CN112662363A - 篱笆锚固用聚氨酯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚氨酯材料技术领域，具体涉及一种篱笆锚固用聚氨酯材料及其制备方法。所述的篱笆锚固用聚氨酯材料，由A组分和B组分按质量比1:1组成；A组分以质量百分数计，组成为：聚醚多元醇A65‑85％，聚醚多元醇B10‑30％，助剂0‑5％，泡沫稳定剂1.5‑5.0％，催化剂1.0‑3.0％，水1.2‑1.8％；B组分以质量百分数计，组成为：多异氰酸酯90‑100％，助剂0‑10％。本发明的篱笆锚固用聚氨酯材料，具有较好的渗透性及粘结性，能够渗透到地基里，可快速地将篱笆桩与地基粘结在一起，制品具有较好的粘结力好、强度高，不收缩、不烧芯、耐腐蚀，具有较强的锚固作用；本发明还提供其制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯材料技术领域，具体涉及一种篱笆锚固用聚氨酯材料及其制备方法。
背景技术
篱笆锚固的传统方式多为水泥加固，锚固过程中需要两人及以上人员进行操作，为达到较好的锚固效果，通常用料较多，造成人力物力的耗费。
目前，也有使用树脂材料和聚氨酯材料进行锚固，其中树脂锚固剂是由不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂和其它辅料，按一定比例配制而成的粘稠状锚固粘接材料，由聚酯薄膜分割包装呈药卷状，具有常温固化快，粘接强度高，锚固力可靠和耐久力好等优良性能，但是其流动性和渗透性较差。聚氨酯锚固剂是由两组分料搅拌后发泡、渗透，固化后进行锚固，但是现有的聚氨酯锚固剂组分较为复杂，粘度较大、渗透性不好。
专利CN201711239559.X中公开了一种矿用聚氨酯化学加固料，由以下原料制备而成：多亚甲基多苯基异氰酸酯30-40份、甘油聚醚多元醇10-12份、固化剂3-5份、催化剂2-4份、发泡剂60-80份、稳定剂2-4份、增塑剂1-3份、填料25-35份；其制备的加固材料主要在煤矿开挖中使用，可以实现扩大紧固半径和增加流动性的作用，保证了固化效果显著，粘接性能强。
专利CN201711240833.5中公开了一种矿用阻燃型聚氨酯锚固剂，由以下原料制备而成：过氧化苯甲酰60-80份、聚氨酯预聚体20-30份、石墨烯纳米片5-7份、纳米二氧化硅6-8份、甲基纤维素5-7份、麦饭石粉6-8份、氢氧化铝6-8份、纳米二氧化硅5-7份、纳米金刚石6-8份、改性凹凸棒土3-5份、石绵粉6-8份，环烷酸酮5-7份，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮5-7份、磷酸铝3-5份、硅酸镁2-4份、硅酸钠3-5份、磷酸三苯酯5-7份、去离子水200-300份；其制备的锚固剂主要在煤矿开挖中使用，在实现隔热锚固锚杆功能的同时，还可以实现隔热阻燃效果，且固化效果显著，粘接性能强。
发明内容
本发明的目的是提供一种篱笆锚固用聚氨酯材料，具有较好的渗透性及粘结性，能够渗透到地基里，可快速地将篱笆桩与地基粘结在一起，制品具有较好的粘结力好、强度高，不收缩、不烧芯、耐腐蚀，具有较强的锚固作用；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的篱笆锚固用聚氨酯材料，由A组分和B组分按质量比1:1组成；
A组分以质量百分数计，组成为：
B组分以质量百分数计，组成为：
多异氰酸酯 90-100％
助剂 0-10％。
聚醚多元醇A为官能度为3，分子量为500的聚醚多元醇；优选为聚醚多元醇C305，由山东一诺威新材料有限公司生产。
聚醚多元醇B为官能度为2，分子量为400的聚醚多元醇；优选为聚醚多元醇C204或聚醚多元醇S227，由山东一诺威新材料有限公司生产。
助剂为粘度低，浸润性能好的酯类化合物，优选为邻苯二甲酸二辛酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯中的一种或两种。
聚醚多元醇A对聚氨酯泡沫骨架的强度起到主要作用，其含量越高，聚氨酯泡沫的强度越高，但是其粘度相对较高，用量不宜过多；
聚醚多元醇B作为一种低粘度长链聚醚多元醇，对体系的粘度调节有重要作用，同时对内部反应热的控制起到至关重要的作用，保障泡沫不烧芯；
助剂采用粘度低，浸润性能好的酯类，在体系中通过调整其用量，控制A、B组分的粘度在一个较低且相近的水平，保障双组分充分混合，其良好的浸润性为物料体系在地基的渗透性提供了良好的途径。
泡沫稳定剂为有机硅类型表面活性剂，优选为中山东峻生产的H3565或美国迈图生产的L6950。
催化剂为胺类催化剂，优选为N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、三亚乙基二胺、2-羟基-N,N,N-三甲基-1-丙胺甲酸盐中的一种或多种。
多异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯、碳化二亚胺改性二异氰酸酯、异氰酸酯预聚体中的一种或多种。
本发明所述的篱笆锚固用聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)A组分：在室温下将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、助剂、水混合均匀，再加入泡沫稳定剂、催化剂，搅拌均匀，即得A组分；
(2)B组分：将多异氰酸酯和助剂在室温条件下混合均匀，即得B组分；
(3)使用时，将A组分和B组分按质量比1:1均匀混合发泡，即得篱笆锚固用聚氨酯材料。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
(1)本发明通过控制A组分中聚醚多元醇A和泡沫稳定剂用量改善聚氨酯泡沫的强度，通过控制聚醚多元醇B的用量调整体系粘度及控制体系的反应热量，保障泡沫状态正常；
(2)本发明通过添加粘度低、浸润性能好的酯类作为助剂，微调体系粘度，保障双组分的充分混合，同时提高体系的浸润性能，为物料体系在地基的渗透性提供了良好的途径；
(3)本发明通过对聚醚多元醇、助剂、催化剂等原料的选择，混合液具有较好的渗透性及粘结性，能够渗透到地基里，可快速地将篱笆桩与地基粘结在一起；发泡倍率可调，可保证产品在地基中的填充效果；聚氨酯材料本身又具有较好的抗腐蚀效果，因此本制品具有较好的粘结力好、强度高，不收缩、不烧芯，耐腐蚀，具有较强的锚固作用；
(4)本发明的双组分料隔离置于中间设有隔离阀的密封袋内，使用时只需抽出隔离阀，快速晃动密封袋，使两组分充分混合后，倒入需锚固的篱笆桩处，此过程简单易实施，可单人操作；原料液运输方便、储存稳定性好；原料绿色、无污染，不产生任何有毒气体，对人体无害。
具体实施方式
实施例1
一种篱笆锚固用聚氨酯材料，由以下组分按照以下步骤制得：
(1)制备A组分料100kg：分别称量聚醚多元醇C305(一诺威)74.9kg，聚醚多元醇C204(一诺威)18.7kg，水1.49kg，泡沫稳定剂H3565(中山东峻)1.87kg，催化剂a(三亚乙基二胺)0.23kg，催化剂b(N,N-二甲基卞胺)1.41kg，催化剂c(2-羟基-N,N,N-三甲基-1-丙胺甲酸盐)0.37kg；将称量好的聚醚多元醇C305、聚醚多元醇C204和水装入混合釜内搅拌，然后加入称量好的泡沫稳定剂H3565、催化剂，依次加入反应釜中，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可装桶。
(2)制备B组分料100kg：称量多亚甲基多苯基多异氰酸酯44V20L(Byer)100kg，氮气置换密封包装。
(3)将A、B组分用特定设备分装在中间设有隔离阀的密封袋内，分别为500g，按A:B＝100:100重量配比，拔开隔离阀，手工混合均匀，即得篱笆锚固用聚氨酯材料。
实施例2
一种篱笆锚固用聚氨酯材料，由以下组分按照以下步骤制得：
(1)制备A组分料100kg：分别称量聚醚多元醇C305(一诺威)88.2kg，聚醚多元醇S227(一诺威)4.6kg，水1.48kg，泡沫稳定剂H3565(中山东峻)1.85kg，催化剂a(三亚乙基二胺)0.23kg，催化剂b(N,N-二甲基卞胺)1.39kg，催化剂c(2-羟基-N,N,N-三甲基-1-丙胺甲酸盐)0.37kg；将称量好的聚醚多元醇C305、聚醚多元醇S227和水装入混合釜内搅拌，然后加入称量好的泡沫稳定剂H3565、催化剂，依次加入反应釜中，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可装桶。
(2)制备B组分料100kg：称量多亚甲基多苯基多异氰酸酯M20S(BASFSE)100kg，氮气置换密封包装。
(3)将A、B组分用特定设备分装在中间设有隔离阀的密封袋内，分别为500g，按A:B＝100:100重量配比，拔开隔离阀，手工混合均匀，即得篱笆锚固用聚氨酯材料。
实施例3
一种篱笆锚固用聚氨酯材料，由以下组分按照以下步骤制得：
(1)制备A组分料100kg：分别称量聚醚多元醇C305(一诺威)73.8kg，聚醚多元醇S227(一诺威)18.5kg，水1.31kg，泡沫稳定剂L6950(美国迈图)1.85kg，催化剂b(N,N-二甲基卞胺)1.38kg，催化剂c(2-羟基-N,N,N-三甲基-1-丙胺甲酸盐)0.37kg；将称量好的聚醚多元醇C305、聚醚多元醇S227和水装入混合釜内搅拌，然后加入称量好的泡沫稳定剂H3565、催化剂，依次加入反应釜中，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可装桶。
(2)制备B组分料100kg：称量多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200(烟台万华)100kg，氮气置换密封包装。
(3)将A、B组分用特定设备分装在中间设有隔离阀的密封袋内，分别为500g，按A:B＝100:100重量配比，拔开隔离阀，手工混合均匀，即得篱笆锚固用聚氨酯材料。
实施例4
一种篱笆锚固用聚氨酯材料，由以下组分按照以下步骤制得：
(1)制备A组分料100kg：分别称量聚醚多元醇C305(一诺威)72.1kg，聚醚多元醇C204(一诺威)18.0kg，水1.17kg，泡沫稳定剂H3565(中山东峻)3.60kg，催化剂b(N,N-二甲基卞胺)0.90kg，催化剂c(2-羟基-N,N,N-三甲基-1-丙胺甲酸盐)0.63kg；将称量好的聚醚多元醇C305、聚醚多元醇C204和水装入混合釜内搅拌，然后加入称量好的泡沫稳定剂H3565、催化剂，依次加入反应釜中，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可装桶。
(2)制备B组分料100kg：称量多亚甲基多苯基多异氰酸酯M20S(BASFSE)100kg，氮气置换密封包装。
(3)将A、B组分用特定设备分装在中间设有隔离阀的密封袋内，分别为500g，按A:B＝100:100重量配比，拔开隔离阀，手工混合均匀，即得篱笆锚固用聚氨酯材料。
实施例5
一种篱笆锚固用聚氨酯材料，由以下组分按照以下步骤制得：
(1)制备A组分料100kg：分别称量聚醚多元醇C305(一诺威)69.1kg，聚醚多元醇C204(一诺威)17.3kg，水1.18kg，泡沫稳定剂H3565(中山东峻)1.73kg，催化剂a(三亚乙基二胺)0.22kg，催化剂b(N,N-二甲基卞胺)1.33kg，催化剂c(2-羟基-N,N,N-三甲基-1-丙胺甲酸盐)0.35kg，助剂(2,2,4-三甲基-1，3-戊二醇双异丁酸酯)4.32kg；将称量好的聚醚多元醇C305、聚醚多元醇从C204、助剂和水装入混合釜内搅拌，然后加入称量好的泡沫稳定剂H3565、催化剂，依次加入反应釜中，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可装桶。
(2)制备B组分料100kg：称量多亚甲基多苯基多异氰酸酯M20S(BASFSE)95kg，助剂(2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯)5kg，在常温下搅拌均匀，氮气置换密封包装。
(3)将A、B组分用特定设备分装在中间设有隔离阀的密封袋内，分别为500g，按A:B＝100:100重量配比，拔开隔离阀，手工混合均匀，即得篱笆锚固用聚氨酯材料。
对比例1
本对比例采用聚醚多元醇INOVOL R4110(一诺威)替换聚醚多元醇C305(一诺威)，制备方法如下：
(1)制备A组分料100kg：分别称量聚醚多元醇INOVOLR4110(一诺威)74.9kg，聚醚多元醇C204(一诺威)18.7kg，水1.49kg，泡沫稳定剂H3565(中山东峻)1.87kg，催化剂a(三亚乙基二胺)0.23kg，催化剂b(N,N-二甲基卞胺)1.41kg，催化剂c(2-羟基-N,N,N-三甲基-1-丙胺甲酸盐)0.37kg；将称量好的聚醚多元醇C305、聚醚多元醇C204和水装入混合釜内搅拌，然后加入称量好的泡沫稳定剂H3565、催化剂，依次加入反应釜中，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可装桶。
(2)制备B组分料100kg：称量多亚甲基多苯基多异氰酸酯44V20L(Byer)100kg，氮气置换密封包装。
(3)将A、B组分用特定设备分装在中间设有隔离阀的密封袋内，分别为500g，按A:B＝100:100重量配比，拔开隔离阀，手工混合均匀，即得篱笆锚固用聚氨酯材料。
对比例2
本对比例采用聚醚多元醇INOVOL R403(一诺威)替换聚醚多元醇C204(一诺威)，制备方法如下：
(1)制备A组分料100kg：分别称量聚醚多元醇C305(一诺威)88.2kg，聚醚多元醇INOVOL R403(一诺威)4.6kg，水1.48kg，泡沫稳定剂H3565(中山东峻)1.85kg，催化剂a(三亚乙基二胺)0.23kg，催化剂b(N,N-二甲基卞胺)1.39kg，催化剂c(2-羟基-N,N,N-三甲基-1-丙胺甲酸盐)0.37kg；将称量好的聚醚多元醇C305、聚醚多元醇S227和水装入混合釜内搅拌，然后加入称量好的泡沫稳定剂H3565、催化剂，依次加入反应釜中，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可装桶。
(2)制备B组分料100kg：称量多亚甲基多苯基多异氰酸酯M20S(BASFSE)100kg，氮气置换密封包装。
(3)将A、B组分用特定设备分装在中间设有隔离阀的密封袋内，分别为500g，按A:B＝100:100重量配比，拔开隔离阀，手工混合均匀，即得篱笆锚固用聚氨酯材料。
将实施例1-5，对比例1-2制备的篱笆锚固用聚氨酯材料进行性能检测，检测结果如表1所示。
表1实施例1-5，对比例1-2制备的篱笆锚固用聚氨酯材料性能检测数据
由表1可以看出：从实施例1、2可看出，在同等条件下，增加聚醚多元醇A的用量可以提高泡沫的强度，但体系粘度会增大，为保证使用过程中双组分的混合程度以及泡沫强度，需平衡聚醚多元醇A的用量。从实施例1-5可看出，主体聚醚接近时，密度是影响泡沫强度和硬度的主要关键因素，通过调控密度来控制泡沫强度和硬度，反应活性根据操作时间来自行调控。对比例1、2与实施例1-5可知，换用高官能度、高粘度聚醚，液体料反应活性增高，但发泡体硬度、压缩强度以及关键指标粘结力会变弱，这是由于此产品在使用过程中手工混合效果受阻，因此泡孔相对较粗，进而影响发泡体性能。从实施例1、5可看出，B组分中聚合MDI的含量会影响泡沫密度、强度以及硬度，相同条件下，B组分中聚合MDI的含量越高，泡沫密度会相对低些，但硬度、强度会高；助剂能够有效地改善体系的粘度，提高双组分的浸润效果，更有利于双组分混合液在地基中的填充效果。
Claims (9)
1.一种篱笆锚固用聚氨酯材料，其特征在于：由A组分和B组分按质量比1:1组成；
A组分以质量百分数计，组成为：
B组分以质量百分数计，组成为：
多异氰酸酯 90-100％
助剂 0-10％；
聚醚多元醇A为官能度为3，分子量为500的聚醚多元醇；
聚醚多元醇B为官能度为2，分子量为400的聚醚多元醇；
助剂为酯类化合物。
2.根据权利要求1所述的篱笆锚固用聚氨酯材料，其特征在于：聚醚多元醇A为聚醚多元醇C305。
3.根据权利要求1所述的篱笆锚固用聚氨酯材料，其特征在于：聚醚多元醇B为聚醚多元醇C204或聚醚多元醇S227。
4.根据权利要求1所述的篱笆锚固用聚氨酯材料，其特征在于：助剂为邻苯二甲酸二辛酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的篱笆锚固用聚氨酯材料，其特征在于：泡沫稳定剂为有机硅类型表面活性剂。
6.根据权利要求1所述的篱笆锚固用聚氨酯材料，其特征在于：催化剂为胺类催化剂。
7.根据权利要求6所述的篱笆锚固用聚氨酯材料，其特征在于：催化剂为N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、三亚乙基二胺、2-羟基-N,N,N-三甲基-1-丙胺甲酸盐中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的篱笆锚固用聚氨酯材料，其特征在于：多异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯、碳化二亚胺改性二异氰酸酯、异氰酸酯预聚体中的一种或多种。
9.一种权利要求1-8任一项所述的篱笆锚固用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)A组分：将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、助剂、水投入混合均匀，再加入泡沫稳定剂、催化剂，搅拌均匀，即得A组分；
(2)B组分：将多异氰酸酯和助剂在室温条件下混合均匀，即得B组分；
(3)使用时，将A组分和B组分按质量比1:1均匀混合发泡，即得篱笆锚固用聚氨酯材料。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210416 |
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