CN111564800B - 一种用于电缆管线穿越墙体的防水方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于电缆管线穿越墙体的防水方法，包括：(1)将电缆穿入套管内部，套管内设有密封法兰，密封法兰处设有第一水密带，电缆贯穿密封法兰和第一水密带，第一水密带为遇水能够形成凝胶状的材料；(2)在墙体上设置第一预留孔，套管及内部的电缆穿过第一预留孔，墙体的内侧喷涂水泥基防水涂层，使得水泥基防水涂层的外侧与墙体的内侧紧密结合；(3)墙体的内侧面方向设置支撑框体，支撑框体与墙体之间形成容纳腔，支撑框体上设置对应第一预留孔的第二预留孔，将套管穿过第二预留孔；(4)在支撑框体与墙体之间的容纳腔内浇筑聚氨酯泡沫材料，聚氨酯泡沫材料自然流动并涨发固化成型后，形成聚氨酯密封层。

Description

一种用于电缆管线穿越墙体的防水方法

技术领域

本发明属于电缆设备技术领域，具体涉及一种用于电缆管线穿越墙体的防水方法。

背景技术

在现代建筑施工过程中，水、电、气的管线通常需要在楼宇内或楼宇间连续铺设，经常遇到管线穿越墙体的情况，由于管线以及管线保护套和墙体预留孔均为刚性结构，因此管线或管线保护套与墙体之间的气密性密封是保证水、电、气安全安装和使用的重要环节，也一直是本领域技术人员面临的课题。尤其是遇到雨水、渗水等类似情况时，密封较差的管线将容易出现短路、断路、漏水的现象，对建筑安全使用和人员安全将构成严重威胁。

专利CN201520765754.6提供了一种穿墙管线防护密闭结构，包括穿墙电缆，在穿墙电缆外侧套有钢制的预埋套管，预埋套管贯穿墙体，在预埋套管中部设有定位板，定位板是由直径5mm后的镀锌钢板制的，定位板呈圆环状套在预埋套管外壁上，定位板与预埋套管之间采用双面满焊连接；在预埋套管与穿墙电缆之间填充有填塞料，预埋套管的中部设有两个环氧树脂隔离层，两个环氧树脂隔离层之间形成隔离空腔，隔离空腔与定位板正对。

目前的管线穿墙设施或技术，主要是刚性结构固定再配合柔性材料填充，刚性结构与电缆管线之间、柔性材料与电缆管线之间、电缆管线内部以及穿墙设备与墙体之间的防水性能和耐候性能，不能全面保证，尤其是刚性结构内部的电缆管线的长期防水问题，一直有待解决。另外，柔性材料的物化特性及其与刚性结构的配合方式，也对管线穿墙设施的防水密封性能和使用寿命有重要影响。因此，结构合理、配合良好、密封性能优良的用于电缆管线穿越墙体的防水方法亟待开发。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于电缆管线穿越墙体的防水方法，能够防止水从墙体外侧渗入墙体内侧，包括以下步骤：

(1)将所述电缆穿入套管内部，套管内设有密封法兰，所述密封法兰处设有第一水密带，电缆贯穿所述密封法兰和第一水密带，所述第一水密带为遇水能够形成凝胶状的材料；

(2)在墙体上设置第一预留孔，所述套管及内部的电缆穿过第一预留孔，所述墙体的内侧面喷涂水泥基防水涂层，使得水泥基防水涂层的外侧面与墙体的内侧面紧密结合；

(3)墙体的内侧面方向设置支撑框体，所述支撑框体与墙体之间形成容纳腔，支撑框体上设置对应第一预留孔的第二预留孔，将套管穿过第二预留孔；

(4)在所述支撑框体与墙体之间的容纳腔内浇筑聚氨酯泡沫材料，所述聚氨酯泡沫材料自然流动并涨发固化成型后，形成聚氨酯密封层。

本发明所述的防水方法能够有效防止外部的水由墙体外侧向内侧渗入，所述套管与墙体相互垂直并贯穿墙体，套管一端位于墙体外侧，另一端位于墙体内侧，水由位于墙体外侧的套管一端向位于墙体内侧的套管的另一端渗入。

本发明所述的防水方法通过所述套管内的密封法兰与第一水密带的密封配合，解决套管内部的密封防水问题，通过套管外部的与墙体平行设置的气密结构体，解决套管与墙体之间的密封防水问题。所述气密结构体包括所述聚氨酯密封层和支撑框体，所述气密结构体能够防止或阻断沿墙体传递的水对所述套管的侵袭以及在墙体两侧的传递。

所述步骤(1)中，所述电缆的外部设置所述套管，套管为刚性结构体，用于保护、容纳其内部的电缆，进而贯穿所述墙体和气密结构体，所述套管的材质选自不锈钢、硬质塑料、水泥或其它硬质材料。

优选的，所述密封法兰设在套管内靠近外侧端口的位置，电缆位于套管内部，密封法兰用于固定电缆以及密封套管的外侧一端，隔绝套管的内外环境，防止外部的水进入套管影响电缆。

所述密封法兰处设有第一水密带，优选的，所述第一水密带设在密封法兰的内侧，第一水密带将套管的横断面空间填充完全，使用时，电缆贯穿密封法兰和第一水密带并进入套管。所述密封法兰严密封堵套管的一端，是防止外部的水进入套管的第一道屏障；所述密封法兰内侧的第一水密带严密封堵套管的横截面，主要用于吸收和隔绝少量越过第一道屏障的水，形成第二道屏障。

所述步骤(2)中，所述墙体的内侧面喷涂水泥基防水涂层，使得水泥基防水涂层的外侧与墙体的内侧紧密结合，即所述水泥基防水涂层处于墙体与聚氨酯密封层之间。

优选的，所述防水方法还包括在所述套管的外部紧密围绕一圈第二水密带，并使第二水密带的外侧紧贴所述水泥基防水涂层的内侧，所述聚氨酯密封层围绕在第二水密带的周围。所述第二水密带设在套管与聚氨酯密封层和墙体接触的部分，套管在穿越墙体的第一预留孔时，套管外部设置一圈第二水密带。更优选的，所述第二水密带设在所述聚氨酯密封层的厚度范围内。本发明人发现，套管与墙体之间的部位，即第一预留孔的缝隙处，是防水的薄弱环节，因此所述第二水密带设在所述套管的背水侧，一侧贴附墙体，能够有效防止墙体外侧的水通过第一预留孔渗入聚氨酯密封层。

所述第一水密带和第二水密带的材质相同，水密带遇水后能够迅速吸水膨胀并形成凝胶态，膨胀后将套管内或预留孔内的微细缝隙或孔隙封堵，有效防止明水穿透。

优选的，所述防水方法还包括在所述第一水密带的内侧设置管道密封组料，所述管道密封组料由海绵网和聚氨酯泡沫材料组成，使用时，先将海绵网放置在套管内，然后在海绵网内打入聚氨酯泡沫材料，使得聚氨酯泡沫材料涨发固化，从而聚氨酯泡沫材料与套管内壁紧密连接，防止外部的水量较大时将第一水密带冲出套管。

所述步骤(3)中，所述支撑框体包括至少三个侧面和一个底面，支撑框体固定在墙体的内侧面上，墙面作为第四个侧面，使得支撑框体的外侧面与墙体的内侧面之间形成一个容纳腔，优选的，所述支撑框体具有设有开口的顶面，所述聚氨酯泡沫材料从所述开口浇筑进入所述容纳腔的内部，自然流动并填充墙体与套管之间、墙体自身或套管自身的缝隙或孔隙，然后固化形成所述聚氨酯密封层。所述支撑框体以物理固定的方式，为所述聚氨酯泡沫材料提供密闭的容纳腔，在聚氨酯密封层固化前起到临时支撑作用。

所述支撑框体优选为聚氨酯板，与所述聚氨酯密封层的结合性能好，同时支撑框体自身也发挥防潮阻气的作用。

所述步骤(4)中，所述聚氨酯密封层由聚氨酯泡沫材料涨发固化形成，由于所述墙体和支撑框体上设有预留孔，用于套管从中穿过，实现电缆穿墙，所述聚氨酯泡沫材料能够自然流动并填充在墙体、套管、支撑框体、预留孔之间及其缝隙或孔隙中，固化后有效固定气密结构体的内部，并有效阻止水沿墙体、套管或预留孔通过。

所述聚氨酯泡沫材料包括A、B双组分，所述A组分包括改性聚醚多元醇、水、物理发泡剂、催化剂和扩链剂，所述B组分包括聚异氰酸酯和二异氰酸酯，所述改性聚醚多元醇由含氟苯二酚缩水甘油醚和聚醚多元醇反应改性得到，所述含氟苯二酚缩水甘油醚由环氧氯丙烷与含氟苯二酚反应制得。

优选的，所述防水方法还可以包括在所述支撑框体的内侧面喷涂外防护涂层，具体的，所述外防护涂层可以喷涂在所述支撑框体的外表面和所述支撑壳体顶部的聚氨酯密封层的外表面，主要发挥防火作用和提升美观效果，保护支撑框体和聚氨酯密封层免受明火的直接灼烧，同时使得所述气密结构体外观平整美观。所述外防护涂层可以采用市场上通用的防火涂料。

本发明所述的第一水密带需要很好地杜绝外部的水进入套管内部，腐蚀电缆，而且杜绝外部水通过套管内部的通道穿越墙体，在建筑内的不同空间传递。这就要求水密带的材质既具有优异的吸水性能，同时又能够填充在所述套管内，封堵电缆与套管之间的缝隙，实现密封阻隔。本发明所述第一水密带的材质为聚氨酯凝胶泡沫，所述聚氨酯凝胶泡沫未吸水时为海绵体，吸水后膨胀为水凝胶，其吸水溶胀比，吸水率，保水性及机械性能等综合性能优异，能够严密封堵套管内空间，有效阻挡水分通过。

所述凝胶泡沫包括以下重量份的原料：100份聚醚多元醇、50-110份异氰酸酯、1-3份催化剂、3-10份扩链剂、0.5-1份水、1-3份物理发泡剂、5-10份吸水性树脂，所述扩链剂为聚乙烯胺。

聚乙烯胺是一种水溶性链状高分子材料，侧链含有大量高反应活性的胺基，胺基可以与异氰酸根反应。通过使用聚乙烯胺为扩链剂，使聚氨酯分子链得到扩散延长，还将线型聚乙烯胺引入交联网络结构的聚氨酯中，最后形成相互贯穿的交联网络；这种三维交联网络高分子吸水可形成凝胶，赋予聚氨酯凝胶泡沫良好的吸水性能，可反复吸水、脱水使用；聚乙烯胺与使用常规的二元胺小分子扩链剂相比，经过大分子聚乙烯胺扩链得到的聚氨酯又具有良好的吸水膨胀性能。

所述聚乙烯胺通过聚丙烯酰胺的Hofmann降解重排制备或者由(N-甲/乙酰胺)乙烯胺的水解制备，所述聚乙烯胺的数均分子量为40000-80000，胺化度为35-60％。

所述异氰酸酯的官能度＞2，-NCO含量为5-20％，包括多异氰酸酯、聚异氰酸酯中的至少一种。优选的，所述异氰酸酯包括但不限于4，4'，4”-三苯基甲烷三异氰酸酯、TDI三聚体、HDI三聚体中的至少一种。

优选的，所述异氰酸酯的用量为60-90份，所述扩链剂的用量为5-10份。

所述聚醚多元醇官能度为2-3，羟值为30-40mgKOH/g(数均分子量为2000-6500)。

所述催化剂没有特别的要求，本领域常用的有机锡类催化剂即可，包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种。

所述物理发泡剂为低沸点发泡剂，包括己烷、异己烷、丙烷、二氯甲烷中的至少一种。

所述吸水性树脂包括聚丙烯酰胺衍生物、聚丙烯酸酯衍生物，具体选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚环丙基丙烯酰胺中的至少一种。

优选的，所述聚氨酯凝胶泡沫还包括1-3份泡沫稳定剂，所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂，具体选自AK-8818、B8525、B8545、DC5598和DC193中的一种或多种。

本发明还提供了所述聚氨酯凝胶泡沫的制备方法，包括如下步骤：

S1.将所述聚醚多元醇、异氰酸酯分别于高温下真空脱水，降温；再将异氰酸酯、催化剂在搅拌条件下加至聚醚多元醇中，升温并保持恒温搅拌反应，冷却得预聚体；

S2.将所述扩链剂、物理发泡剂、吸水性树脂混合均匀，再与水同时加至步骤S1制备的预聚体中，高速搅拌，待混合物开始起泡时，迅速倒入模具中，静置，放入烘箱内熟化，最后取出，冷却，即得所述聚氨酯凝胶泡沫。

步骤S1中，所述聚醚多元醇、异氰酸酯的脱水温度为80-120℃，脱水后降温至温度为20-40℃；所述反应温度为70-100℃，反应时间为1-3h；

步骤S2中，所述静置时间为10-30min，所述熟化温度为60-90℃，熟化时间为1-3h。

关于本发明所述的水泥基防水涂层，目前，现有的防水涂层材料多采用环氧树脂改性的丙烯酸树脂作为基材核心物质，具有良好的粘结性和耐化学品性，然而实际应用时，其耐湿热稳定性较差，防水涂料形成的防水膜机械性能容易下降，影响其长期防水抗渗性能。本发明所述的水泥基防水涂层需要对墙体的水泥或混凝土有很好的粘结性能，使得聚氨酯密封层和第二水密带能够长久而牢固地粘结在墙体表面，同时当水由墙体外侧渗透进入墙体内侧时，水泥基防水涂层又要能够防止墙体外侧以及墙体内自身的水分向墙体内侧面渗出，减轻聚氨酯密封层的防水压力。

本发明还提供一种水泥基防水涂料，作为所述水泥基防水涂层，所述防水涂料包括A、B两个组分，所述A组分包括70-100重量份改性丙烯酸树脂乳液，所述B组分包括20-35重量份固化剂，所述改性丙烯酸树脂乳液的原料包括10-15份环氧树脂单体、3-15份含氟乙烯基硅烷单体和20-30份丙烯酸衍生物单体。

所述环氧树脂单体的醚键邻位碳上的α-H原子和叔碳原子上的H原子相对比较活泼，在引发剂自由基作用下可形成自由基，从而引发接枝聚合反应。利用环氧单体和含氟乙烯基硅烷单体对基材中常用的高分子成膜物质-丙烯酸衍生物进行改性，得到一种具有一定交联结构的，且结构中含有氟、硅元素的高分子成膜物质，包含该成膜物质的防水涂层不仅结合了环氧树脂和丙烯酸树脂的良好的粘结性、耐化学品性，还具有良好的湿热稳定性。

所述含氟乙烯基硅烷包括但不限于乙烯基二甲基氟硅烷、乙烯基(三氟甲基)二甲基硅烷和(1-氟乙烯基)甲基二苯基硅烷中的至少一种，优选的，所述含氟乙烯基硅烷为(1-氟乙烯基)甲基二苯基硅烷。

所述环氧树脂单体为双酚型环氧树脂单体，优选为双酚A型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0.2-0.6mol/100g，比如E-20、E-44、E-51、E-54、E-56环氧树脂中的至少一种。

所述丙烯酸衍生物单体包括(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸烷基酯，(甲基)丙烯酰胺中的至少一种，具体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、2-甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酰胺中的至少一种。

所述改性丙烯酸树脂乳液通过包括如下步骤的制备方法制得：

T1：将乳化剂、引发剂、环氧树脂单体、去离子水加至容器中搅拌，得预乳化混合物；

T2：在氮气氛围下，将含氟乙烯基硅烷单体、丙烯酸衍生物单体加至含去离子水的聚合釜内，搅拌均匀，并继续保持搅拌；

T3：首先将部分预乳化混合物加至步骤T2的反应釜内，将反应釜升温，保持恒温反应后，开始滴加剩余预乳化混合物，滴毕，继续恒温反应；

T4：将步骤T3所得混合物冷却，加入pH调节剂，调节混合物pH至中性，过滤出少量凝聚物，得改性丙烯酸树脂乳液。

步骤T1所述乳化剂没有特别的要求，本领域常用即可，包括但不限于烷基酚聚氧乙烯醚OP-10、十二烷基磺酸钠；所述引发剂为过氧类引发剂，包括但不限于过氧化二苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。

步骤T3中首先加至反应釜中的T1的乳化混合物的量为总质量的1/4-1/2，所述将反应釜升温至80-140℃，首次恒温反应时间为0.2-1.5h，滴毕后继续恒温反应时间为1-3h。

步骤T4中，所述pH调节剂没有特别的限制，本领域常用即可，包括但不限于氨水、三乙胺、三乙醇胺中的至少一种。

所述B组分中的固化剂为多元胺类固化剂，包括但不限于脂肪多元胺型固化剂、脂环多元胺型固化剂、芳香胺型固化剂、酚醛改性胺类固化剂中的至少一种。具体可以选自乙二胺，己二胺，间苯二胺，间苯二甲胺，苯酚、甲醛、苯二甲胺缩合物，苯酚、甲醛、四乙烯五胺缩合物。

优选的，所述A组分还可以包括10-30份填料、1-5份分散剂、1-5份增稠剂、1-3份流平剂、1-3份消泡剂、10-60份水，所述B组分还可以包括1-5份增稠剂、1-5份防霉剂、1-5份杀菌剂、50-80份水。

所述填料选自碳酸钙、云母粉、硅灰石、二氧化硅中的至少一种。所述分散剂为阴离子型分散剂，具体选自油酸钠、硫酸酯盐、磺酸盐中的至少一种。比如十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠，腐植酸钠(HA-Na)、萘磺酸钠(SN)、木质素磺酸钠(CMN)。所述增稠剂选自纤维素类增稠剂、缔合型聚氨酯类增稠剂、聚丙烯酸类增稠剂、无机类增稠剂中的至少一种，具体选自甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、硅酸铝、膨润土中的至少一种。所述消泡剂选自有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂中的至少一种。

所述流平剂包括有机硅、氟碳表面活性剂中的至少一种。优选的，所述流平剂为有机硅表面活性剂中的烷基改性有机硅氧烷，具体选自硬脂氧基二甲基硅烷、二十二烷氧基硅氧烷、月桂基二甲基硅氧烷中的至少一种。

优选的，所述含氟乙烯基硅烷单体的重量份5-10份，本发明预想不到的发现，改性物质-含氟乙烯基硅烷与流平剂中的有机硅表面活性剂具有协同作用，能够改善防水涂料的耐水性。调节含氟乙烯基硅烷单体的用量及流平剂的用量能够改善防水涂料的耐水性。

所述防霉剂包括2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯、2-丁基-1,2苯丙异噻唑啉-3-酮中的至少一种。

所述杀菌剂包括卡松类杀菌剂、BIT类杀菌剂、均三嗪类杀菌剂、布罗波尔类杀菌剂、DBNPA类杀菌剂中的至少一种。

所述防水涂料的制备方法，包括如下步骤：称量A组分中相应各原料，混合均匀后为组分A待用；称量B组分中相应各原料，混合均匀后为组分B待用；将组分A与组分B按一定比例混合均匀，进行喷涂、涂刷即可。所述A组分与B组分混合的重量比例为1-3:1。

本发明所述的水泥基防水涂料中成膜物质凝固时间短，湿热稳定性好，防水性好，特别适合用于水泥基墙体上，并位于水泥基墙体与自建型聚氨酯墙体之间，作为防水涂层。

本发明所述的用于电缆管线穿越墙体的防水方法在现有的电缆管线穿墙部件的基础上，针对其刚性结构的结构、柔性材料的成分以及两者之间的配合关系进行了特别设计。在所述套管内部设置第一水密带，解决套管内的防水密封问题；在套管与墙体、聚氨酯密封层之间设置第二水密带，再配合墙体与聚氨酯密封层之间的水泥基防水涂层，解决套管外部的第一预留孔与第二预留孔之间各个部件的防水密封问题，设置多层防水吸水屏障，尤其是利用本发明提供的所述聚氨酯凝胶泡沫和水泥基防水涂料，极大地改善了各个刚性结构内部及之间的防水效果，能够解决电缆管线在长期使用过程中的缓慢渗水或漏水问题。

附图说明

图1为实施例1的用于电缆管线穿越墙体的防水方法的示意图。

图2为实施例2的用于电缆管线穿越墙体的防水方法的示意图。

图3为实施例3的用于电缆管线穿越墙体的防水方法的示意图。

附图中，1-外防护涂层，2-支撑框体，3-聚氨酯密封层，4-墙体，5-套管，6-电缆，7-密封法兰，8-第一水密带，9-第二水密带，10-管道密封组料。

具体实施方式

聚氨酯凝胶泡沫

制备例1

本制备例的聚氨酯凝胶泡沫包括以下重量份的原料：100份羟值37mgKOH/g，数均分子量为3000的聚氧化丙烯二醇(天津第三石油化工厂)；90份-NCO含量为7.4±0.2％的TDI三聚体(德国拜耳IL1451)、3份辛酸亚锡催化剂；10份数均分子量为60000，胺化度为35％的聚乙烯胺(武汉博莱特化工有限公司)扩链剂；0.5份去离子水、3份异己烷物理发泡剂、5份聚丙烯酸钠吸水性树脂、2份有机硅泡沫稳定剂AK-8818。

制备步骤：

S1.将聚醚多元醇、异氰酸酯分别于120℃下真空脱水，降温至25℃；再将异氰酸酯、催化剂在搅拌条件下加至聚醚多元醇中，升温至90℃并保持恒温搅拌反应3h，冷却得预聚体；

S2.将扩链剂、物理发泡剂、吸水性树脂、泡沫稳定剂混合均匀，再与水同时加至步骤S1制备的预聚体中，高速搅拌，待混合物开始起泡时，迅速倒入模具中，静置30min，放入80℃烘箱内熟化3h，最后取出，冷却，即得聚氨酯凝胶泡沫。

制备例2

其余与制备例1相同，不同之处在于，所用TDI三聚体的量为60份，聚乙烯胺的量为5份。

制备例3

其余与制备例1相同，不同之处在于，所用聚乙烯胺的胺化度为60％。

制备例4

其余与制备例1相同，不同之处在于，吸水性树脂聚丙烯酸钠的用量为10份。

制备例5

其余与制备例1相同，不同之处在于，聚乙烯胺扩链剂的用量为3份。

制备例6

其余与制备例1相同，不同之处在于，TDI三聚体的用量为50份。

制备例7

其余与制备例1相同，不同之处在于，TDI三聚体的用量为110份。

制备对比例1

其余与制备例1相同，不同之处在于，所用扩链剂为乙二胺。

将上述制备例和制备对比例制备的聚氨酯凝胶泡沫进行以下性能测试，结果见表1。

聚氨酯凝胶泡沫吸水溶胀比的测定

称重法研究聚氨酯凝胶泡沫吸水溶胀行为，具体是将样品称重后放入去离子水中，在90℃水浴中膨胀吸水24h后，用滤纸拭干样品表面带出的水分，记录下此时样品的质量，按下式计算聚氨酯凝胶泡沫的吸水溶胀比SR：

其中，m₀，吸水前样品质量；m₁，吸水后样品质量。

将首次吸水后聚氨酯凝胶泡沫放入100-120℃真空干燥箱中干燥脱水至恒重，然后取出再次重复上述吸水过程，如此反复吸水、脱水5次后，测量第四次凝胶泡沫的吸水溶胀比保持率B，结果见表1。

吸水率的测定

参照标准GB/T 8810-2005硬质泡沫塑料吸水率的测定标准，进行吸水率的测定，结果见表1。

压力下保水率测试

称取0.15g聚氨酯凝胶泡沫置于蒸馏水中，静置1h，倒入100目的尼龙网袋中，将网袋放入抽率漏斗中，沥虑5min称重为W₀，然后将一直径略小于漏斗的培养皿置于网袋上，并在表面皿上加1kg的砝码，加压5min后称重为W₁，对吸水后的空网袋称重为W，按下式计算加压下的保水率R，结果见表1。

表1

本发明通过使用聚乙烯胺为扩链剂，不仅使聚氨酯分子链得到扩散延长，还将线型聚乙烯胺引入交联网络结构的聚氨酯中，最后形成相互贯穿的交联网络；这种三维交联网络高分子吸水树脂可形成凝胶，赋予聚氨酯凝胶泡沫良好的吸水性能，可反复吸水、脱水使用；与使用常规的二元胺小分子扩链剂相比，经过大分子聚乙烯胺扩链得到的聚氨酯又具有良好的吸水溶胀性能。

水泥基防水涂料

制备例8

改性丙烯酸树脂乳液制备：

T1：将乳化剂2.4份烷基酚聚氧乙烯醚OP-10、1.2份十二烷基磺酸钠，引发剂过氧化二苯甲酰1份、0.2份过硫酸钾，环氧单体10份E-44，100份去离子水加至容器中进行搅拌，得预乳化混合物，备用；

T2：在氮气氛围下，将10份(1-氟乙烯基)甲基二苯基硅烷、20份甲基丙烯酸丁酯加至含去离子水的聚合釜内，搅拌均匀，并继续保持搅拌；

T3：首先将1/3的步骤T1所得预乳化混合物加至步骤T2的反应釜内，将反应釜升温至90℃，保持恒温反应48min，开始滴加剩余步骤T1所得的预乳化混合物，滴毕，继续恒温反应2h；

T4：将步骤T3所得混合物冷却至23℃，加入氨水，调节混合物pH至7，过滤出凝聚物，得改性丙烯酸树脂乳液。

水泥基防水涂料：

A组分：100份改性丙烯酸树脂乳液、20份碳酸钙、4份油酸钠、5份羟甲基纤维素、3份二十二烷氧基硅氧烷、3份消泡剂SN-345(日本诺普科助剂有限公司)、20份去离子水。

B组分：35份己二胺、3份羟甲基纤维素、3份4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、3份1,2-苯并异噻唑林-3-酮、60份去离子水。

1.称量A组分包括的各原料，混合均匀后为组分A待用；

2.称量B组分包括的各原料，混合均匀后为组分B待用；

3.将组分A与组分B按1:1比例混合均匀，进行涂刷即可，涂层厚度1.5mm。

制备例9

改性丙烯酸树脂乳液制备：其余与制备例8相同，不同之处在于环氧单体E-44的用量为15份。

水泥基防水涂料：与制备例8相同。

制备例10

改性丙烯酸树脂乳液制备：其余与制备例8相同，不同之处在于甲基丙烯酸丁酯的用量为30份。

水泥基防水涂料：与制备例8相同。

制备例11

改性丙烯酸树脂乳液制备：其余与制备例8相同，不同之处在于(1-氟乙烯基)甲基二苯基硅烷的用量为5份。

水泥基防水涂料：与制备例8相同。

制备例12

改性丙烯酸树脂乳液制备：其余与制备例8相同，不同之处在于(1-氟乙烯基)甲基二苯基硅烷的用量为3份。

水泥基防水涂料：与制备例8相同。

制备例13

改性丙烯酸树脂乳液制备：其余与制备例8相同，不同之处在于(1-氟乙烯基)甲基二苯基硅烷的用量为15份。

水泥基防水涂料：与制备例8相同。

制备例14

改性丙烯酸树脂乳液制备：与制备例8相同。

水泥基防水涂料：不同之处在于称量A组份中改性丙烯酸树脂乳液为70份，B组分中己二胺为25份。

制备例15

改性丙烯酸树脂乳液制备：与制备例8相同。

水泥基防水涂料：不同之处在于A组份与B组分按照比例3:1混合均匀。

制备对比例2

改性丙烯酸树脂乳液制备：其余与制备例8相同，不同之处在于不使用(1-氟乙烯基)甲基二苯基硅烷。

水泥基防水涂料：与制备例8相同。

将上述制备例和制备对比例所制备的防水涂料进行以下性能测试，结果见表2。

性能测试

柔韧性：当漆膜受外力而弯曲时，所表现的弹性、塑性和附着力等的综合性能成为柔韧性；参照标准GB/T1731-93进行测试。

耐湿热稳定性：参照标准GB/T1740-2007进行实验，再次进行柔韧性测试。

耐水性：参照标准GB/T1733-93中浸水试验法进行测试，条件23±2℃。

附着力：参照标准GB/T9286-1998进行测试，0级：切割边缘完整平滑，无脱落现象，1级：涂层有少于5％的脱落，2级：涂层脱落面积在5-15％范围内，3级：涂层切割边缘有脱落或者全部以大面积脱落面积超过15％小于35％，4级：涂层脱落面积在35％-65％范围内。

表2

项目	柔韧性/mm	耐湿热试验后，柔韧性/mm	耐水性	附着力
					制备例8	＜1	＜1	240h无起泡、不生锈	1
制备例9	1	2	240h无起泡、不生锈	1
					制备例10	＜1	＜1	240h无起泡、不生锈	1
制备例11	1	1	240h无起泡、不生锈	1
					制备例12	1	3	240h无起泡、生锈	1
制备例13	1	4	240h起泡、不生锈	1
					制备例14	＜1	＜1	240h无起泡、不生锈	1
制备例15	＜1	＜1	240h无起泡、不生锈	0
					制备对比例2	5	10	240h起泡、生锈	1

本发明利用环氧单体、含氟乙烯基硅烷单体和丙烯酸衍生物进行反应，得到一种改性的丙烯酸树脂，改性丙烯酸树脂为具有一定交联结构的，且结构中含有氟硅元素的高分子成膜物质，包含该成膜物质的防水涂料不仅结合了环氧树脂和丙烯酸树脂的良好的粘结性、耐化学品性，还具有良好的湿热稳定性。通过调节含氟乙烯基硅烷单体的用量及流平剂的用量能够改善防水涂料的耐水性。

实施例1

本实施例提供的用于电缆管线穿越墙体的防水方法，应用在电气井中，当不同电气井之间需要连接电缆管线时，应用所述防水方法能够阻止不同井之间的污水串水，破坏其它电气井。如图1所示，墙体左侧定义为外侧，墙体右侧定义为内侧，水由墙体外侧向内侧渗入，由套管左侧向套管右侧渗入，所述防水方法包括以下步骤：

(1)将电缆6穿入套管5内部，套管5内靠近左侧端口的位置设有密封法兰7，密封法兰7处设有第一水密带8，电缆贯穿密封法兰7和第一水密带8；

(2)在墙体4上设置第一预留孔，套管5及内部的电缆6穿过第一预留孔，墙体4的内侧面喷涂水泥基防水涂层，使得水泥基防水涂层的外侧面与墙体的内侧面紧密结合；

(3)墙体4的内侧面方向设置支撑框体2，并与墙体之间形成容纳腔，支撑框体2上设置对应第一预留孔的第二预留孔，将套管5穿过第二预留孔；

(4)在支撑框体2与墙体4之间的容纳腔内浇筑聚氨酯泡沫材料，聚氨酯泡沫材料自然流动并涨发固化成型后，形成聚氨酯密封层3。

步骤(1)中，电缆6的外部设置套管5，套管5的材质为硬质塑料或不锈钢，也可以为透明的亚克力材料，用于保护、容纳其内部的电缆，进而贯穿墙体4和气密结构体，亚克力材料便于观察套管5内以及电缆6使用情况。气密结构体包括聚氨酯密封层3和支撑框体2。

密封法兰7设在套管5内靠近套管左侧端口的位置，电缆6位于套管内部，密封法兰7用于固定电缆以及密封套管的左侧一端，隔绝套管5的内外环境，防止外部的水进入套管5影响电缆6。

第一水密带8设在密封法兰7的内侧，第一水密带8可以紧贴密封法兰的内侧面，也可以不与密封法兰接触，第一水密带8将套管5的横断面空间填充完全，使用时，电缆6贯穿密封法兰7和第一水密带8并进入套管5。第一水密带8在密封法兰7的内侧，能够吸收和隔绝少量越过密封法兰7的水，形成第二道屏障。第一水密带8遇水后能够迅速吸水膨胀并形成凝胶态，膨胀后将套管5内的微细缝隙或孔隙封堵，有效防止明水穿透。

步骤(2)中，墙体4的内侧喷涂水泥基防水涂层，即水泥基防水涂层处于墙体4与聚氨酯密封层3之间。

步骤(3)中，支撑框体2包括三个侧面、一个顶面和一个底面，材质为聚氨酯板，支撑框体2固定在墙体4的内侧面上，墙面作为第四个侧面，使得支撑框体的外侧面与墙体4的内侧面之间形成一个容纳腔，支撑框体的顶面设有开口，聚氨酯泡沫材料从该开口浇筑进入容纳腔的内部，自然流动并填充墙体4与套管5之间、墙体4自身或套管5自身的缝隙或孔隙，然后固化形成聚氨酯密封层3。

步骤(4)中，聚氨酯密封层3由聚氨酯泡沫材料涨发固化形成，由于墙体4和支撑框体2上分别设有第一预留孔和第二预留孔，用于套管5从中穿过，实现电缆6穿墙，聚氨酯泡沫材料能够自然流动并填充在墙体4、套管5、支撑框体2、预留孔之间及其缝隙或孔隙中，固化后有效固定气密结构体的内部，并有效阻止水沿墙体4、套管5或预留孔通过。

所述防水方法还包括在支撑框体2的内侧面喷涂外防护涂层1，外防护涂层1喷涂在支撑框体2的外表面和顶部，外防护涂层1采用上海枭成的防火涂料。

本实施例的第一水密带8使用制备例1的聚氨酯凝胶泡沫。

本实施例的水泥基防水涂层使用制备例8的水泥基防水涂料喷涂而成。

本实施例的聚氨酯泡沫材料的制备原料为：A组分包括100份液态改性聚醚多元醇、0.5份去离子水、35份物理发泡剂一氟二氯乙烷、催化剂1份三乙胺、2份二月桂酸二丁基锡、扩链剂三乙醇胺3份；B组分包括60份聚异氰酸酯

N100，40份甲苯二异氰酸酯。其中，液态改性聚醚多元醇的制备方法为：将50份聚醚多元醇BASF Pluracol 975溶于40份去离子水，加入0.3份催化剂三乙胺，搅拌至均匀；将所得混合物体系加热升温至100℃，恒温搅拌条件下滴加10份4-氟邻苯二酚缩水甘油醚反应1.5h；再使用40份氯仿萃取，旋蒸除去有机溶剂氯仿，得液态改性聚醚多元醇。其中，4-氟邻苯二酚缩水甘油醚的制备方法为：将10份4-氟邻苯二酚溶于50份丙酮中，搅拌至完全溶解，再加入30份环氧氯丙烷继续搅拌至完全溶解；将所得混合物加热升温至80℃，搅拌条件下滴加22份浓度为25wt％的NaOH溶液，滴毕，继续恒温反应1.5h，进行过滤，用80℃洗涤沉淀，烘干即得。

实施例2

如图2所示，本实施例提供的用于电缆管线穿越墙体的防水方法，还包括：套管5的外部紧密围绕一圈第二水密带9，并使第二水密带9的外侧面紧贴水泥基防水涂层的内侧面，聚氨酯密封层3围绕在第二水密带9的周围。

第二水密带9设在套管5与聚氨酯密封层3和墙体4接触的部分，第二水密带9设在聚氨酯密封层3的厚度范围内，能够有效防止墙体4外侧的水通过预留孔渗入聚氨酯密封层3。第二水密带9的材质与第一水密带8相同。

本实施例的防水方法的其它步骤和材料与实施例1相同。

实施例3

如图3所示，本实施例提供的用于电缆管线穿越墙体的防水方法，还包括：在第一水密带8的内侧设置管道密封组料10，管道密封组料10由海绵网和聚氨酯泡沫材料组成，使用时，先将海绵网放置在套管5内，然后在海绵网内打入聚氨酯泡沫材料，使得聚氨酯泡沫材料涨发固化，从而聚氨酯泡沫材料与套管5内壁紧密连接，防止外部的水量较大时将第一水密带8冲出套管5。

管道密封组料10的聚氨酯泡沫材料的材质与聚氨酯密封层3的材质相同。

本实施例的防水方法的其它步骤和材料与实施例2相同。

实施例4

本实施例的用于电缆管线穿越墙体的防水方法与实施例3相同，本实施例的水密带使用制备例2的聚氨酯凝胶泡沫，水泥基防水涂层使用制备例9的水泥基防水涂料喷涂而成，本实施例的聚氨酯泡沫材料和外防护涂层与实施例3相同。

实施例5

本实施例的用于电缆管线穿越墙体的防水方法与实施例3相同，本实施例的水密带使用制备例3的聚氨酯凝胶泡沫，水泥基防水涂层使用制备例14的水泥基防水涂料喷涂而成，本实施例的聚氨酯泡沫材料和外防护涂层与实施例3相同。

实施例6

本实施例的用于电缆管线穿越墙体的防水方法与实施例3相同，本实施例的水密带使用制备例5的聚氨酯凝胶泡沫，水泥基防水涂层使用制备例15的水泥基防水涂料喷涂而成，本实施例的聚氨酯泡沫材料和外防护涂层与实施例3相同。

对比例1

本对比例的用于电缆管线穿越墙体的防水方法与实施例3相同，本对比例的水密带使用制备对比例1的聚氨酯凝胶泡沫，水泥基防水涂层使用制备对比例2的水泥基防水涂料喷涂而成，本对比例的聚氨酯泡沫材料和外防护涂层与实施例3相同。

表3实施例3-6和对比例1的性能比较

分别检测套管内密封法兰与第一水密带内部的环境的相对湿度和套管外部环境的相对湿度，两者的比例为套管内外部的相对湿度比例。分别检测外防护涂层内侧环境的相对湿度和墙体外侧的环境的相对湿度，两者的比例为墙体内外侧的相对湿度比例。

实施例3-6分别使用了制备例1、2、3、5制备的聚氨酯凝胶泡沫作为水密带和制备例8、9、14、15的水泥基防水涂料作为水泥基防水涂层，对比例1使用制备对比例1制备的聚氨酯凝胶泡沫和制备对比例2的水泥基防水涂料。

由于不同制备例的聚氨酯凝胶泡沫的吸水性和水泥基防水涂料的耐湿热、耐水性的差异，实施例3-6，在3天后套管内外部的相对湿度比例在3-10％之间，墙体内外侧的相对湿度比例在9-15％之间，吸水保水效果较好；180天后上述两个指标分别在8-16％之间和14-29％之间，保持效果较好。而对比例1的上述两个指标均保持在较高水平，吸水保水性和耐湿热性能较差。

Claims (8)

1.一种用于电缆管线穿越墙体的防水方法，能够防止水从墙体外侧渗入墙体内侧，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将所述电缆穿入套管内部，套管内设有密封法兰，所述密封法兰处设有第一水密带，电缆贯穿所述密封法兰和第一水密带，所述第一水密带为遇水能够形成凝胶状的材料；

(2)在墙体上设置第一预留孔，所述套管及内部的电缆穿过第一预留孔，所述墙体的内侧面喷涂水泥基防水涂层；

(3)在所述套管的外部围绕一圈第二水密带，并使第二水密带的外侧面紧贴所述水泥基防水涂层的内侧；

(4)墙体的内侧面方向设置支撑框体，所述支撑框体与墙体之间形成容纳腔，支撑框体上设置对应第一预留孔的第二预留孔，将套管穿过第二预留孔；

(5)在所述支撑框体与墙体之间的容纳腔内浇筑聚氨酯泡沫材料，所述聚氨酯泡沫材料自然流动并涨发固化成型后，形成聚氨酯密封层，所述聚氨酯密封层围绕在第二水密带的周围；

所述第一水密带和第二水密带的材质均为聚氨酯凝胶泡沫，所述聚氨酯凝胶泡沫包括以下重量份的原料：100份聚醚多元醇、50-110份异氰酸酯、1-3份催化剂、3-10份扩链剂、0.5-1份水、1-3份物理发泡剂、5-10份吸水性树脂，所述扩链剂为聚乙烯胺。

2.根据权利要求1所述的防水方法，其特征在于，所述防水方法还包括在所述第一水密带的内侧设置管道密封组料，所述管道密封组料由海绵网和聚氨酯泡沫材料组成。

3.根据权利要求1所述的防水方法，其特征在于，所述步骤(1)的密封法兰设在套管内靠近外侧端口的位置；所述第一水密带设在密封法兰的内侧，并将套管的横断面空间填充完全。

4.根据权利要求1所述的防水方法，其特征在于，所述步骤(3)的支撑框体包括至少三个侧面和一个底面，支撑框体固定在墙体的内侧面上，墙体作为第四个侧面，使得支撑框体的外侧面与墙体的内侧面之间形成一个容纳腔。

5.根据权利要求1所述的防水方法，其特征在于，所述异氰酸酯的用量为60-90份，所述扩链剂的用量为5-10份。

6.根据权利要求1所述的防水方法，其特征在于，所述聚乙烯胺的胺化度为35-60％。

7.根据权利要求1所述的防水方法，其特征在于，所述水泥基防水涂层的材质为水泥基防水涂料，所述防水涂料包括A、B两个组分，所述A组分包括70-100重量份改性丙烯酸树脂乳液，所述B组分包括20-35重量份固化剂，所述改性丙烯酸树脂乳液的原料包括10-15份环氧树脂单体、3-15份含氟乙烯基硅烷单体和20-30份丙烯酸衍生物单体。

8.根据权利要求7所述的防水方法，其特征在于，所述含氟乙烯基硅烷的用量为5-10份，所述B组分中的固化剂为多元胺类固化剂，所述A组分与B组分混合的重量比例为(1-3):1。

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