[发明专利]一种遇水膨胀体材料合成方法

说明书

本发明公开了一种遇水膨胀体材料合成方法，包括如下步骤：1.将环氧乙烷、环氧丙烷、季戊四醇和氢氧化钾加入真空泵使其反应得到高分子聚醚；2.将高分子聚醚与甲苯二异氰酸酯反应得到特种预聚体；3.将特种预聚体与液体橡胶、膨润土、防老剂、白炭黑、扩链剂和亲水性扩链剂搅拌，注入浇注机，脱模得到遇水膨胀体材料。该遇水膨胀体材料提高遇水膨胀体材料的吸水性能，使其具有吸水速率快、吸水膨胀率高的优点。该遇水膨胀体材料在提高吸水性能的同时具有机械性能好，吸水前后机械性能变化小，稳定性高的特点，并且耐油、耐磨、耐老化，是应用于防水、防渗领域的理想材料。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种遇水膨胀体材料的合成方法。

背景技术

遇水膨胀材料是一种新型高分子复合材料，在保持橡胶高弹性的同时具有快速吸水和保水的性能，吸水后可膨胀至几倍甚至几百倍，可广泛用于隧道、地铁、游泳池、地下室、水下工程、海上才有、供水设施、民用建筑等，还可以应用于精密仪器和食品包装等。遇水膨胀材料中含有一定的亲水基团或亲水物质，当它遇水时，水分子通过表面吸附、毛细管作用及扩散等方式进入材料内部，与亲水基团或亲水物质形成极强结合键。随着材料不断吸收水分子，材料发生膨胀形变，抗形变例与渗透压达到平衡式，材料保持相对稳定。

聚氨酯是遇水膨胀体材料中的一种常见材料，聚氨酯材料采用活性端基的亲水性齐聚物或聚合物与多元异氰酸酯反应制成，其高弹性源于特定的网络结构，其吸水能力源于亲水性聚醚嵌段。由于亲水性基团嵌连在主链上，遇水膨胀体材料具有均匀吸水，不易流失水分，膨胀均匀，膨胀断面形状变化小等优点，而聚氨酯材料本身具有弹性好、耐磨、耐油、耐腐蚀、耐辐射等特点，因此遇水膨胀体材料适用于各种环境下的密封止水工程。但是传统遇水膨胀体材料存在吸水膨胀速度较慢，吸水膨胀率较小，被水浸泡后机械性能下降等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种遇水膨胀体材料合成方法，该方法制备的遇水膨胀体材料吸水速率快，吸水膨胀倍数大，弹性好，被水浸泡后机械性能变化较小，耐水耐腐蚀。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种遇水膨胀体材料合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.合成高分子聚醚：

(1)在反应釜中加入起始剂季戊四醇及催化剂氢氧化钾，真空泵抽出反应釜中的空气，再冲入氮气保护；

(2)反应釜加热到55～65℃，压入环氧乙烷、环氧丙烷，使其反应；

(3)调节加料阀，保持反应釜内温度为100～120℃，压力4～5kPa，并不断用水冷却釜内温度；

(4)环氧乙烷和环氧丙烷加入完毕后，保持釜内温度，使其压力慢慢下降为0，制成高分子聚醚；

b.合成特种预聚体：

(1)把步骤a得到的高分子聚醚加入反应釜中，加热反应釜到75～85℃，加入甲苯二异氰酸酯(TDI)使其反应，保持釜内温度为95～105℃，压力从1kPa下降，反应时间为3小时；

(2)当釜内压力下降到0时，降温到50～60℃时放料包装，得到特种预聚体；

c.合成遇水膨胀体材料：

(1)将步骤b合成的特种预聚体加入液体橡胶、膨润土、防老剂、白炭黑，控制温度为80～90℃，搅拌半小时；

(2)加入扩链剂和亲水性扩链剂至步骤c(1)混合的原料中，保持温度在90～100℃，搅拌1小时；

(3)将步骤c(2)制成的粗料倒入浇注机，浇注温度保持在100℃，3小时后脱模，制成遇水膨胀聚氨酯材料。