CN115960575A - 一种涵洞沉降缝用密封材料及其使用方法 - Google Patents
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- Sealing Material Composition (AREA)
Abstract
一种涵洞沉降缝用密封材料，它包括以下重量份的各组分：甲组份：异氰酸酯、聚醚多元醇；乙组份：多元醇、扩链剂、抗老化剂、抗紫外线剂、色浆、碳化硼粉末；丙组份：氢氧化镁晶须、Al2O3‑Y2O3晶须。本发明的优点在于:密度小，粘接强度高，耐久性好，适用基材广泛，环保无污染，优良的耐磨性和优良复原性。
Description
技术领域
本发明涉及涵洞沉降缝技术领域，尤其是涉及一种涵洞沉降缝用密封材料及其使用方法。
背景技术
现有的涵洞沉降缝用密封材料往往存在密度高、粘接强度不够大、耐久性不够好、在潮湿环境下不稳定性差等缺陷。
发明内容
本发明的目的就是针对上述缺陷提供一种涵洞沉降缝用密封材料的使用方法。
一种涵洞沉降缝用密封材料，它包括以下重量份的各组分：
甲组份
异氰酸酯 20-25份
聚醚多元醇 30-35份
乙组份
多元醇 6-8份
扩链剂 5-8份
抗老化剂 1-1.6份
抗紫外线剂 0.8-1.4份
色浆 0.5-0.8份
碳化硼粉末 1.2-1.4份
丙组份
氢氧化镁晶须 1.5-2.2份
Al2O3-Y2O3晶须 2-2.4份。
优选的是，它包括以下重量份的各组分：
甲组份
异氰酸酯 22份
聚醚多元醇 32份
乙组份
多元醇 7份
扩链剂 6份
抗老化剂 1.2份
抗紫外线剂 1.1份
色浆 0.6份
碳化硼粉末 1.3份
丙组份
氢氧化镁晶须 1.8份
Al2O3-Y2O3晶须 2.2份。
其中，Al2O3-Y2O3晶须的制备方法为：
将硝酸铝溶解在蒸馏水中配制成浓度为0.5-2.0mol/L的溶液；在硝酸铝溶液中加入硝酸铝摩尔量2-10倍的尿素，于常温搅拌均匀得到透明澄清的溶胶；然后将配制的溶胶置于反应釜中，于90-120℃条件下保持6-12h，得到氧化铝晶须前驱体的白色沉淀物；再将白色沉淀用蒸馏水洗涤后，于1100-1300℃的条件下焙烧2-12h，即得氧化铝晶须；
将氧化铝晶须加入聚乙烯醇的水溶液中配制成固含量20wt％的悬浮液，将六水硝酸钇的水溶液加入悬浮液中得到混合液，调节混合液的pH至8，氢氧化钇沉积于氧化铝晶须的表面形成沉淀，沉淀过滤清洗后煅烧，得到Al2O3-Y2O3晶须。
煅烧温度为1350-1400℃，煅烧时间2-4h。
调节混合液的pH选用弱碱性物质，可为氨水、碳酸钠或碳酸氢钠。
所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃或聚氧化乙烯或聚氧化丙烯多元醇。
所述异氰酸酯为佛尔酮二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、间甲苯二异氰酸酯中的任意一种。
所述多元醇为季戊四醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇中任意一种或多种的混合物。
一种涵洞沉降缝用密封材料的使用方法，包括以下步骤：
使用时将上述重量份的甲组份的异氰酸酯、聚醚多元醇，与乙组份的多元醇、扩链剂、抗老化剂、抗紫外线剂、色浆、碳化硼粉末，以及丙组份的氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3混合，充分搅拌，将搅拌均匀的混合料通过负压设备进行脱泡，然后嵌入涵洞沉降缝中，4-8h后固化成胶状弹性体，与缝边壁和内壁牢固粘结为一个整体。
本发明的优点在于: 密度小，粘接强度高，耐久性好，适用基材广泛，环保无污染，优良的耐磨性和优良复原性。氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3晶须作为特制的触变剂加入到组分中，起到了很好的协同效用。氢氧化镁晶须尤其适合潮湿环境，在与水接触的过程中会形成强力氢键，有效增强粘接性和复原性。Al2O3-Y2O3晶须的加入也有效增强了密封材料的耐久性和耐磨性。
密度为1.20g/cm3,焦油塑料胶泥胶的密度1.90g/cm3，聚硫密封胶的密度 1.85g/cm3，硅酮密封胶的密度 1.55g/cm3；每 m3三组份高分子柔性密封材料（1.2 吨）比焦油塑料胶泥（1.90 吨）少 700 Kg ，比聚硫密封胶（1.85 吨）少 650kg，比硅酮密封胶（1.55 吨）少350kg ；即 1吨三组份高分子柔性密封材料可完成 1.58 吨焦油塑料胶泥的工作量，可完成 1.54 吨聚硫密封胶的工作量，可完成 1.29 吨硅酮密封胶的工作量。减少了材料用量，从而减少工程造价。
与混凝土的粘结拉伸强度（1.5MPa）是普通聚氨酯密封胶(0.3MPa)的 3 倍以上，是聚硫密封胶和硅酮密封胶(0.2MPa)的 5倍以上，是焦油塑料胶泥(0.02MPa)的 50 倍以上；粘结拉伸断裂伸长率(550%)是普通聚氨酯密封胶(200%)的 2 倍以上，是聚硫密封胶和硅酮密封胶(200%)的 2倍以上，是焦油塑料胶泥(20%)的 25 倍以上。
耐酸碱盐侵蚀（15%硫酸溶液、饱和碱、饱和盐溶液浸泡 28 天，强度保持率＞95%）、耐水浸泡（水中浸泡 500 天，不开裂，不涨散，强度保持率＞99%）、抗渗性能好（100m水头）、耐紫外线老化，耐油性能好，可用于防护、防腐工程。
尤其适合潮湿界面和水中施工：目前国内其他密封胶都无法在潮湿界面和水中与混凝土实现粘结，三组份高分子柔性密封材料可在混凝土潮湿界面和水中与混凝土实现牢固粘结，其最大粘结强度达到0.8MPa,是国家要求的聚硫密封胶干燥界面 0.2MPa 的 4倍，远远满足工程要求。
经国家建筑材料测试中心和农业部食品质量监督检验测试中心检验，其浸泡水质卫生性能符合《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》GB/T17219-1998 和《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006 规定的各项技术指标要求；纯环保，不产生 VOCs 挥发气体。
耐磨性比橡胶制品优越，可以适合于路面、桥面伸缩缝。也可适用于桥墩外表防护。
拉伸弹性恢复率达到 95%，压缩永久变形与橡胶止水带相近，适合于动态接缝。
具体实施方式
以下将对发明的优选实例进行详细描述。所举实例是为了更好地对发明内容进行，并不是发明内容仅限于实例。根据发明内容对实施方案的非本质的改进和调整，仍属于发明范畴。
<实施例1>
一种涵洞沉降缝用密封材料，它包括以下重量份的各组分：
甲组份
异氰酸酯 20份
聚醚多元醇 30份
乙组份
多元醇 6份
扩链剂 5份
抗老化剂 1份
抗紫外线剂 0.8份
色浆 0.5份
碳化硼粉末 1.2份
丙组份
氢氧化镁晶须 1.5份
Al2O3-Y2O3晶须 2份。
其中，Al2O3-Y2O3晶须的制备方法为：
将硝酸铝溶解在蒸馏水中配制成浓度为0.5mol/L的溶液；在硝酸铝溶液中加入硝酸铝摩尔量2倍的尿素，于常温搅拌均匀得到透明澄清的溶胶；然后将配制的溶胶置于反应釜中，于90℃条件下保持6h，得到氧化铝晶须前驱体的白色沉淀物；再将白色沉淀用蒸馏水洗涤后，于1100℃的条件下焙烧2h，即得氧化铝晶须；
将氧化铝晶须加入聚乙烯醇的水溶液中配制成固含量20wt％的悬浮液，将六水硝酸钇的水溶液加入悬浮液中得到混合液，调节混合液的pH至8，氢氧化钇沉积于氧化铝晶须的表面形成沉淀，沉淀过滤清洗后煅烧，得到Al2O3-Y2O3晶须。
煅烧温度为1350℃，煅烧时间2h。
调节混合液的pH选用碳酸氢钠。
所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃。
所述异氰酸酯为佛尔酮二异氰酸酯。
所述多元醇为季戊四醇。
一种涵洞沉降缝用密封材料的使用方法，包括以下步骤：
使用时将上述重量份的甲组份的异氰酸酯、聚醚多元醇，与乙组份的多元醇、扩链剂、抗老化剂、抗紫外线剂、色浆、碳化硼粉末，以及丙组份的氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3混合，充分搅拌，将搅拌均匀的混合料通过负压设备进行脱泡，然后嵌入涵洞沉降缝中，4h后固化成胶状弹性体，与缝边壁和内壁牢固粘结为一个整体。
<实施例2>
一种涵洞沉降缝用密封材料，它包括以下重量份的各组分：
甲组份
异氰酸酯 25份
聚醚多元醇 35份
乙组份
多元醇 8份
扩链剂 8份
抗老化剂 1.6份
抗紫外线剂 1.4份
色浆 0.8份
碳化硼粉末 1.4份
丙组份
氢氧化镁晶须 2.2份
Al2O3-Y2O3晶须 2.4份。
其中，Al2O3-Y2O3晶须的制备方法为：
将硝酸铝溶解在蒸馏水中配制成浓度为2.0mol/L的溶液；在硝酸铝溶液中加入硝酸铝摩尔量10倍的尿素，于常温搅拌均匀得到透明澄清的溶胶；然后将配制的溶胶置于反应釜中，于120℃条件下保持12h，得到氧化铝晶须前驱体的白色沉淀物；再将白色沉淀用蒸馏水洗涤后，于1300℃的条件下焙烧12h，即得氧化铝晶须；
将氧化铝晶须加入聚乙烯醇的水溶液中配制成固含量20wt％的悬浮液，将六水硝酸钇的水溶液加入悬浮液中得到混合液，调节混合液的pH至8，氢氧化钇沉积于氧化铝晶须的表面形成沉淀，沉淀过滤清洗后煅烧，得到Al2O3-Y2O3晶须。
煅烧温度为1400℃，煅烧时间4h。
调节混合液的pH选用碳酸钠。
所述聚醚多元醇为聚氧化乙烯。
所述异氰酸酯为对苯二亚甲基二异氰酸酯。
所述多元醇为乙二醇。
一种涵洞沉降缝用密封材料的使用方法，包括以下步骤：
使用时将上述重量份的甲组份的异氰酸酯、聚醚多元醇，与乙组份的多元醇、扩链剂、抗老化剂、抗紫外线剂、色浆、碳化硼粉末，以及丙组份的氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3混合，充分搅拌，将搅拌均匀的混合料通过负压设备进行脱泡，然后嵌入涵洞沉降缝中，8h后固化成胶状弹性体，与缝边壁和内壁牢固粘结为一个整体。
<实施例3>
一种涵洞沉降缝用密封材料，它包括以下重量份的各组分：
甲组份
异氰酸酯 22份
聚醚多元醇 32份
乙组份
多元醇 7份
扩链剂 6份
抗老化剂 1.2份
抗紫外线剂 1.1份
色浆 0.6份
碳化硼粉末 1.3份
丙组份
氢氧化镁晶须 1.8份
Al2O3-Y2O3晶须 2.2份。
其中，Al2O3-Y2O3晶须的制备方法为：
将硝酸铝溶解在蒸馏水中配制成浓度为1.2mol/L的溶液；在硝酸铝溶液中加入硝酸铝摩尔量5倍的尿素，于常温搅拌均匀得到透明澄清的溶胶；然后将配制的溶胶置于反应釜中，于100℃条件下保持8h，得到氧化铝晶须前驱体的白色沉淀物；再将白色沉淀用蒸馏水洗涤后，于1200℃的条件下焙烧6h，即得氧化铝晶须；
将氧化铝晶须加入聚乙烯醇的水溶液中配制成固含量20wt％的悬浮液，将六水硝酸钇的水溶液加入悬浮液中得到混合液，调节混合液的pH至8，氢氧化钇沉积于氧化铝晶须的表面形成沉淀，沉淀过滤清洗后煅烧，得到Al2O3-Y2O3晶须。
煅烧温度为1350℃，煅烧时间3h。
调节混合液的pH选用氨水。
所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇。
所述异氰酸酯为间甲苯二异氰酸酯。
所述多元醇为1,2-丙二醇。
一种涵洞沉降缝用密封材料的使用方法，包括以下步骤：
使用时将上述重量份的甲组份的异氰酸酯、聚醚多元醇，与乙组份的多元醇、扩链剂、抗老化剂、抗紫外线剂、色浆、碳化硼粉末，以及丙组份的氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3混合，充分搅拌，将搅拌均匀的混合料通过负压设备进行脱泡，然后嵌入涵洞沉降缝中，6h后固化成胶状弹性体，与缝边壁和内壁牢固粘结为一个整体。
<对比例1>
市售的涵洞沉降缝用聚氨酯密封胶。
<对比例2>
市售的涵洞沉降缝用环氧树脂密封胶。
<对比例3>
市售的涵洞沉降缝用聚硫密封胶。
<对比例4>
不含有丙组份的氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3晶须，其余配方相同的密封材料。
<检测实验>
本法所制备的密封材料的综合性能测试。各实施例和对比例对应的检测数据对比，如下表所示：
本发明的密封材料密度小，粘接强度高，耐久性好，适用基材广泛，环保无污染，具有优良的耐磨性和优良复原性。氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3晶须作为特制的触变剂加入到组分中，起到了很好的协同效用。氢氧化镁晶须尤其适合潮湿环境，在与水接触的过程中会形成强力氢键，有效增强粘接性和复原性。Al2O3-Y2O3晶须的加入也有效增强了密封材料的耐久性。
上述实施案例只为说明本发明的技术方案及特点，其目的在于更好的让熟悉该技术的人士予以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，均在本发明保护范围之内，其中未详细说明的为现有技术。
Claims (9)
1.一种涵洞沉降缝用密封材料，其特征在于它包括以下重量份的各组分：
甲组份
异氰酸酯 20-25份
聚醚多元醇 30-35份
乙组份
多元醇 6-8份
扩链剂 5-8份
抗老化剂 1-1.6份
抗紫外线剂 0.8-1.4份
色浆 0.5-0.8份
碳化硼粉末 1.2-1.4份
丙组份
氢氧化镁晶须 1.5-2.2份
Al2O3-Y2O3晶须 2-2.4份。
2.根据权利要求1所述的一种涵洞沉降缝用密封材料，其特征在于它包括以下重量份的各组分：
甲组份
异氰酸酯 22份
聚醚多元醇 32份
乙组份
多元醇 7份
扩链剂 6份
抗老化剂 1.2份
抗紫外线剂 1.1份
色浆 0.6份
碳化硼粉末 1.3份
丙组份
氢氧化镁晶须 1.8份
Al2O3-Y2O3晶须 2.2份。
3.根据权利要求1所述的一种涵洞沉降缝用密封材料，其特征在于Al2O3-Y2O3晶须的制备方法为：
将硝酸铝溶解在蒸馏水中配制成浓度为0.5-2.0mol/L的溶液；在硝酸铝溶液中加入硝酸铝摩尔量2-10倍的尿素，于常温搅拌均匀得到透明澄清的溶胶；然后将配制的溶胶置于反应釜中，于90-120℃条件下保持6-12h，得到氧化铝晶须前驱体的白色沉淀物；再将白色沉淀用蒸馏水洗涤后，于1100-1300℃的条件下焙烧2-12h，即得氧化铝晶须；
将氧化铝晶须加入聚乙烯醇的水溶液中配制成固含量20wt％的悬浮液，将六水硝酸钇的水溶液加入悬浮液中得到混合液，调节混合液的pH至8，氢氧化钇沉积于氧化铝晶须的表面形成沉淀，沉淀过滤清洗后煅烧，得到Al2O3-Y2O3晶须。
4.根据权利要求3所述的一种涵洞沉降缝用密封材料，其特征在于煅烧温度为1350-1400℃，煅烧时间2-4h。
5.根据权利要求3所述的一种涵洞沉降缝用密封材料，其特征在于调节混合液的pH选用弱碱性物质，可为氨水、碳酸钠或碳酸氢钠。
6.根据权利要求1所述的一种涵洞沉降缝用密封材料，其特征在于所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃或聚氧化乙烯或聚氧化丙烯多元醇。
7.根据权利要求1所述的一种涵洞沉降缝用密封材料，其特征在于所述异氰酸酯为佛尔酮二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、间甲苯二异氰酸酯中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种涵洞沉降缝用密封材料，其特征在于所述多元醇为季戊四醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇中任意一种或多种的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种涵洞沉降缝用密封材料的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
使用时将上述重量份的甲组份的异氰酸酯、聚醚多元醇，与乙组份的多元醇、扩链剂、抗老化剂、抗紫外线剂、色浆、碳化硼粉末，以及丙组份的氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3混合，充分搅拌，将搅拌均匀的混合料通过负压设备进行脱泡，然后嵌入涵洞沉降缝中，4-8h后固化成胶状弹性体，与缝边壁和内壁牢固粘结为一个整体。
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