分、催化剂和助剂组成,所述无机物与聚氨酯体系的重量比为1:0.5~1:1;其中,所述无机物包括二氧化硅类。
进一步的,所述二氧化硅类为微硅粉、H系硅微粉中的一种或两种。
进一步的,所述无机物还包括水泥、超细水泥、粉煤灰中的一种或两种。
进一步的,所述A组分为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或两种,B组分为聚氨酯预聚体、异氰酸酯中的一种或两种。
进一步的,所述异氰酸酯为MDI、聚合MDI、HMDI和IPDI中的一种或两种。
进一步的,所述催化剂为羧酸锌、异辛酸铋、新癸酸铋催化剂中的一种或两种。
进一步的,所述助剂包括二甲基硅油、有机硅脱泡剂、硅烷偶联剂、润湿分散剂和亚烷基碳酸酯。
进一步的,所述有机硅脱泡剂为BYK-066N或BYK-Y,所述润湿分散剂为BYK-305、BYK-306、BYK-W966、BYK-W961中的一种,所述消泡剂为BYK-A506或BYK-066N。
一种无机物复合聚氨酯灌浆材料的制备方法,根据上述无机物复合聚氨酯灌浆材料的组成配比,将催化剂、助剂、A、B组分取出搅拌均匀后,再与无机物进行搅拌混合,混合后得到灌浆材料。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明所制备的浆液通过不同粒径的无机物复合聚氨酯提高灌浆材料的抗渗性能,同时也保持了一定水下抗分散性能,相比特种浆材(聚氨酯、环氧灌浆料)具有成本低、质量好的优势。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现说明本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
本例无机物复合聚氨酯灌浆材料原料的配比:水泥1000g,聚氨酯体系500g。
聚氨酯体系包括以下重量份的原料:聚醚多元醇220,聚氨酯预聚体200;催化剂和助剂包括以下重量份的原料:异辛酸铋0.5,羧酸锌4,亚烷基碳酸酯60,二甲基硅油3, BYK-066N 5,KH-540 3,BYK-W96 4.5。
上述无机物复合聚氨酯灌浆材料的制备方法:先将催化剂、助剂、A组分、B组分取出搅拌均匀,再与无机物水泥进行搅拌混合,得到灌浆材料。
实施例2
本例无机物复合聚氨酯灌浆材料原料的配比:微硅粉1000g,聚氨酯体系600g。
聚氨酯体系包括以下重量份的原料:聚醚多元醇130,聚酯多元醇110,MDI 218;催化剂和助剂包括以下重量份的原料:新癸酸铋1,羧酸锌6,亚烷基碳酸酯120,二甲基硅油4,BYK-A506 6,BYK-W961 5。
制备方法同实施例1。
实施例3
本例无机物复合聚氨酯灌浆材料原料的配比:水泥300g,微硅粉300g,聚氨酯体系600g。
聚氨酯体系包括以下重量份的原料:聚醚多元醇110,聚酯多元醇130,聚合MDI218;催化剂和助剂包括以下重量份的原料:异辛酸铋1,羧酸锌6,亚烷基碳酸酯120,二甲基硅油4,BYK-W966 7,BYK-306 4。
制备方法同实施例1。
实施例4
本例无机物复合聚氨酯灌浆材料原料的配比:H系硅微粉1000g,聚氨酯体系800g。
聚氨酯体系包括以下重量份的原料:聚醚多元醇130,聚酯多元醇110,HMDI 218;催化剂和助剂包括以下重量份的原料:异辛酸铋4.5,亚烷基碳酸酯322,二甲基硅油2,BYK-A506 5,BYK-W961 6,BYK-305 2.5。
制备方法同实施例1。
实施例5
本例无机物复合聚氨酯灌浆材料原料的配比:水泥250g,超细水泥250g,H系硅微粉 500g,聚氨酯体系550g。
聚氨酯体系包括以下重量份的原料:聚醚多元醇130,聚酯多元醇110,HMDI 100,IPDI 118;催化剂和助剂包括以下重量份的原料:新癸酸铋4.5,亚烷基碳酸酯71,二甲基硅油4, BYK-066N 5,KH-540 3,BYK-W961 4.5。
制备方法同实施例1。
实施例6
本例无机物复合聚氨酯灌浆材料原料的配比:微硅粉500g,粉煤灰500g,聚氨酯体系 500g。
聚氨酯体系包括以下重量份的原料:聚醚多元醇220,聚氨酯预聚体100,IPDI110;催化剂和助剂包括以下重量份的原料:羧酸锌4.5,亚烷基碳酸酯50,二甲基硅油3,BYK-A506 5,BYK-W961 5,BYK-305 2.5。
制备方法同实施例1。
测试上述实例1-7制备的无机物复合聚氨酯灌浆材料的抗渗性,测试结果见表1。
表1无机物复合聚氨酯灌浆材料的抗渗等级
序号 | 案例 | 无机物 | 抗渗等级 |
1 | 实施例1 | 水泥 | 0.2MPa |
2 | 实施例2 | 微硅粉 | 0.8MPa |
3 | 实施例3 | 水泥、微硅粉 | 1.1MPa |
4 | 实施例4 | H系硅微粉 | 0.9MPa |
5 | 实施例5 | 水泥、超细水泥、H系硅微粉 | 1.2MPa |
6 | 实施例6 | 微硅粉、粉煤灰 | 1MPa |
所述灌浆材料中,聚氨酯材料通过助剂控制其发泡现象,而用无机物进行复合时填充物的粒径分布对材料的抗渗性具有影响。选择不同粒径分布的无机物进行复合,发泡空隙能够很好的进行填充,同时通过助剂降低发泡现象,提高材料的抗渗性。
所述灌浆材料中,聚氨酯材料属于有机物质具有疏水性,而A、B组分在未反应前将无机物通过机械搅拌均匀进行有效的包裹,A、B组分反应后形成网状的高分子结构,无机物填充进入高分子网状结构的空隙内,材料整体表现出疏水性能;聚氨酯材料与无机物复合后,浆液密度大于水的密度,最大为2g/cm3,因此浆液在重力作用下趋于下沉。解决了水泥浆在水下易被冲散,同时由于初凝期较长导致材料的大量冲散后的浪费。
以上揭露的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作地等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种无机物复合聚氨酯灌浆材料,其特征在于,它主要由无机物和聚氨酯体系组成;所述聚氨酯体系由A组分、B组分、催化剂和助剂组成,所述无机物与聚氨酯体系的重量比为1:0.5~1:1;所述无机物包括二氧化硅类。
2.根据权利要求1所述的一种无机物复合聚氨酯灌浆材料,其特征在于,所述二氧化硅类为微硅粉、H系硅微粉中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种无机物复合聚氨酯灌浆材料,其特征在于,所述无机物还包括水泥、超细水泥、粉煤灰中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种无机物复合聚氨酯灌浆材料,其特征在于,所述A组分为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或两种,B组分为聚氨酯预聚体、异氰酸酯中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的一种无机物复合聚氨酯灌浆材料,其特征在于,所述异氰酸酯为MDI、聚合MDI、HMDI、IPDI中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种无机物复合聚氨酯灌浆材料,其特征在于,所述催化剂为羧酸锌、异辛酸铋、新癸酸铋催化剂中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种无机物复合聚氨酯灌浆材料,其特征在于,所述助剂包括二甲基硅油、有机硅脱泡剂、硅烷偶联剂、润湿分散剂和亚烷基碳酸酯。
8.根据权利要求7所述的一种无机物复合聚氨酯灌浆材料,其特征在于,所述有机硅脱泡剂为BYK-066N或BYK-Y,所述润湿分散剂为BYK-305、BYK-306、BYK-W966、BYK-W961中的一种,所述消泡剂为BYK-A506或BYK-066N。
9.一种无机物复合聚氨酯灌浆材料的制备方法,其特征在于,根据权利要求1-8任意一项所述的无机物复合聚氨酯灌浆材料的组成配比,将催化剂、助剂、A组分、B组分取出搅拌均匀后,再与无机物进行搅拌混合,混合后得到灌浆材料。
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