CN115074072B - 一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂及其加工工艺。所述聚氨酯胶粘剂的加工工艺包括以下步骤：步骤1：将聚醚多元醇、聚酯二元醇、2,2‑二羟甲基丁酸加入至反应器中，氮气氛围下，搅拌反应；滴加异氰酸酯，共聚反应，当‑NCO的质量分数为20～26％时，停止反应，脱气，得到聚氨酯预聚物，密封备用；步骤2：将聚酯二元醇、扩链交联剂、催化剂、消泡剂、亚硫酸氢钠搅拌均匀，得到固化混合物；步骤3：将聚氨酯预聚物和固化混合物搅拌均匀，得到聚氨酯胶粘剂。有益效果：在聚氨酯预聚物中引入阴离子内乳化剂2,2‑二羟甲基丁酸；促进阳离子扩链交联剂的分散性，增强交联均匀性。从而得到一种具有高强度、耐水性、耐腐蚀性的聚氨酯胶粘剂。

Description

一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂及其加工工艺
技术领域
本发明涉及管道修复用胶粘剂技术领域，具体为一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂及其加工工艺。
背景技术
随着经济发展，中国城市化水平以超过60％。而在城市化建设中，基础设施的建设和维护管理工作是其中重要内容之一。该项工作中发现由于地下管道建造时间较早，发现较多地下管道出现破裂、管道接口脱开、地下水渗漏等现象；严重的甚至产生道路下沉和坍塌等问题，从而对交通、市政排水产生影响。因此，旧管道的修复技术具有重要意义。
传统的道路开挖修复技术对旧管道进行修复，不仅存在施工工期较长、工序交接多等问题，而且会影响正常交通、施工安全和质量得不到有效保证，同时，施工产生的粉尘会对环境造成污染。而新型的非开挖管道修复技术施工工期短，减少了因道路开挖产生的交通问题、污染问题、工作效率问题，具有较高的环保经济效益和社会效益。
非开挖管道修复技术一般是使用纤维网浸透胶粘剂，然后将其使用牵引机将其迁移至旧管内，与旧管的内壁紧贴粘结，加热固化，在旧管内形成一层内衬新管。现有技术中，长使用环氧树脂胶粘剂作为固化胶粘剂，但是其固化问题较高，同时亲水性差，其与较为潮湿的旧管内壁的其粘结性，使得修复后，强度低、寿命短。而聚氨酯数据粘结强度较高、耐磨性好，是一种良好的修复用胶粘剂。但是现有的聚氨酯胶粘剂中，由于其长时间使用在市政排水的管道中，其耐水性、耐腐蚀性、强度有待于进一步加强。同时，其常温稳定性需要修饰，因为异氰酸酯很容易发生聚合反应，会导致固化前就开始反应，影响固化后的强度。
鉴于上述问题，制备一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂的加工工艺，包括以下步骤：
步骤1：将聚醚多元醇、聚酯二元醇、2,2-二羟甲基丁酸加入至反应器中，氮气氛围下，搅拌反应；滴加异氰酸酯，共聚反应，当-NCO的质量分数为20～26％时，停止反应，脱气，得到聚氨酯预聚物，密封备用；
步骤2：将聚酯二元醇、扩链交联剂、催化剂、消泡剂、亚硫酸氢钠搅拌均匀，得到固化混合物；
步骤3：将聚氨酯预聚物和固化混合物搅拌均匀，得到聚氨酯胶粘剂。
较为优化地，步骤1中，搅拌反应过程中，温度为80～85℃，时间为2～3小时；共聚反应过程中，温度为75～80℃，时间为2～3小时。
较为优化地，步骤1中，所述聚氨酯预聚物的原料包括以下组分：按重量计，聚醚多元醇15～20份、聚酯二元醇12～15份、2,2-二羟甲基丁酸1～2份、异氰酸酯75～80份。
较为优化地，步骤2中，所述固化混合物的原料包括以下组分：按重量计，聚酯二元醇80～85份、扩链交联剂6～12份、催化剂0.5～1份、消泡剂1～1.5份、亚硫酸氢钠2～4份。
较为优化地，所述扩链交联剂的制备方法为：将蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇置于乙酸溶液中，室温搅拌2～2.5小时，过滤冻干，得到改性蒙脱石；将其超声分散在去离子水中，得到5～10wt％的悬浮液；加入硝酸钼，搅拌均匀；使用硝酸溶液调节pH＝5.2～5.8，设置温度为38～42℃搅拌4～5小时，洗涤干燥，得到扩链交联剂。
较为优化地，所述蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇的质量比为1:(0.1～0.15):(0.15～0.2)；所述乙酸溶液的浓度为4～6wt％。
较为优化地，所述硝酸钼的加入量占蒙脱石的35～40％。
较为优化地，所述聚氨酯预聚物和固化混合物的质量比为100:(30～35)。
较为优化地，一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂的加工工艺制备得到的聚氨酯胶粘剂。
较为优化地，制备得到的聚氨酯胶粘剂涂覆在纤维布上，用于非开挖的管道修复。
其中，所述聚酯二醇为聚碳酸酯二元醇、聚(ε-己内酯)二醇、聚己二酸己二醇酯二醇中一种或多种；所述异氰酸酯最优为异氟尔酮二异氰酸酯，包括但不仅限于。聚醚多元醇最优为PPG-1000，包括但不仅限于，分子量范围为1000～3000；所述消泡剂为聚硅油类消泡剂，包括但不仅限于；所述催化剂为有机铋催化剂，包括但不仅限于。
本技术方案中，在聚氨酯预聚物中加入了阴离子内乳化剂2,2-二羟甲基丁酸，增加聚氨酯的耐水性；制备得到了具有阳离子钼、蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇的扩链交联剂，增加交联度，增强力学性能；利用预聚物中阴离子型促进阳离子的扩链交联剂的分散性，增强交联均匀性。从而得到一种具有高强度、耐水性、耐腐蚀性的聚氨酯胶粘剂。
(1)为了增强聚氨酯胶粘剂与旧管道、纤维布的粘结性，使用2,2-二羟甲基丁酸进行改性增强亲水性，增加与具有湿度的旧管道、纤维布的见面作用；同时利用氢键作用，增加交联密度，增强耐水性。同时由于其具有阴离子型可以与具有阳离子的扩链交联剂产生静电，辅助其分散，促进其扩链交联。
(2)方案中，使用蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇、硝酸钼制备了扩链交联剂。先将蒙脱石通过阳离子交换、氢键作用，将瓜尔胶、山梨糖醇插层在蒙脱石片状空间内；然后将阳离子钼吸附在蒙脱石中；以此得到具有阳离子性能的扩链交联剂。
其中，蒙脱石的加入降低了聚氨酯胶粘剂的内聚力，降低了固化后的内聚力，从而增强了胶粘剂在旧管道的附着力；同时其片层结构可以减缓活性氧，氯离子等在固化层中的扩散速率，从而增加了耐腐蚀性。其中，硝酸钼中活性钼离子的负载，一是，可以使得扩链交联剂均匀分散性，同时，固化过程中，释放的活性钼离子会氢氧根离子结合形成配位键，从而增加交联密度，降低了胶粘剂固化后的孔隙，增加了耐水性、耐腐蚀性。其中，瓜尔胶的引入促进了蒙脱石的分散性，降低了结晶度，从而增强了线性聚氨酯的力学性能；由于其嵌入在聚氨酯的框架链中，消耗了亲水基团丰度，增加了耐水性，相较于直接共混，将插层在蒙脱石上，借助阳离子钼的静电作用，相容性更好，同时，其的引入还增加了钼离子的吸附。但是其引入量不宜过多，因为其分子量较大，过多，力学性能会下降。其中，山梨糖醇的分子量小于瓜尔胶，使用其部分替代瓜尔胶，可以抑制力学性能的下降。同时，其加入同样可以促进交联，增加强度，增加钼离子的吸附，促进蒙脱石的分散。此外，山梨糖醇的引入使得聚氨酯胶粘剂具有一定自修复性。因此，蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇、硝酸钼之间存在协同作用。
(3)方案中，使用封闭性固化剂亚硫酸氢钠，协同阴离子乳化剂2,2-二羟甲基丁酸的修饰，从而增加聚氨酯胶粘剂的常温稳定性。
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。
以下实施例中，聚酯二醇为聚碳酸酯二元醇；异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯。聚醚多元醇为PPG-1000；所述消泡剂为聚硅油类消泡剂；催化剂为有机铋催化剂。
实施例1：
步骤1：(1)按照质量比为1:0.12:0.18称取蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇；按照蒙脱石质量的36％称取硝酸钼；将蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇置于浓度为5wt％的乙酸溶液中(蒙脱石和乙酸溶液的比例为1g:10mL)，室温搅拌2.5小时，过滤冻干，得到改性蒙脱石；将其超声分散在去离子水中，得到8wt％的悬浮液；加入硝酸钼，搅拌均匀；使用硝酸溶液调节pH＝5.5，设置温度为40℃搅拌4.5小时，洗涤干燥，得到扩链交联剂。
(2)将18份聚醚多元醇、14份聚酯二元醇、1.5份2,2-二羟甲基丁酸加入至反应器中，氮气氛围下，设置温度为85℃，搅拌反应2.5小时；滴加78份异氰酸酯，设置温度为80℃共聚反应2.5小时，当-NCO的质量分数为24％时，停止反应，脱气，得到聚氨酯预聚物，密封备用；
步骤2：将82份聚酯二元醇、10份扩链交联剂、0.6份催化剂、1.4份消泡剂、3份亚硫酸氢钠在温度为40℃下搅拌15分钟，得到固化混合物；
步骤3：将聚氨酯预聚物和固化混合物按照质量比为100:32搅拌1.5分钟，得到聚氨酯胶粘剂。
实施例2：
步骤1：(1)按照质量比为1:0.2:0.2称取蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇；按照蒙脱石质量的35％称取硝酸钼；将蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇置于浓度为4wt％的乙酸溶液中(蒙脱石和乙酸溶液的比例为1g:10mL)，室温搅拌2小时，过滤冻干，得到改性蒙脱石；将其超声分散在去离子水中，得到5wt％的悬浮液；加入硝酸钼，搅拌均匀；使用硝酸溶液调节pH＝5.2，设置温度为38℃搅拌5小时，洗涤干燥，得到扩链交联剂。
(2)将15份聚醚多元醇、12份聚酯二元醇、1份2,2-二羟甲基丁酸加入至反应器中，氮气氛围下，设置温度为80℃，搅拌反应2小时；滴加75份异氰酸酯，设置温度为75℃共聚反应2小时，当-NCO的质量分数为26％时，停止反应，脱气，得到聚氨酯预聚物，密封备用；
步骤2：将85份聚酯二元醇、12份扩链交联剂、1份催化剂、1.5份消泡剂、4份亚硫酸氢钠在温度为40℃下搅拌15分钟，得到固化混合物；
步骤3：将聚氨酯预聚物和固化混合物按照质量比为100:30搅拌1分钟，得到聚氨酯胶粘剂。
实施例3：
步骤1：(1)按照质量比为1:0.15:0.2称取蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇；按照蒙脱石质量的40％称取硝酸钼；将蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇置于浓度为6wt％的乙酸溶液中(蒙脱石和乙酸溶液的比例为1g:10mL)，室温搅拌2.5小时，过滤冻干，得到改性蒙脱石；将其超声分散在去离子水中，得到10wt％的悬浮液；加入硝酸钼，搅拌均匀；使用硝酸溶液调节pH＝5.8，设置温度为42℃搅拌4小时，洗涤干燥，得到扩链交联剂。
(2)将20份聚醚多元醇、15份聚酯二元醇、2份2,2-二羟甲基丁酸加入至反应器中，氮气氛围下，设置温度为85℃，搅拌反应3小时；滴加80份异氰酸酯，设置温度为80℃共聚反应3小时，当-NCO的质量分数为20％时，停止反应，脱气，得到聚氨酯预聚物，密封备用；
步骤2：将80份聚酯二元醇、6份扩链交联剂、0.5份催化剂、1份消泡剂、2份亚硫酸氢钠在温度为40℃下搅拌15分钟，得到固化混合物；
步骤3：将聚氨酯预聚物和固化混合物按照质量比为100:35搅拌2分钟，得到聚氨酯胶粘剂。
实施例4：
步骤1：(1)按照质量比为1:0.12:0.18称取蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇；按照蒙脱石质量的36％称取硝酸钼；将蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇置于浓度为5wt％的乙酸溶液中(蒙脱石和乙酸溶液的比例为1g:10mL)，室温搅拌2.5小时，过滤冻干，得到改性蒙脱石；将其超声分散在去离子水中，得到8wt％的悬浮液；加入硝酸钼，搅拌均匀；使用硝酸溶液调节pH＝5.5，设置温度为40℃搅拌4.5小时，洗涤干燥，得到扩链交联剂。
(2)将18份聚醚多元醇、14份聚酯二元醇加入至反应器中，氮气氛围下，设置温度为85℃，搅拌反应2.5小时；滴加78份异氰酸酯，设置温度为80℃共聚反应2.5小时，当-NCO的质量分数为24％时，停止反应，脱气，得到聚氨酯预聚物，密封备用；
步骤2：将82份聚酯二元醇、10份扩链交联剂、0.6份催化剂、1.4份消泡剂、3份亚硫酸氢钠在温度为40℃下搅拌15分钟，得到固化混合物；
步骤3：将聚氨酯预聚物和固化混合物按照质量比为100:32搅拌1.5分钟，得到聚氨酯胶粘剂。
实施例5：
步骤1：(1)按照质量比为1:0.13称取蒙脱石、瓜尔胶；按照蒙脱石质量的36％称取硝酸钼；将蒙脱石、瓜尔胶置于浓度为5wt％的乙酸溶液中(蒙脱石和乙酸溶液的比例为1g:10mL)，室温搅拌2.5小时，过滤冻干，得到改性蒙脱石；将其超声分散在去离子水中，得到8wt％的悬浮液；加入硝酸钼，搅拌均匀；使用硝酸溶液调节pH＝5.5，设置温度为40℃搅拌4.5小时，洗涤干燥，得到扩链交联剂。
(2)将18份聚醚多元醇、14份聚酯二元醇、1.5份2,2-二羟甲基丁酸加入至反应器中，氮气氛围下，设置温度为85℃，搅拌反应2.5小时；滴加78份异氰酸酯，设置温度为80℃共聚反应2.5小时，当-NCO的质量分数为24％时，停止反应，脱气，得到聚氨酯预聚物，密封备用；
步骤2：将82份聚酯二元醇、10份扩链交联剂、0.6份催化剂、1.4份消泡剂、3份亚硫酸氢钠在温度为40℃下搅拌15分钟，得到固化混合物；
步骤3：将聚氨酯预聚物和固化混合物按照质量比为100:32搅拌1.5分钟，得到聚氨酯胶粘剂。
实施例6：
步骤1：(1)按照蒙脱石质量的36％称取硝酸钼；将蒙脱石为5wt％的乙酸溶液中(蒙脱石和乙酸溶液的比例为1g:10mL)，室温搅拌2.5小时，过滤冻干，得到改性蒙脱石；将其超声分散在去离子水中，得到8wt％的悬浮液；加入硝酸钼，搅拌均匀；使用硝酸溶液调节pH＝5.5，设置温度为40℃搅拌4.5小时，洗涤干燥，得到扩链交联剂。
(2)将18份聚醚多元醇、14份聚酯二元醇、1.5份2,2-二羟甲基丁酸加入至反应器中，氮气氛围下，设置温度为85℃，搅拌反应2.5小时；滴加78份异氰酸酯，设置温度为80℃共聚反应2.5小时，当-NCO的质量分数为24％时，停止反应，脱气，得到聚氨酯预聚物，密封备用；
步骤2：将82份聚酯二元醇、10份扩链交联剂、0.6份催化剂、1.4份消泡剂、3份亚硫酸氢钠在温度为40℃下搅拌15分钟，得到固化混合物；
步骤3：将聚氨酯预聚物和固化混合物按照质量比为100:32搅拌1.5分钟，得到聚氨酯胶粘剂。
实施例7：使用壳聚糖替代瓜尔胶
步骤1：(1)按照质量比为1:0.12:0.18称取蒙脱石、壳聚糖、山梨糖醇；按照蒙脱石质量的36％称取硝酸钼；将蒙脱石、壳聚糖、山梨糖醇置于浓度为5wt％的乙酸溶液中(蒙脱石和乙酸溶液的比例为1g:10mL)，室温搅拌2.5小时，过滤冻干，得到改性蒙脱石；将其超声分散在去离子水中，得到8wt％的悬浮液；加入硝酸钼，搅拌均匀；使用硝酸溶液调节pH＝5.5，设置温度为40℃搅拌4.5小时，洗涤干燥，得到扩链交联剂。
(2)将18份聚醚多元醇、14份聚酯二元醇、1.5份2,2-二羟甲基丁酸加入至反应器中，氮气氛围下，设置温度为85℃，搅拌反应2.5小时；滴加78份异氰酸酯，设置温度为80℃共聚反应2.5小时，当-NCO的质量分数为24％时，停止反应，脱气，得到聚氨酯预聚物，密封备用；
步骤2：将82份聚酯二元醇、10份扩链交联剂、0.6份催化剂、1.4份消泡剂、3份亚硫酸氢钠在温度为40℃下搅拌15分钟，得到固化混合物；
步骤3：将聚氨酯预聚物和固化混合物按照质量比为100:32搅拌1.5分钟，得到聚氨酯胶粘剂。
实施例8：
步骤1：(1)按照质量比为1:0.12:0.18称取蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇；将蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇置于浓度为5wt％的乙酸溶液中(蒙脱石和乙酸溶液的比例为1g:10mL)，室温搅拌2.5小时，过滤冻干，得到改性蒙脱石；以此作为扩链交联剂。
(2)将18份聚醚多元醇、14份聚酯二元醇、1.5份2,2-二羟甲基丁酸加入至反应器中，氮气氛围下，设置温度为85℃，搅拌反应2.5小时；滴加78份异氰酸酯，设置温度为80℃共聚反应2.5小时，当-NCO的质量分数为24％时，停止反应，脱气，得到聚氨酯预聚物，密封备用；
步骤2：将82份聚酯二元醇、10份扩链交联剂、0.6份催化剂、1.4份消泡剂、3份亚硫酸氢钠在温度为40℃下搅拌15分钟，得到固化混合物；
步骤3：将聚氨酯预聚物和固化混合物按照质量比为100:32搅拌1.5分钟，得到聚氨酯胶粘剂。
实验：将实施例1～8中制备的聚氨酯胶粘剂涂抹在玻璃纤维布上，进行管道施工操作，固化方式为，将热水加压泵有加热管送至内衬，再从反转塔抽回热水锅，构成循环回路。工作压力为0.08～0.1Mpa，管内水温控制在80～85℃，固化时间为6～10小时。将其按照GB50268-2008《给排水管工程施工及验收规范》、GB/T2570-1995《树脂浇筑体弯曲性能试验方法》、GB/T8237-2005《玻璃纤维增强塑料用液体不饱和聚酯树脂》、GB/T9647-2003《热塑性塑料管材环刚度的测定》等规范和标准，进行相关性能测试，盐雾试验，是在5％的氯化钠溶液下，温度为35℃，检测起泡时间。所得数据如下表所示：
实施例 拉伸强度(Mpa) 弯曲弹性模量(Mpa) 盐雾试验起泡时间
实施例1 23.1 541 775h
实施例2 22.9 536 770h
实施例3 23.0 539 775h
实施例4 22.2 520 730h
实施例5 21.9 513 755h
实施例6 18.9 443 665h
实施例7 22.7 532 720h
实施例8 22.5 528 625h
结论：由实施例1～3的数据可知，所制备的聚氨酯胶粘剂具有较好的拉伸强度等力学性能，具有较好的耐腐蚀性。对比实施例4～5的数据可知：实施例4中，未加入2,2-二羟甲基丁酸进行乳化，使得聚氨酯预聚物的亲水性降低，离子性降低，从而使得固化混合物中扩链交联剂的分散性降低，交联度降低，使得力学性能和耐腐蚀性下降。实施例5中，有未使用山梨糖醇部分代替瓜尔胶，使得高分子量的瓜尔胶加入量增加，从而力学性能降低。实施例6中，由于未加入瓜尔胶和山梨糖醇，使得交联度、阳离子钼的吸附量下降；从而严重降低了固化交联过程，使得力学性能、耐腐蚀性严重下降。实施例7中，由于壳聚糖代替瓜尔胶，使得力学性能和耐腐蚀性能略有下降。实施例8中，由于未用硝酸钼浸渍吸附，使得交联性下降；含有蒙脱石的分散性降低、耐水性，耐腐蚀性下降。
应用实施例：某地原有道路管网整修工程总长900m，排水管道采用D800砼管；由于该路段地基土质较差，通车后路面发生了沉降，沉降原因经过地下探测为排水管出现了破损现象；将实施例1中的制备的聚氨酯胶粘剂用于市政旧排水管道改造修复施工，施工周期为5个月；修复后经检测及较长时间通车使用，无发现管道渗漏及路面沉降现象。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：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，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将聚醚多元醇、聚酯二元醇、2,2-二羟甲基丁酸加入至反应器中，氮气氛围下，搅拌反应；滴加异氰酸酯，共聚反应，当-NCO的质量分数为20～26％时，停止反应，脱气，得到聚氨酯预聚物，密封备用；
步骤2：将聚酯二元醇、扩链交联剂、催化剂、消泡剂、亚硫酸氢钠搅拌均匀，得到固化混合物；
步骤3：将聚氨酯预聚物和固化混合物搅拌均匀，得到聚氨酯胶粘剂；
步骤1中，所述聚氨酯预聚物的原料包括以下组分：按重量计，聚醚多元醇15～20份、聚酯二元醇12～15份、2,2-二羟甲基丁酸1～2份、异氰酸酯75～80份；
步骤2中，所述固化混合物的原料包括以下组分：按重量计，聚酯二元醇80～85份、扩链交联剂6～12份、催化剂0.5～1份、消泡剂1～1.5份、亚硫酸氢钠2～4份；
所述扩链交联剂的制备方法为：将蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇置于乙酸溶液中，室温搅拌2～2.5小时，过滤冻干，得到改性蒙脱石；将其超声分散在去离子水中，得到5～10wt％的悬浮液；加入硝酸钼，搅拌均匀；使用硝酸溶液调节pH＝5.2～5.8，设置温度为38～42℃搅拌4～5小时，洗涤干燥，得到扩链交联剂；
所述蒙脱石、瓜尔胶、山梨糖醇的质量比为1:(0.1～0.15):(0.15～0.2)；
所述硝酸钼的加入量占蒙脱石的35～40％；
所述聚氨酯预聚物和固化混合物的质量比为100:(30～35)。
2.根据权利要求1中所述的一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂的加工工艺，其特征在于：步骤1中，搅拌反应过程中，温度为80～85℃，时间为2～3小时；共聚反应过程中，温度为75～80℃，时间为2～3小时。
3.根据权利要求1中所述的一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂的加工工艺，其特征在于：所述乙酸溶液的浓度为4～6wt％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂的加工工艺制备得到的聚氨酯胶粘剂。
5.一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂的应用，将权利要求4中制备得到的聚氨酯胶粘剂涂覆在纤维布上，用于非开挖的管道修复。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1867612A (zh) * 2003-08-13 2006-11-22 亨斯迈先进材料（瑞士）有限公司 不使用异氰酸酯制备的基于聚氨酯或聚氨酯－环氧杂化树脂的纳米复合材料
CN1950477A (zh) * 2004-05-05 2007-04-18 汉高两合股份公司 双组分粘合剂/密封剂
CN102277120A (zh) * 2011-08-03 2011-12-14 天津大学 一种有机蒙脱土改性双组份聚氨酯胶粘剂及其制备方法
CN102876279A (zh) * 2012-09-17 2013-01-16 太原市塑料研究所 一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂及其制备方法
WO2017018320A1 (ja) * 2015-07-24 2017-02-02 出光興産株式会社 ポリウレタン樹脂
CN108395867A (zh) * 2018-03-27 2018-08-14 华南理工大学 一种安全环保高性能水性抗菌胶粘剂及其制备方法
CN111978912A (zh) * 2020-09-08 2020-11-24 京沪高速铁路股份有限公司 一种有机硅改性聚氨酯密封材料及其制备方法
CN112011305A (zh) * 2020-09-07 2020-12-01 上海蒂姆新材料科技有限公司 一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法
CN113150345A (zh) * 2021-05-28 2021-07-23 惠州市纵胜电子材料有限公司 一种高强度耐湿聚氨酯模压板及其制备方法
CN114031738A (zh) * 2021-11-25 2022-02-11 杭州每步材料科技有限公司 一种可反复遇水膨胀聚氨酯灌浆材料及制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1867612A (zh) * 2003-08-13 2006-11-22 亨斯迈先进材料（瑞士）有限公司 不使用异氰酸酯制备的基于聚氨酯或聚氨酯－环氧杂化树脂的纳米复合材料
CN1950477A (zh) * 2004-05-05 2007-04-18 汉高两合股份公司 双组分粘合剂/密封剂
CN102277120A (zh) * 2011-08-03 2011-12-14 天津大学 一种有机蒙脱土改性双组份聚氨酯胶粘剂及其制备方法
CN102876279A (zh) * 2012-09-17 2013-01-16 太原市塑料研究所 一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂及其制备方法
WO2017018320A1 (ja) * 2015-07-24 2017-02-02 出光興産株式会社 ポリウレタン樹脂
CN108395867A (zh) * 2018-03-27 2018-08-14 华南理工大学 一种安全环保高性能水性抗菌胶粘剂及其制备方法
CN112011305A (zh) * 2020-09-07 2020-12-01 上海蒂姆新材料科技有限公司 一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法
CN111978912A (zh) * 2020-09-08 2020-11-24 京沪高速铁路股份有限公司 一种有机硅改性聚氨酯密封材料及其制备方法
CN113150345A (zh) * 2021-05-28 2021-07-23 惠州市纵胜电子材料有限公司 一种高强度耐湿聚氨酯模压板及其制备方法
CN114031738A (zh) * 2021-11-25 2022-02-11 杭州每步材料科技有限公司 一种可反复遇水膨胀聚氨酯灌浆材料及制备方法

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