CN109749041B - 一种非固化聚氨酯灌浆材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非固化聚氨酯灌浆材料及其制备方法。该非固化聚氨酯灌浆材料包括A组分和B组分，其中：A组分包括：聚醚多元醇30～45重量份、聚乙二醇单甲醚30～50重量份、增塑剂15～25重量份、催化剂0～1重量份、消泡剂0～1重量份；B组分包括：异氰酸酯50～60重量份、聚乙二醇单甲醚18～30重量份、增塑剂20～30重量份；A组分和B组分的单位重量份相同。本发明的非固化聚氨酯灌浆材料粘度低，永不固化，与基材粘结力好，具有良好的蠕变性和自愈合能力，适用于建筑结构的各种裂缝、接缝密封处理，尤其适用于变形缝等具有较大形变部位的防渗堵漏。具有很强的市场竞争优势，满足市场对产品越来越高的要求。

Description

一种非固化聚氨酯灌浆材料及其制备方法

技术领域

本发明属于灌浆材料技术领域，更具体地，涉及一种非固化聚氨酯灌浆材料及其制备方法。

背景技术

非固化橡胶沥青防水涂料(Non-curable rubber modified asphalt coatingfor waterproofing)是以橡胶、沥青为主要组份，加入助剂混合制成的在使用年限内保持粘性膏状体的防水涂料。对于建筑工程变形缝等特殊部位的防水处理有突出的效果，广泛使用于非外露建筑防水工程。

非固化橡胶沥青防水材料能够在应用状态下长期保持粘性膏状体，材料具有蠕变性，自愈能力强，其蠕变性的特点会随着结构的变形而变形，不会形成二次渗漏。但是非固化橡胶沥青防水材料的粘度较高，不利于微细裂缝灌浆施工。

聚氨酯灌浆材料，是以多异氰酸酯与多羟基化合物聚合反应制备的预聚体为主剂，通过灌浆注入基础或结构，与水反应生成不溶于水的具有一定弹性或强度固结体的浆液材料。

聚氨酯灌浆材料已在建筑工程防渗堵漏行业得到了广泛应用，但是当聚氨酯材料使用在变形缝等部位时，若后期缝隙发生较大程度的形变，聚氨酯材料因本体强度较高，受应力作用造成材料与基材之间或材料本体发生开裂，并且自愈性能较弱，易造成二次渗漏，降低防水堵漏的效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，通过原料和组成改进，并辅之以优化的制备方法，提供一种适用于建筑结构的各种裂缝、接缝密封处理，尤其适用于变形缝等具有较大形变部位的防渗堵漏，材料粘度低，永不固化，与基材粘结力好，具有良好的蠕变性和自愈合能力的灌浆材料。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种非固化聚氨酯灌浆材料，该非固化聚氨酯灌浆材料包括A组分和B组分，其中：

A组分包括：

聚醚多元醇30～45重量份、聚乙二醇单甲醚30～50重量份、增塑剂15～25重量份、催化剂0～1重量份、消泡剂0～1重量份；

B组分包括：

异氰酸酯50～60重量份、聚乙二醇单甲醚18～30重量份、增塑剂20～30重量份；

A组分和B组分的单位重量份相同。

作为本发明优选的实施方式，A组分和B组分的体积比为0.75～1.5:1。

作为本发明优选的实施方式，所述聚醚多元醇为聚醚二元醇和/或聚醚三元醇，所述聚醚多元醇的分子量为500～2000。采用单官能度的聚乙二醇单甲醚、聚醚二元醇和/或聚醚三元醇与异氰酸酯反应来控制材料的分子结构和交联密度，使材料具有粘度低，永不固化、与基材粘结力好、良好的蠕变性和自愈合能力等特性。

作为本发明优选的实施方式，所述聚乙二醇单甲醚的分子量为200～1000。

作为本发明优选的实施方式，所述异氰酸酯选自多亚甲基多苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的至少一种。

作为本发明优选的实施方式，所述增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯和/或邻苯二甲酸二异癸酯。

作为本发明优选的实施方式，所述催化剂为有机金属盐类催化剂。

作为本发明优选的实施方式，所述消泡剂为硅氧烷类消泡剂和/或聚合物类消泡剂。

本发明的第二方面提供上述非固化聚氨酯灌浆材料的制备方法，该制备方法包括：

制备A组分：

将聚醚多元醇、聚乙二醇单甲醚和增塑剂混合，于第一温度下搅拌，然后在真空条件下脱水后，降温至第二温度，可选地加入催化剂和/或消泡剂并搅拌后得到A组分；

制备B组分：

将异氰酸酯、聚乙二醇单甲醚和增塑剂混合搅拌，反应后降温至第二温度，得到B组分。

上述方法中，温度、搅拌时间、脱水时间本领域技术人员可根据需要进行调整。

作为本发明优选的实施方式，所述脱水的时间为2～3h，所述真空条件的真空度为-0.09～-0.1MPa。

作为本发明优选的实施方式，所述第一温度为100～110℃，所述第二温度为50～60℃。

作为本发明优选的实施方式，所述反应的温度为75～85℃，所述反应的时间为2～3h。

根据本发明一个具体的实施方式，该非固化聚氨酯灌浆材料的制备方法包括：

制备A组分：将聚醚多元醇、聚乙二醇单甲醚、增塑剂加入反应釜中，在搅拌条件下加热至100～110℃，在真空度为-0.1MPa的条件下脱水2～3小时，降温至60℃以下，然后加入催化剂、消泡剂，搅拌0.5～1小时后出料，过滤充氮气包装得到A组分；

制备B组分：将异氰酸酯、聚乙二醇单甲醚、增塑剂依次加入反应釜中，充氮搅拌条件下加热至75～85℃，反应2～3小时，降温至60℃以下出料，过滤充氮气包装得到B组分。

本发明的有益效果：

本发明的非固化聚氨酯灌浆材料粘度低，永不固化，与基材粘结力好，具有良好的蠕变性和自愈合能力，适用于建筑结构的各种裂缝、接缝密封处理，尤其适用于变形缝等具有较大形变部位的防渗堵漏。具有很强的市场竞争优势，满足市场对产品越来越高的要求。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施例1：

本实施例提供一种非固化聚氨酯灌浆材料，由A、B两种组分构成，按重量份数计：

A组分是以35份的聚醚三元醇(蓝星东大MN-500)和44.6份的聚乙二醇单甲醚(海安石化MPEG-500)、20份的增塑剂(埃克森美孚DINP)、0.2份的催化剂(美国气体化学T-12)、0.2份的消泡剂(毕克化学BYK-088)为原料混合均匀后制成的混合物；

B组分是以50份的异氰酸酯(烟台万华MDI50)、30份的聚乙二醇单甲醚(海安石化MPEG-500)、20份的增塑剂(埃克森美孚DINP)合成的聚氨酯预聚体；

使用时，A、B两种组分的体积比为1：1。

具体包括下述步骤：

制备A组分：按重量份数将35份聚醚三元醇、44.6份聚乙二醇单甲醚、20份增塑剂加入反应釜中，在搅拌条件下加热至100～110℃，真空度为-0.1MPa条件下脱水2小时，降温至60℃以下，然后加入0.2份催化剂、0.2份消泡剂，搅拌0.5小时后出料，过滤充氮气包装即为A组分；

制备B组分：按重量份数将50份异氰酸酯、30份聚乙二醇单甲醚、20份增塑剂依次加入反应釜中，充氮搅拌条件下加热至80℃，反应2小时，降温至60℃以下出料，过滤充氮气包装即为B组分；

将A、B两种组分按体积比为1：1混合得到非固化聚氨酯灌浆材料。

实施例2：

本实施例提供一种非固化聚氨酯灌浆材料，由A、B两种组分构成，按重量份数计：

A组分是以35份的聚醚三元醇(蓝星东大MN-500)、10份的聚醚二元醇(蓝星东大DL-1000)和34.6份的聚乙二醇单甲醚(海安石化MPEG-500)、20份的增塑剂(埃克森美孚DIDP)、0.2份的催化剂(异辛酸锌)、0.2份的消泡剂(毕克化学BYK-065)为原料混合均匀后制成的混合物；

B组分是以55份的异氰酸酯(烟台万华MDI50)、25份的聚乙二醇单甲醚(海安石化MPEG-500)、20份的增塑剂(埃克森美孚DIDP)合成的聚氨酯预聚体；

使用时，A、B两种组分的体积比为1：1。

具体包括下述步骤：

制备A组分：按重量份数将35份聚醚三元醇、、10份的聚醚二元醇、34.6份聚乙二醇单甲醚、20份增塑剂加入反应釜中，在搅拌条件下加热至100～110℃，真空度为-0.1MPa条件下脱水2小时，降温至60℃以下，然后加入0.2份催化剂、0.2份消泡剂，搅拌0.5小时后出料，过滤充氮气包装即为A组分；

制备B组分：按重量份数将55份异氰酸酯、25份聚乙二醇单甲醚、20份增塑剂依次加入反应釜中，充氮搅拌条件下加热至80℃，反应2小时，降温至60℃以下出料，过滤充氮气包装即为B组分；

将A、B两种组分按体积比为1：1混合得到非固化聚氨酯灌浆材料。

实施例3：

本实施例提供一种非固化聚氨酯灌浆材料，由A、B两种组分构成，按重量份数计：

A组分是以15份的聚醚三元醇(蓝星东大MN-700)、20份的聚醚二元醇(蓝星东大DL-2000D)和44.6份的聚乙二醇单甲醚(海安石化MPEG-200)、20份的增塑剂(埃克森美孚DINP)、0.2份的催化剂(异辛酸铋)、0.2份的消泡剂(毕克化学BYK-088)为原料混合均匀后制成的混合物；

B组分是以55份的异氰酸酯(烟台万华MDI100)、20份的聚乙二醇单甲醚(海安石化MPEG-750)、25份的增塑剂(埃克森美孚DINP)合成的聚氨酯预聚体；

使用时，A、B两种组分的体积比为1：1。

具体包括下述步骤：

制备A组分：按重量份数将15份聚醚三元醇、20份的聚醚二元醇、44.6份聚乙二醇单甲醚、20份增塑剂加入反应釜中，在搅拌条件下加热至100～110℃，真空度为-0.1MPa条件下脱水2小时，降温至60℃以下，然后加入0.2份催化剂、0.2份消泡剂，搅拌0.5小时后出料，过滤充氮气包装即为A组分；

制备B组分：按重量份数将55份异氰酸酯、20份聚乙二醇单甲醚、25份增塑剂依次加入反应釜中，充氮搅拌条件下加热至80℃，反应2小时，降温至60℃以下出料，过滤充氮气包装即为B组分；

将A、B两种组分按体积比为1：1混合得到非固化聚氨酯灌浆材料。

实施例4：

本实施例提供一种非固化聚氨酯灌浆材料，由A、B两种组分构成，按重量份数计：

A组分是以30份的聚醚二元醇(蓝星东大DL-1000)和49.6份的聚乙二醇单甲醚(海安石化MPEG-200)、20份的增塑剂(埃克森美孚DIDP)、0.2份的催化剂(异辛酸铋)、0.2份的消泡剂(埃夫科纳AFCONA-2020)为原料混合均匀后制成的混合物；

B组分是以53份的异氰酸酯(烟台万华MDI100)、18份的聚乙二醇单甲醚(海安石化MPEG-750)、29份的增塑剂(埃克森美孚DIDP)合成的聚氨酯预聚体；

使用时，A、B两种组分的体积比为1：1。

具体包括下述步骤：

制备A组分：按重量份数将30份聚醚二元醇、49.6份聚乙二醇单甲醚、20份增塑剂加入反应釜中，在搅拌条件下加热至100～110℃，真空度为-0.1MPa条件下脱水2小时，降温至60℃以下，然后加入0.2份催化剂、0.2份消泡剂，搅拌0.5小时后出料，过滤充氮气包装即为A组分；

制备B组分：按重量份数将53份异氰酸酯、18份聚乙二醇单甲醚、29份增塑剂依次加入反应釜中，充氮搅拌条件下加热至80℃，反应2小时，降温至60℃以下出料，过滤充氮气包装即为B组分；

将A、B两种组分按体积比为1：1混合得到非固化聚氨酯灌浆材料。

对比例1

对比例1的非固化聚氨酯灌浆材料与实施例1的类似，其与实施例1的区别在于：

A组分原料份数为：55份的聚醚三元醇(蓝星东大MN-500)和20份的聚醚二元醇(蓝星东大DL-2000D)、24.6份的增塑剂(埃克森美孚DINP)、0.2份的催化剂(美国气体化学T-12)、0.2份的消泡剂(毕克化学BYK-088)。

B组分原料份数为：65份的异氰酸酯(烟台万华MDI50)、12份的聚醚三元醇(蓝星东大MN-500)、23份的增塑剂(埃克森美孚DINP)。

测试例：

实施例1-4、对比例1的性能测试结果如表1所示。其中，初始粘度的测试依据为GBT2794-2013，为A、B组分混合后5min内进行测试，延伸性、自愈性的测试依据为JC/T 2428-2017，其中A、B组分按体积比为1：1混合制样。

表1性能测试结果

试验项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1
						初始粘度，mPa·s	275	252	244	227	284
延伸性，mm	20	18	18	15	7
						自愈性	无渗水	无渗水	无渗水	无渗水	渗水

由表1可知，相比对比例1，实施例1-4的非固化聚氨酯灌浆材料均具有更低的初始粘度、更高的延伸性及更强的自愈性。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

1.一种非固化聚氨酯灌浆材料，其特征在于，该非固化聚氨酯灌浆材料包括A组分和B组分，其中：

A组分包括：

聚醚多元醇30～45重量份、聚乙二醇单甲醚30～50重量份、增塑剂15～25重量份、催化剂0～1重量份、消泡剂0～1重量份；

B组分包括：

异氰酸酯50～60重量份、聚乙二醇单甲醚18～30重量份、增塑剂20～30重量份；

A组分和B组分的单位重量份相同；

所述聚乙二醇单甲醚的分子量为200～1000。

2.根据权利要求1所述的非固化聚氨酯灌浆材料，其中，A组分和B组分的体积比为0.75～1.5:1。

3.根据权利要求1所述的非固化聚氨酯灌浆材料，其中，所述聚醚多元醇为聚醚二元醇和/或聚醚三元醇，所述聚醚多元醇的分子量为500～2000。

4.根据权利要求1所述的非固化聚氨酯灌浆材料，其中，所述异氰酸酯选自多亚甲基多苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的非固化聚氨酯灌浆材料，其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯和/或邻苯二甲酸二异癸酯。

6.根据权利要求1所述的非固化聚氨酯灌浆材料，其中，所述催化剂为有机金属盐类催化剂。

7.根据权利要求1所述的非固化聚氨酯灌浆材料，其中，所述消泡剂为硅氧烷类消泡剂和/或聚合物类消泡剂。

8.权利要求1-7中任意一项所述的非固化聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：

制备A组分：

将聚醚多元醇、聚乙二醇单甲醚和增塑剂混合，于第一温度下搅拌，然后在真空条件下脱水后，降温至第二温度，可选地加入催化剂和/或消泡剂并搅拌后得到A组分；

制备B组分：

将异氰酸酯、聚乙二醇单甲醚和增塑剂混合搅拌，反应后降温至第二温度，得到B组分。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，

所述脱水的时间为2～3h，所述真空条件的真空度为-0.09～-0.1MPa；

所述第一温度为100～110℃，所述第二温度为50～60℃；

所述反应的温度为75～85℃，所述反应的时间为2～3h。