[发明专利]一种新型环保阻燃聚氨酯灌浆材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种新型环保阻燃聚氨酯灌浆材料，具有以下的组成和相对质量份数：聚氨酯预聚物100份、稀释剂10‑30份、助剂10‑40份；所述聚氨酯预聚物由二异氰酸酯化合物与聚醚多元醇和扩链剂反应制得，其相对质量份数为：二异氰酸酯化合物45‑50份、聚醚多元醇45‑50份、扩链剂1‑10份；所述助剂包括增塑剂、催化剂、表面活性剂和阻燃剂；所述稀释剂为碳酸丙二醇酯；本发明以碳酸丙二醇酯作为稀释剂替代传统易挥发、高毒性的丙酮、丁酮、二甲苯等溶剂，在保证可灌性的同时兼具环保性，同时添加阻燃剂提高灌浆材料的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料制备技术领域，具体涉及一种新型环保阻燃聚氨酯灌浆材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯灌浆材料是一种新型高分子化学灌浆材料，具有渗透性佳、堵水效果好、粘结力强等优异性能，已逐渐成为应用最为广泛的化学灌浆材料之一。

在灌浆过程中，把聚氨酯灌浆材料注入缝隙或疏松多孔性地基中时，这种预聚体的端NCO基与缝隙表面或碎基材中的水分接触，发生扩链交联反应，最终在混凝土缝隙中或基材颗粒的孔隙间形成有一定强度的凝胶状固结体。聚氨酯固化物中含有大量的氨基甲酸酯基、脲基、醚键等极性基团，与混凝土缝隙表面以及土壤、矿物颗粒有强的粘接力，从而形成整体结构，起到了堵水和提高地基强度等作用。并且，在相对封闭的灌浆体系中，反应放出的二氧化碳气体会产生很大的内压力，推动浆液向疏松地层的孔隙、裂缝深入扩散，使多孔性结构或裂缝完全被浆液所填充，增强了堵水效果。

为获得好的可灌性，常需要加入丙酮、丁酮、二甲苯等溶剂以降低粘度，但这些溶剂易燃，且沸点较低，易挥发、毒性大，不仅容易污染环境，还会对生产及现场施工人员造成严重的健康危害。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种新型环保阻燃聚氨酯灌浆材料及其制备方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种新型环保阻燃聚氨酯灌浆材料，具有以下的组成和相对质量份数：聚氨酯预聚物100份、稀释剂10-30份、助剂10-40份；

所述聚氨酯预聚物由二异氰酸酯化合物与聚醚多元醇和扩链剂反应制得，其相对质量份数为：二异氰酸酯化合物45-50份、聚醚多元醇45-50份、扩链剂1-10份；

所述助剂包括增塑剂、催化剂、表面活性剂和阻燃剂；

所述稀释剂为碳酸丙二醇酯。

优选的，所述阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯、聚磷酸铵、甲基磷酸二甲酯或三-二氯丙基磷酸酯。

优选的，所述二异氰酸酯化合物为亲水改性的二异氰酸酯与未改性的二异氰酸酯的混合物，其质量混合比例为100：1-100。

进一步优选的，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或L-赖氨酸二异氰酸酯。

优选的，所述聚醚多元醇为环氧乙烯与环氧丙烯嵌段共聚得到的聚醚多元醇，其分子量不小于1000，环氧乙烯嵌段摩尔含量不小于80％。

优选的，所述扩链剂为二羟甲基丙酸、丙二醇或丙三醇。

优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。

优选的，所述助剂还包括有硅酸钠或硅酸钙或其组合物。

本发明的另一目的在于提供一种前述聚氨酯灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)聚醚多元醇脱水

将聚醚多元醇加入真空瓶中，加热至100-110℃，逐渐提高瓶内的真空度到-95kPa，保持温度和真空度1-3h至瓶内聚醚多元醇澄清透明无大气泡，冷却；

(2)异氰酸酯亲水改性