CN110511340A - 一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料及其制备方法 - Google Patents

一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料及其制备方法，特别适于用堤坝水利工程修复中使用，属于水坝修补材料及其制备方法技术领域。包括A组份原料及B组份原料，二者的体积比为1：1；其中A组份原料包括以下重量份的原料：二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇30‑40份、聚酯多元醇25‑40份、发泡剂141B2‑8份、水0.2‑1份、阻燃剂25‑30份、表面活性剂1‑2份、催化剂CUCAT‑HA01 2‑3份；B组分原料为PM。本发明制得的聚氨酯材料具有修复速度快、环境友好、施工效率高、经济效益高、水中发泡倍率不高于无水条件下发泡倍率的1.5倍、强度高、与土壤粘接性好等优点。

Description

一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料及其制备方法，特别适用于堤坝水利工程修复中使用，属于水坝修补材料及其制备方法技术领域。
背景技术
岸坡与堤坝安全是全球共同面临的难题。据第一次全国水利普查结果，中国现有大坝9.8万余座，堤防总长41.37万km，约1/3需要修复加固。美国现有大坝约8.2万余座，岸堤长度超过10万英里，大多已超过设计寿命。欧洲的岸坡与堤坝主要集中在荷兰、德国和英国，大多处于超期服役状态。而在水利工程的施工及后续运营过程中，堤坝的渗流、管涌问题是最为常见的问题。渗流发生后随着砂粒的不断析出流失，孔洞的直径逐渐增大，它的深度也逐渐向堤坝内部不断延伸增大。一旦与土体内部的已有孔洞连通，则迅速发展为管道内集中涌水淅土，其严重后果是堤坝土体内渗水通道塌陷，造成堤防不均匀沉降和整体失稳。
防渗加固是土质堤坝面临的一项长期的、艰巨的任务。工程中常用的防渗技术有：混凝土防渗墙技术，水泥土搅拌桩技术，高压喷射灌浆技术等。这些防渗加固技术已在国内得到了广泛的应用，为我国大型水库、尾矿库、垃圾填埋场等基础设施的除险及防渗加固发挥了重要作用，但也具有以下不足之处：
1、施工周期长，施工工艺复杂；
2、修补后保持时间短，容易重新产生渗流；
3、修补不彻底，修补后仍存在渗流现象。
因此，亟待出现一种能解决上述技术问题的可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯泡沫及其制备方法。
发明内容
本发明公开了一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料及其制备方法，其目的在于提供一种可用于快速修复渗流危害处的高聚物膨胀材料，制得的聚氨酯泡沫具有修复速度快、环境友好、施工效率高、经济效益高、水中发泡倍率不高于无水条件下发泡倍率的1.5倍、泡沫强度高、与土壤粘接性好等优点。
一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料，其特征在于包括A组份原料及B组份原料，二者的体积比为1：1；
其中A组份原料包括以下重量份的原料：
二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇30-40份、松香聚酯多元醇25-40份、发泡剂141B2-8份、水0.2-1份、阻燃剂25-30份、表面活性剂1-2份、催化剂CUCAT-HA01 2-3份；
二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇30-40份、聚酯多元醇25-40份、发泡剂141B2-8份、水0.2-1份、阻燃剂25-30份、表面活性剂1-2份、催化剂CUCAT-HA01 2-3份；B组分原料为PM。
B组分原料包括为以下原料：
多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200。
优选的，所述松香聚酯多元醇指以松香、苯酐、二乙二醇为原料，经聚合而成的具有一定分子量的芳香族聚酯多元醇，羟值为350-450mgKOH/g，粘度为5000-12000 mPa·s（25℃）。
优选的，所述阻燃剂为TCPP、TCEP中的任意一种 ；
优选的，所述表面活性剂为迈图L6950。
本发明的一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料的制备工艺包括以下步骤：
1、按比例将A料调配完成，A料包括二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇 30-40份、松香聚酯多元醇25-40份、发泡剂141B2-8份、水0.2-1份、阻燃剂25-30份、表面活性剂1-2份、催化剂CUCAT-HA01 2-3份；
2、将B料调配完成，B料为多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200，A料与B料的体积比
为1：1；
3、然后将注浆机的提料泵分别放入A、B组分中，通过注浆施工即可完成渗流缝隙的快速封堵工作，同时，可保证该聚氨酯泡沫能够牢牢地粘接周围土壤。
本发明的可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料及其制备方法，有益效果分析如下：
1、本发明的本渗流条件下的高强度双组份聚氨酯泡沫材料，二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇、松香聚酯多元醇、催化剂CUCAT-HA01相结合，可保证水中发泡倍率不高于无水条件下发泡倍率的1.5倍，能够极好的控制有水无水环境下的泡沫密度；
2、本发明的渗流条件下的高强度双组份聚氨酯泡沫材料具有较好的土壤粘接性能，可保证泡沫与渗流周围土壤之间的紧密结合；
3、本发明的渗流条件下的高强度双组份聚氨酯泡沫材料使用水不敏感催化剂CUCAT-HA01，水不敏感催化剂CUCAT-HA01能够有效的抑制异氰酸酯组分与水的反应，防止渗流条件下聚合物泡沫密度过小而没有强度，并且可实现泡沫的环境友好性，能有效实现快速封堵渗流缝隙；
4、本发明的渗流条件下的高强度双组份聚氨酯泡沫材料在二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇与松香聚酯多元醇互配使用情况下，可保证泡沫在渗流条件下泡沫的强度；
5、本发明的渗流条件下的高强度双组份聚氨酯泡沫材料施工工艺简单，能够有效地提高工作效率；
6、本发明的渗流条件下的高强度双组份聚氨酯泡沫材料可广泛应用于岸坡、堤坝等水利工程领域，封堵效果好。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料，包括A组份原料及B组份原料，二者的体积比为1：1；
其中A组份原料包括以下重量份的原料：
二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇 30-40份、松香聚酯多元醇25-40份、发泡剂141B3份、水0.2-1份、阻燃剂TCPP25-30份、表面活性剂迈图L6950 1-2份、催化剂CUCAT-HA01 2份；按照上述比例将A组分料进行混合，混合均匀后装桶待用；
B组分原料包括以下重量份的原料：多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200。
使用时，将A组分与B组分通过提料泵按体积比1:1通过高压注浆机均匀混合，注浆到相应渗流为止进行测试，制得产品。
实施例2
本实施例的可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料，包括A组份原料及B组份原料，二者的体积比为1：1；
其中A组份原料包括以下重量份的原料：
二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇 30-40份、松香聚酯多元醇25-40份、发泡剂141B7份、水0.2-1份、阻燃剂TCEP25-30份、表面活性剂1-2份、催化剂CUCAT-HA01 2份；按照上述比例将A组分料进行混合，混合均匀后装桶待用；
B组分原料包括以下重量份的原料：多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200。
使用时，将A组分与B组分通过提料泵按体积比1:1通过高压喷涂机均匀混合，注浆到相应渗流为止进行测试，制得产品。
实施例3
本实施例的一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料，包括A组份原料及B组份原料，二者的体积比为1：1；
其中A组份原料包括以下重量份的原料：
二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇 30-40份、松香聚酯多元醇25-40份、发泡剂141B3份、水0.2-1份、阻燃剂TCEP25-30份、表面活性剂1-2份、催化剂CUCAT-HA01 3份；按照上述比例将A组分料进行混合，混合均匀后装桶待用；
B组分原料包括以下重量份的原料：多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200。
使用时，将A组分与B组分通过提料泵按体积比1:1通过高压喷涂机均匀混合，注浆到相应渗流为止进行测试，制得产品。
表1：实施例1-3制得的产品基本性能指标表
由上表数据可知在使用二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇、松香聚酯多元醇、催化剂CUCAT-HA01的实施例所制得的高强度双组份聚氨酯泡沫水中发泡倍率不高于无水条件下发泡倍率的1.5倍，并且有水无水条件下泡沫的抗压强度变化不大。说明本发明得到的渗流条件下的高强度双组份聚氨酯泡沫材料应用于快速修补渗流缝隙极佳。
本发明通过高压注浆管将双组份膨胀性高聚物注浆材料注入渗流缝隙可以快速有效的封堵渗流危害处，高聚物注浆材料发生化学反应后体积迅速膨胀，把渗流缝隙填充满并固化与周边土壤连接，形成连续、均匀、规则的高聚物防渗填充物；具有快捷、微创、轻质、高韧、经济、耐久等优点，具有巨大的经济、社会效益和广阔的发展应用前景。
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料，其特征在于包括A组份原料及B组份原料，二者的体积比为1：1；
其中A组份原料包括以下重量份的原料：
二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇30-40份、松香聚酯多元醇25-40份、发泡剂141B2-8份、水0.2-1份、阻燃剂25-30份、表面活性剂1-2份、催化剂CUCAT-HA01 2-3份；
B组分原料包括以下重量份的原料：
多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200 80-110份。
2.按照权利要求1所述的一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料，其特征在于所述松香聚酯多元醇是以松香、苯酐、二乙二醇为原料经聚合而成，羟值为350-450mgKOH/g，粘度为5000-12000 mPa·s（25℃）。
3.按照权利要求1所述的一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料，其特征在于所述聚醚为二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇。
4.按照权利要求1所述的一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料，其特征在于所述阻燃剂为TCPP、TCEP中的任意一种 。
5.按照权利要求1所述的一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料，其特征在于表面活性剂为迈图L6950。
6.一种可用于渗流条件下的高强度双组份聚氨酯材料的制备工艺，其特征在于包括
以下步骤：
1）、按比例将A料调配完成，A料包括二异丙醇胺改性酚醛树脂多元醇 30-40份、松香聚酯多元醇25-40份、发泡剂141B2-8份、水0.2-1份、阻燃剂TCPP25-30份、表面活性剂1-2份、催化剂CUCAT-HA01 2-3份；
2）、将B料调配完成，B料为多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200，A料与B料的体积
比为1：1；
3）、然后将注浆机的提料泵分别放入A、B组分中，通过注浆施工即可完成渗流缝隙的快速封堵工作，使聚氨酯泡沫能够牢固粘接周围土壤。
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