CN116426202B - 一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料及应用和其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料及应用和其施工方法，一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为0.8‑1.2的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇90‑100份、聚酯多元醇90‑100份，扩链剂5‑10份、催化剂1‑4份、阻燃剂10‑20份、水0.5‑3份、表面活性剂1‑3份；B组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；所述阻燃剂为质量比10:1‑2.5的阻燃剂A和阻燃剂B；本发明喷涂聚氨酯保温材料用于构建寒区隧道结构，阻燃、保温效果好，隧道结构施工方法使得层层紧密贴合，最大限度阻止空气和水的进入，降低了渗透水冻胀力的侵害。

Description

一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料及应用和其施工方法
技术领域
本发明涉及一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料及应用和其施工方法，属于聚氨酯材料技术领域。
背景技术
随着我国铁路交通事业的飞速发展，许多寒区铁路隧道工程大规模兴建起来，寒区隧道工程要面临的技术问题很多很复杂，主要问题是隧道结构的抗防冻能力。现役的寒区铁路隧道许多已经出现二衬冻害问题，导致隧道内结冰严重，行车前需人为去敲碎冰块，浪费人力物力，严重影响隧道运营安全。针对此，现有技术通常在隧道二衬内表面铺设硬质聚氨酯泡沫保温层以及防火板，或者离壁式衬砌防冻保温结构。
但是聚氨酯存在诸多问题：在隧道中使用的喷涂聚氨酯材料是可燃材料，如果不阻燃极易引起火灾；现有技术使用的硬质聚氨酯保温层，在施工过程中会出现两板材之间搭接缝隙较大，越往拱顶方向缝隙越大的问题，使保温效果大幅降低，并且施工效率低；衬砌过程中会挤压保温层内的空气，会造成漏气现象，严重影响保温效果；聚氨酯在低温环境下的发泡与粘结问题。
鉴于此，需要发明一种能够提升喷涂聚氨酯性能的方法，以适用于寒区隧道需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料及应用和其施工方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
技术主题一
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为0.8-1.2的A料和B料组成；
按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 90-100份、聚酯多元醇 90-100份，扩链剂5-10份、催化剂 1-4份、阻燃剂10-20份、水 0.5-3份、表面活性剂 1-3 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述阻燃剂为质量比10:1-2.5的阻燃剂A和阻燃剂B；
所述阻燃剂A的分子结构为
；
所述阻燃剂B的制备方法包括如下步骤：
将质量比为5-6：1.8-2.5：1.5-2：0.1-0.15的DOPO、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷和三乙胺混合，作为原料，备用；
将原料放于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应釜压力为15-16.5MPa，调节反应釜温度为40-48℃，反应4-7h，得到硅烷和DOPO的接枝产物；
将质量比为1.5-2.2：1的TiO2和上述硅烷和DOPO的接枝产物混合，置于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应体系的温度为45-55℃，反应体系的压强为17-19MPa，反应3-5h，将反应产物用无水乙醇洗涤；然后干燥，得到阻燃剂B。
所述阻燃剂B的制备方法包括如下步骤：
将5.8g DOPO、2.1g的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1.6g 乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷混合，然后加入0.12g三乙胺，作为原料，备用；
将原料放于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应釜压力为16MPa，调节反应釜温度为45℃，反应6h，得到硅烷和DOPO的接枝产物；
将10gTiO2和5g上述所得的硅烷和DOPO的接枝产物混合，置于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应体系的温度为50℃，反应体系的压强为18MPa，反应4h，将反应产物用无水乙醇洗涤；然后干燥，得到阻燃剂B。
所得阻燃剂B的表面功能分子的接枝率为70%。
在本发明的一些实施方案中，所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:0.8-1.2的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚醚多元醇a是以蔗糖和山梨醇作为起始剂制备得到的，官能度2-4，粘度2500-3000，羟值为310-360；
聚醚多元醇b是以苯酚为起始剂，经过曼尼希反应制备得到的，官能度为4-5，粘度1500-2000，羟值为270-300；
聚醚多元醇c是以蔗糖和二甘醇作为起始剂制备得到的，官能度2-4，粘度2500-3000，羟值为310-360；
在本发明的一些实施方案中，所述聚酯多元醇包括质量比为1:0.9-1.3的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇选自一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、1,4-丁二醇中的一种或多种；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述的聚酯多元醇b是二氧化碳基多元醇，其粘度为2000-3000mPa.s，羟值为300-400，官能度为2。
在本发明的一些实施方案中，所述表面活性剂为质量比1:0.5-0.8的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
在本发明的一些实施方案中，所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇。
在本发明的一些实施方案中，所述催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、三乙醇胺、氯化铑、氯化锶中的一种或多种。
技术主题二
本发明提供了上述寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料的应用，用于构建隧道结构；
所述隧道结构由外到内依次是由隧道岩壁、初支喷射混凝土层、土工布层、自粘式防水板层、喷涂聚氨酯泡沫层以及二次衬砌混凝土层组成。
在本发明的一些实施方案中，所述隧道结构中初支喷射混凝土层厚度为100-280毫米；自粘式防水板层厚度为1-1.5毫米；喷涂聚氨酯泡沫层厚度为50-70毫米；二次衬砌混凝土层厚度为400-600毫米。
技术主题三
本发明还提供了一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料为保温层的隧道结构的施工方法，包括如下步骤：
在隧道岩壁上设格栅钢架，喷射混凝土，使格栅钢架埋设在喷射混凝土内，格栅钢架与混凝土形成整体，形成初支喷射混凝土层；
将土工布通过钢钉以穿接方式固定于初支喷射混凝土层，形成土工布层；相邻的两个钢钉距离为45-55cm；相邻土工布层之间搭接宽度为100-120mm，搭接处通过热风枪高温热熔粘接；
将自粘式防水板粘在土工布表面；自粘式防水板层通过若干条自粘带与土工布层粘接，并通过膨胀螺钉固定粘结处，相邻的两块自粘式防水板层之间搭接；搭接处采用双道焊缝热熔焊接；
在自粘式防水板表面喷涂寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，形成喷涂聚氨酯泡沫层；
在喷涂聚氨酯泡沫层表面进行衬砌混凝土浇筑，形成二次衬砌混凝土层。
在本发明的一些实施方案中，所述寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料的喷涂方法包括如下步骤：施工现场温度温度高于-10℃时施工；起泡时间在1-2s左右，固化25-40s；喷涂前2层时，每层喷涂厚度5-10mm，第2层后，每层喷20-30mm；喷涂速度为1-2kg/min；喷枪移动速度0.5m/s；第一层和第二层喷涂结束后分别在聚氨酯泡沫表面喷涂一层聚氨酯防水涂料。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明所提供寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，以多种聚醚多元醇、聚酯多元醇等复合形成组合聚醚，可使混合体系具有良好流动性，A料、B料与其它助剂的互溶性好，泡沫尺寸稳定性优良，A料中采用阻燃剂A和阻燃剂B搭配，协同增效提高了喷涂聚氨酯的阻燃性能，还提高了聚氨酯的保温性能。
本发明所提供寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，经验证，喷涂聚氨酯保温材料密度≥45 kg/m3，泡孔孔径10um-50um，闭孔率可达99.9%，阻燃等级为B1级，产烟等级S1，烟气毒性等级t0，导热系数0.020-0.022W/(m.K）。
本发明提供的寒区隧道结构施工方法，不仅使得该结构的层层设置合理排布，并利用土工布层、自粘式防水板层和喷涂聚氨酯泡沫层的防水保温性能技术特点，使得层层紧密贴合，最大限度阻止空气和水的进入，降低了渗透水冻胀力的侵害，整体结构表面不会产生鼓包现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例3阻燃剂B的热失重分析图；
图2是本发明应用例1寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料为保温层的隧道结构的结构示意图；
图3是图2中寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料为保温层的隧道结构局部A的结构示意图；
图4是局部A中初支喷射混凝土层内埋设格栅钢架的结构示意图；
图5是局部A中土工布层通过钢钉固定于初支喷射混凝土层的结构示意图；
图6是局部A中自粘式防水板层与土工布层连接的结构示意图；
图7为对比例1隧道结构示意图；
其中：1是隧道岩壁，2是初支喷射混凝土层，3是土工布层，4是自粘式防水板层，5是喷涂聚氨酯泡沫层，6是二次衬砌混凝土层，7是格栅钢架,8是钢钉，9是自粘带，10是膨胀螺钉。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
下述实施例和对比例中：
聚醚多元醇a是以蔗糖和山梨醇作为起始剂制备得到的，官能度2-4，粘度2500-3000，羟值为310-360，购买自山东蓝星东大有限公司。
聚醚多元醇b是以苯酚为起始剂，经过曼尼希反应制备得到的，官能度为4-5，粘度1500-2000，羟值为270-300，购买自山东蓝星东大有限公司。
聚醚多元醇c是以蔗糖和二甘醇作为起始剂制备得到的，官能度2-4，粘度2500-3000，羟值为310-360，购买自山东蓝星东大有限公司。
聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述二元酸为苯二甲酸酐；购买自张家港南光化工有限公司。
聚酯多元醇b是二氧化碳基多元醇，其粘度为2000-3000mPa.s，羟值为300-400，官能度为2，购买自中国科学院长春应用化学研究所。
AK 8806 有机硅表面活性剂购买自江苏美思德化学股份有限公司。
AK 8810有机硅表面活性剂购买自江苏美思德化学股份有限公司。
初支喷射混凝土的配合比如下：
二次衬砌混凝土的配合比如下：
阻燃剂A购买自北京市建筑工程研究院有限责任公司。
实施例1
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1.2的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 90份、聚酯多元醇 100份，扩链剂5份、催化剂 4份、阻燃剂10份、水 3份、表面活性剂 1份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1.2的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:0.9的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇的混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为质量比1:1:1的辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺的混合物；
所述阻燃剂为质量比10:1的阻燃剂A和阻燃剂B；
所述阻燃剂B的制备方法包括如下步骤：将5.0g DOPO、2.5g的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1.5g 乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷置于培养皿中，混合，然后向培养皿中加入0.15g三乙胺，作为原料，备用；
将装好原料的培养皿放于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应釜压力为15MPa，调节反应釜温度为48℃，反应4h，得到硅烷和DOPO的接枝产物；
将7.5gTiO2和5g上述所得的硅烷和DOPO的接枝产物放在培养皿中，混合，置于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应体系的温度为55℃，反应体系的压强为17MPa，反应5h，将反应产物取出置于滤饼上，用无水乙醇洗涤3次；然后在通风橱中风干后，风干后转移至90℃真空烘箱干燥24h，得到阻燃剂B。
所述表面活性剂为质量比1:0.8的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
实施例2
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为0.8的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 100份、聚酯多元醇 90份，扩链剂10份、催化剂 1份、阻燃剂20份、水 0.5份、表面活性剂3 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:0.8的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1.3的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为季戊四醇；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为质量比1:1的三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡的混合物；
所述阻燃剂为质量比10:1的阻燃剂A和阻燃剂B；
所述阻燃剂B的制备方法包括如下步骤：将6.0g DOPO、1.8g的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1.5g 乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷置于培养皿中，混合，然后向培养皿中加入0.10g三乙胺，作为原料，备用；
将装好原料的培养皿放于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应釜压力为16.5MPa，调节反应釜温度为40℃，反应7h，得到硅烷和DOPO的接枝产物；
将11gTiO2和5g上述所得的硅烷和DOPO的接枝产物放在培养皿中，混合，置于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应体系的温度为45℃，反应体系的压强为19MPa，反应3h，将反应产物取出置于滤饼上，用无水乙醇洗涤3次；然后在通风橱中风干后，风干后转移至90℃真空烘箱干燥24h，得到阻燃剂B。
所述表面活性剂为质量比1:0.8的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
实施例3
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 95份、聚酯多元醇 95份，扩链剂8份、催化剂 3份、阻燃剂15份、水 2份、表面活性剂2 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为质量比1:1的氯化铑、氯化锶混合物；
所述阻燃剂为质量比10:1.5的阻燃剂A和阻燃剂B；
阻燃剂B的制备方法包括如下步骤：
将5.8g DOPO、2.1g的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1.6g 乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷置于培养皿中，混合，然后向培养皿中加入0.12g三乙胺，作为原料，备用；
将装好原料的培养皿放于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应釜压力为16MPa，调节反应釜温度为45℃，反应6h，得到硅烷和DOPO的接枝产物；
将10gTiO2和5g上述所得的硅烷和DOPO的接枝产物放在培养皿中，混合，置于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应体系的温度为50℃，反应体系的压强为18MPa，反应4h，将反应产物取出置于滤饼上，用无水乙醇洗涤3次；然后在通风橱中风干后，风干后转移至90℃真空烘箱干燥24h，得到阻燃剂B。所得阻燃剂B的表面功能分子的接枝率为70%，如图1是阻燃剂B 的热失重分析图；
所述表面活性剂为质量比1:0.6的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
实施例4
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 95份、聚酯多元醇 95份，扩链剂8份、催化剂 3份、阻燃剂15份、水 2份、表面活性剂2 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为氯化铑；
所述阻燃剂为质量比10:1.5的阻燃剂A和阻燃剂B；
阻燃剂B的制备方法包括如下步骤：
将5.8g DOPO、2.1g的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1.6g 乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷置于培养皿中，混合，然后向培养皿中加入0.12g三乙胺，作为原料，备用；
将装好原料的培养皿放于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应釜压力为16MPa，调节反应釜温度为45℃，反应6h，得到硅烷和DOPO的接枝产物；
将10gTiO2和5g上述所得的硅烷和DOPO的接枝产物放在培养皿中，混合，置于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应体系的温度为50℃，反应体系的压强为18MPa，反应4h，将反应产物取出置于滤饼上，用无水乙醇洗涤3次；然后在通风橱中风干后，风干后转移至90℃真空烘箱干燥24h，得到阻燃剂B。所得阻燃剂B的表面功能分子的接枝率为70%；
所述表面活性剂为质量比1:0.6的AK8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
实施例5
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 95份、聚酯多元醇 95份，扩链剂8份、催化剂 3份、阻燃剂15份、水 2份、表面活性剂2 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为氯化锶；
所述阻燃剂为质量比10:1.5的阻燃剂A和阻燃剂B；
阻燃剂B的制备方法包括如下步骤：
将5.8g DOPO、2.1g的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1.6g 乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷置于培养皿中，混合，然后向培养皿中加入0.12g三乙胺，作为原料，备用；
将装好原料的培养皿放于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应釜压力为16MPa，调节反应釜温度为45℃，反应6h，得到硅烷和DOPO的接枝产物；
将10gTiO2和5g上述所得的硅烷和DOPO的接枝产物放在培养皿中，混合，置于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应体系的温度为50℃，反应体系的压强为18MPa，反应4h，将反应产物取出置于滤饼上，用无水乙醇洗涤3次；然后在通风橱中风干后，风干后转移至90℃真空烘箱干燥24h，得到阻燃剂B。所得阻燃剂B的表面功能分子的接枝率为70%；
所述表面活性剂为质量比1:0.6的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
对比例1
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 95份、聚酯多元醇 95份，扩链剂8份、催化剂 3份、阻燃剂15份、水 2份、表面活性剂2 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为质量比1:1的氯化铑、氯化锶混合物；
所述阻燃剂为阻燃剂A；
所述表面活性剂为质量比1:0.6的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
对比例2
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 95份、聚酯多元醇 95份，扩链剂8份、催化剂 3份、阻燃剂15份、水 2份、表面活性剂2 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为质量比1:1的氯化铑、氯化锶混合物；
所述阻燃剂为实施例3中所用的阻燃剂B；
所述表面活性剂为质量比1:0.6的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
对比例3
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 95份、聚酯多元醇 95份，扩链剂8份、催化剂 3份、水 2份、表面活性剂2 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为质量比1:1的氯化铑、氯化锶混合物；
所述表面活性剂为质量比1:0.6的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
对比例4
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 95份、聚酯多元醇 95份，扩链剂8份、催化剂 3份、阻燃剂15份、水 2份、表面活性剂2 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为质量比1:1的氯化铑、氯化锶混合物；
所述阻燃剂为质量比10:0.9的阻燃剂A和阻燃剂B；所述阻燃剂B为实施例3中所用的阻燃剂B；
所述表面活性剂为质量比1:0.6的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
对比例5
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 95份、聚酯多元醇 95份，扩链剂8份、催化剂 3份、阻燃剂15份、水 2份、表面活性剂2 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为质量比1:1的氯化铑、氯化锶混合物；
所述阻燃剂为质量比10:2.6的阻燃剂A和阻燃剂B；所述阻燃剂B为实施例3中所用的阻燃剂B；
所述表面活性剂为质量比1:0.6的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
对比例6
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 95份、聚酯多元醇 95份，扩链剂8份、催化剂 3份、阻燃剂15份、水 2份、表面活性剂2 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为质量比1:1的氯化铑、氯化锶混合物；
所述阻燃剂为质量比10:1.5的阻燃剂A和阻燃剂B；所述阻燃剂A的制备方法如下：
1) 将均苯四甲酸酐 218g(1mol)、二乙二醇 212g(2mol) 和氟钛酸钾 (0.43g)依次加入四口烧瓶中，缓慢升温至 120 ～ 140℃。待产物酸值≤ 1.5mg KOH/g 时停止反应 ；冷却至 90℃以下压滤出料，即得均苯四甲酸类聚酯多元醇。
2) 将上述均苯四甲酸聚酯多元醇 (120g) 和三氯氧磷 (120g) 加入反应瓶中，反应在 70℃进行 3h，最后升温至 100℃保温 4h，冷却、过滤、洗涤烘干后得到均苯四甲酸阻燃聚酯多元醇 ；
将 400g 均苯四甲酸聚酯多元醇和 0.04g 二甲胺加入聚醚反应釜中，减压，逐步向釜中投入环氧丙烷 400g，缓慢升温至 120℃釜内压力在 0.2MPa，在此温度和压力下，反应 3h，然后抽真空，待温度降至 90℃以下压滤出料，即可得到阻燃剂A。
所述表面活性剂为质量比1:0.6的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
对比例7
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 95份、聚酯多元醇 95份，扩链剂8份、催化剂 3份、阻燃剂15份、水 2份、表面活性剂2 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为质量比1:1的氯化铑、氯化锶混合物；
所述阻燃剂为质量比10:1.5的阻燃剂A和阻燃剂B；
阻燃剂B的制备方法包括如下步骤：
将5.8g DOPO、3.7g 乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷置于培养皿中，混合，然后向培养皿中加入0.12g三乙胺，作为原料，备用；
将装好原料的培养皿放于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应釜压力为16MPa，调节反应釜温度为45℃，反应6h，得到硅烷和DOPO的接枝产物；
将10gTiO2和5g上述所得的硅烷和DOPO的接枝产物放在培养皿中，混合，置于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应体系的温度为50℃，反应体系的压强为18MPa，反应4h，将反应产物取出置于滤饼上，用无水乙醇洗涤3次；然后在通风橱中风干后，风干后转移至90℃真空烘箱干燥24h，得到阻燃剂B；
所述表面活性剂为质量比1:0.6的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
对比例8
一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，原料由质量比为1：1的A料和B料组成；按质量份数计，所述A料包括聚醚多元醇 95份、聚酯多元醇 95份，扩链剂8份、催化剂 3份、阻燃剂15份、水 2份、表面活性剂2 份；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述聚醚多元醇包括质量比为1:1:1的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚酯多元醇包括质量比为1:1的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇为质量比1:1的一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷混合物；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇；
所述催化剂为质量比1:1的氯化铑、氯化锶混合物；
所述阻燃剂为质量比10:1.5的阻燃剂A和阻燃剂B；
阻燃剂B的制备方法包括如下步骤：
将5.8g DOPO、3.7g的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷置于培养皿中，混合，然后向培养皿中加入0.12g三乙胺，作为原料，备用；
将装好原料的培养皿放于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应釜压力为16MPa，调节反应釜温度为45℃，反应6h，得到硅烷和DOPO的接枝产物；
将10gTiO2和5g上述所得的硅烷和DOPO的接枝产物放在培养皿中，混合，置于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应体系的温度为50℃，反应体系的压强为18MPa，反应4h，将反应产物取出置于滤饼上，用无水乙醇洗涤3次；然后在通风橱中风干后，风干后转移至90℃真空烘箱干燥24h，得到阻燃剂B；
所述表面活性剂为质量比1:0.6的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
使用双组分高压喷涂发泡机进行发泡，A料、B料温度控制在25±5℃，高压发泡机管道温度设置为40℃，A料、B料从高压枪头雾化反应喷出成型制得喷涂聚氨酯泡沫。
性能测试
将实施例1-5、对比例1-8的寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料进行性能检测试验，性能测试依据如下：
依据GB/T6343-2009测试密度；
依据GB/T8813-2008测试抗压强度；
依据GB/T2406.2-2009测试氧指数；
依据GB/T 10799-1989测试闭孔率；
依据GB/T8811-2008测试尺寸稳定性；
依据GB/T10294-2008测试导热系数；
泡孔孔径um、阻燃等级、产烟等级、烟气毒性等级按照GB 8624-2012标准测试。
结果如下表1-2：
表1
表2
应用例1
如图2所示，一种寒区隧道用喷涂聚氨酯为保温层的隧道结构，由外到内依次是由隧道岩壁、初支喷射混凝土层、土工布层、自粘式防水板层、喷涂聚氨酯泡沫层以及二次衬砌混凝土层组成；其中初支喷射混凝土层厚度为100-280毫米；自粘式防水板层厚度为1-1.5毫米；喷涂聚氨酯泡沫层厚度为50-70毫米；二次衬砌混凝土层厚度为400-600毫米。
上述寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料为保温层的隧道结构施工方法包括如下步骤：
在隧道岩壁上设格栅钢架，喷射混凝土，使格栅钢架埋设在喷射混凝土内，格栅钢架与混凝土形成整体，形成初支喷射混凝土层；
将土工布通过钢钉以穿接方式固定于初支喷射混凝土层，形成土工布层；相邻的两个钢钉距离为45-55cm；相邻土工布层之间搭接宽度为100-120mm，搭接处通过热风枪高温热熔粘接；
采用专用铺挂台车沿隧道外轮廓铺设防水板，将自粘式防水板粘在土工布表面；自粘式防水板层通过若干条自粘带与土工布层粘接，并通过膨胀螺钉固定粘结处，相邻的两块自粘式防水板层之间通过双焊缝焊接方式进行连接，相邻自粘式防水板层之间搭接宽度为100-120mm；搭接处采用双道焊缝热熔焊接；其中防水板铺设要自下而上进行，用电热塑料焊枪与热熔垫片焊接；防水板采用自爬式热合焊机焊接，铺设完成后应对焊缝、焊点进行检测，检测焊缝抗渗性能是否达到要求，观察有无焊焦损伤等现象，并进行修补；
在自粘式防水板表面喷涂寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，形成喷涂聚氨酯泡沫层；寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料的喷涂方法包括如下步骤：施工现场温度温度高于-10℃时施工；起泡时间在1-2s左右，固化25-40s；喷涂前2层时，每层喷涂厚度5-10mm，第2层后，每层喷20-30mm；喷涂速度为1-2kg/min；喷枪移动速度0.5m/s；第一层和第二层喷涂结束后分别在聚氨酯泡沫表面喷涂一层聚氨酯防水涂料。如果不加聚氨酯防水涂料，结构的预期服役寿命为100年，加了防水涂料结构的预期服役寿命120年。
在喷涂聚氨酯泡沫层表面进行衬砌混凝土浇筑，形成二次衬砌混凝土层。
如图3，初支喷射混凝土层全面覆盖隧道岩壁，喷射厚度100-280毫米，如图4，初支喷射混凝土层内埋设格栅钢。格栅钢架易与于初支喷射混凝土层形成整体，接触表面不易形成渗水通道，提高初期支护耐久性、抗冻性。并且以初支喷射混凝土层为隧道衬砌，同时发挥了支护和防火的作用。初支喷射混凝土层用于将隧道岩壁不平整处填补平整，将格栅钢架等突出棱角部分打平使基面基本平整，避免刺破土工布层和自粘式防水板层，从而影响防水保温性能。
如图5，土工布层通过钢钉以穿接方式固定于初支喷射混凝土层，相邻的两个钢钉距离为50cm；相邻土工布层之间搭接宽度为100-120mm，搭接处通过热风枪高温热熔粘接，具体为使用热风枪对两片布的连接处进行瞬间高温加热，使其部分达到融熔状态，并立即使用一定的外力使其牢牢地粘合在一起，土工布层和初支喷射混凝土层二者连接方式可保证土工布层平顺，使二者之间紧密贴合， 土工布层隔离了初支喷射混凝土层和自粘式防水板层，使二者保持整体结构和功能，载承能力加强，增强初支喷射混凝土层的抗拉强度和抗变形能力，增强初支喷射混凝土层的稳定性；土工布层具有良好的导水性能，它可以将初支喷射混凝土层结构内多余液体和气体外排，同时自粘式防水板层可以有效阻隔多余液体和气体对喷涂聚氨酯泡沫层的侵蚀，防止喷涂聚氨酯泡沫层的保温性能下降，进一步防止隧道岩壁、初支喷射混凝土层以及二次衬砌混凝土层之间的冻胀互相影响、劣化；还可防止初支喷射混凝土层的表面不平整对自粘式防水板层的影响，并且土工布层耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀、不虫蛀。
如图6，自粘式防水板层一侧通过热熔胶连接有若干条自粘带，自粘式防水板层通过若干条自粘带与土工布层粘接，并通过膨胀螺钉固定粘结处，自粘式防水板层厚度为1-1.5毫米；相邻的两块自粘式防水板层之间通过焊接进行连接，相邻自粘式防水板层之间搭接宽度为100-120mm；自粘式防水板层紧密与土工布层表面贴合，实现了不“鼓包”，达到了最好的保温效果。自粘带更好的使自粘式防水板层与土工布层、初期喷射混凝土表面完全贴合，没有空气进入，保温效果极好。
隧道岩壁、初支喷射混凝土层以及二次衬砌混凝土层界面容易水汽冻融涨缩，可能对整体结构产生的反复加载和强制性变形，土工布层、自粘式防水板层以及喷涂聚氨酯泡沫层设置在初支喷射混凝土层、以及二次衬砌混凝土层之间，可以起到支撑作用，用于降低围岩渗透水冻胀力对二次衬砌混凝土层的侵害，可对隧道围岩更好的保温，从而更好的适应了寒区特殊的气候条件，减小了初支喷射混凝土层和二次衬砌混凝土层背后部分水冻融循环对结构的冻害，提高了寒区隧道运营的安全与稳定。
喷涂聚氨酯泡沫层喷涂于自粘式防水板层表面，喷涂厚度为50-70毫米， 二次衬砌混凝土层浇筑在喷涂聚氨酯泡沫层表面，二次衬砌混凝土层厚度为400-600毫米。
初支喷射混凝土层和二次衬砌混凝土层均为常规的混凝土，二次衬砌混凝土层用来分担一部分荷载同时可阻止洞内冷空气向隧道围岩内部的冻结。
在初期喷射混凝土时，初期支护中的工字钢、H钢等多为半封闭的空间结构，喷混凝土与其不仅难以形成完整密实的结合体，其接触表面还极易形成渗水通道，导致初期支护耐久性降低。而本发明采用格栅钢架易于混凝土形成整体，故初期支护采用格栅钢架时抗冻性能相对较优。
“鼓包”的根本原因就是初期支护表面与防水板间未完全密贴，本发明采用专用铺挂台车沿隧道外轮廓铺设防水板，然后在防水板与初期支护表面的凹凸面间注具有粘结作用的填充材料，使防水板紧密与初期支护表面贴合，实现不“鼓包”，达到最好的保温效果。
应用对比例1
如图7，采用双层防水板+保温板的形式，该方法在施工过程中会出现两板材之间搭接缝隙较大，越往拱顶方向缝隙越大，使保温效果大幅降低，并且施工效率低。
应用对比例2
如申请号为CN201611110975.5的专利，公开的结构繁琐，复杂，而且不能完全的隔离空气，而本发明聚氨酯发泡结束后会完全密闭，保温效果比该应用对比例2要好。
应用对比例3
寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料的喷涂方法包括如下步骤：施工现场温度温度高于-10℃时施工；起泡时间在1-2s左右，固化25-40s；每层喷20-30mm；喷涂速度为1-2kg/min；喷枪移动速度0.5m/s。该喷涂方式会导致生热多，防水板鼓包；尤其是前两层喷的厚度大于10mm后聚氨酯保温材料容易脱落。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于，原料由质量比为0.8-1.2的A料和B料组成；
按质量份数计，所述A料由以下组分组成：聚醚多元醇 90-100份、聚酯多元醇 90-100份，扩链剂5-10份、催化剂 1-4份、阻燃剂10-20份、水 0.5-3份、表面活性剂 1-3 份；
所述聚醚多元醇包括质量比为1：1：0.8-1.2的聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c；
所述聚醚多元醇a是以蔗糖和山梨醇作为起始剂制备得到的，官能度2-4，粘度2500-3000，羟值为310-360；
聚醚多元醇b是以苯酚为起始剂，经过曼尼希反应制备得到的，官能度为4-5，粘度1500-2000，羟值为270-300；
聚醚多元醇c是以蔗糖和二甘醇作为起始剂制备得到的，官能度2-4，粘度2500-3000，羟值为310-360；
所述聚酯多元醇包括质量比为1：0.9-1.3的聚酯多元醇a和b；
所述的聚酯多元醇a是以多元醇与二元酸在140～200℃反应后的缩聚产物，官能度为2，其粘度为9000-15000mPa.s，羟值为500-600；所述多元醇选自一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、1,4-丁二醇中的一种或多种；所述二元酸为苯二甲酸酐；
所述的聚酯多元醇b是二氧化碳基多元醇，其粘度为2000-3000mPa.s，羟值为300-400，官能度为2；
B 组分为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述阻燃剂为质量比10:1-2.5的阻燃剂A和阻燃剂B；
所述阻燃剂A的分子结构为
；
所述阻燃剂B的制备方法包括如下步骤：
将质量比为5-6：1.8-2.5：1.5-2：0.1-0.15的DOPO、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷和三乙胺混合，作为原料，备用；
将原料放于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应釜压力为15-16.5MPa，调节反应釜温度为40-48℃，反应4-7h，得到硅烷和DOPO的接枝产物；
将质量比为1.5-2.2：1的TiO2和上述硅烷和DOPO的接枝产物混合，置于超临界CO2反应釜中密封，然后通CO2气体，反应体系的温度为45-55℃，反应体系的压强为17-19MPa，反应3-5h，将反应产物用无水乙醇洗涤；然后干燥，得到阻燃剂B；
所述表面活性剂为质量比1：0.5-0.8的AK 8806 和AK 8810有机硅表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于，所述扩链剂为质量比1：0.3-0.5的1,4-丁二醇和季戊四醇。
3.根据权利要求1所述的一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于，所述催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、三乙醇胺、氯化铑、氯化锶中的一种或多种。
4.一种如权利要求1所述的寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料的应用，其特征在于，用于构建隧道结构；
所述隧道结构由外到内依次是由隧道岩壁、初支喷射混凝土层、土工布层、自粘式防水板层、喷涂聚氨酯泡沫层以及二次衬砌混凝土层组成；在自粘式防水板表面喷涂寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，形成喷涂聚氨酯泡沫层。
5.根据权利要求4所述的一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料的应用，其特征在于，所述隧道结构中初支喷射混凝土层厚度为100-280毫米；自粘式防水板层厚度为1-1.5毫米；喷涂聚氨酯泡沫层厚度为50-70毫米；二次衬砌混凝土层厚度为400-600毫米。
6.根据权利要求4所述的一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料的应用，其特征在于，所述隧道结构的施工方法包括如下步骤：
在隧道岩壁上设格栅钢架，喷射混凝土，使格栅钢架埋设在喷射混凝土内，格栅钢架与混凝土形成整体，形成初支喷射混凝土层；
将土工布通过钢钉以穿接方式固定于初支喷射混凝土层，形成土工布层；相邻土工布层之间搭接，搭接处通过热风枪高温热熔粘接；
将自粘式防水板粘在土工布表面；自粘式防水板层通过若干条自粘带与土工布层粘接，并通过膨胀螺钉固定粘结处，相邻的两块自粘式防水板层之间搭接；搭接处采用双道焊缝热熔焊接；
在自粘式防水板表面喷涂寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料，形成喷涂聚氨酯泡沫层；
在喷涂聚氨酯泡沫层表面进行衬砌混凝土浇筑，形成二次衬砌混凝土层。
7.根据权利要求6所述的一种寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料的应用，其特征在于，所述寒区隧道用喷涂聚氨酯保温材料的喷涂方法包括如下步骤：施工现场温度高于-10℃时施工；起泡时间1-2s，固化25-40s；喷涂前2层时，每层喷涂厚度3-5mm，第2层后，每层喷20-30mm；喷涂速度为1-2kg/min；喷枪移动速度0.5m/s；第一层和第二层喷涂结束后分别在聚氨酯泡沫表面喷涂一层聚氨酯防水涂料。
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