本发明是一种环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，属于聚氨酯的组合物。由如下以重量份数计的原料组成：聚氨酯预聚体100，高沸点溶剂1～6，缓聚剂0.001～0.004，表面活性剂1～5，催化剂0.1～3，增塑剂10～30。提供了一种不含易燃、易爆、有毒溶剂，灌浆使用性能及粘结强度等技术指标依然优异的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法。避免了燃烧、爆炸、中毒事故。使用安全、有利于操作人员的健康和环境保护。适用于在铁路、公路隧道、桥梁工程，港口码头建设，水力电力设施，矿产资源开采，河堤支护工程，地下、水下建筑工程的原始建设的防水处理、投入运行中的正常维护、加固以及漏水、透水的故障抢修处理。
1.一种环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于由如下以重量份数计的原料制成：所述聚氨酯预聚体的－NCO wt%含量为20～35％，聚氨酯预聚体由异氰酸酯与聚醚多元醇及扩链剂反应制得；
所述异氰酸酯选自多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI和二苯基甲烷－4，4’－二异氰酸酯MDI中的一种或两种组合；
所述聚醚多元醇是官能度2～4且数均分子量为300～5000的聚醚多元醇；
所述扩链剂是小分子脂肪族多元醇，具体为乙二醇、丁二醇和三羟甲基丙烷中的一种或其任意两种以上组合；
所述高沸点溶剂选自醚类溶剂，具体为二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、乙二醇二乙醚中的一种或其任意两种以上组合；
按照拟定配方，分别准确称取聚醚多元醇和扩链剂，投入反应釜中，搅拌下，进行负压脱水脱气处理1.5～3小时，降温至10～42℃后，按照拟定配方加入异氰酸酯，78～85℃温度下，进行聚合反应2～3小时，控制预聚体的－NCOwt%含量在20～35%之间为反应终点；
在步骤①制备的聚氨酯预聚体中，按照拟定配方加入高沸点混合溶剂，搅拌下充分溶解后，再加入缓聚剂、表面活性剂、催化剂、增塑剂，搅拌混合均匀；
制得环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料达到如下技术指标：
2.按照权利要求1的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于所述缓聚剂是磷酸或苯甲酰氯。
3.按照权利要求1的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于所述表面活性剂是水溶性硅油、聚乙烯基吡咯烷酮、吐温80中的一种或其任意两种以上组合。
4.按照权利要求1的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于所述催化剂为叔胺类催化剂，具体为三乙胺、三乙烯二胺、N-甲基吗啡啉和二甲基苄胺中的一种或其任意两种以上组合。
5.按照权利要求1的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或其任意两种以上组合。
6.权利要求1的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的应用，其特征在于适用于在铁路、公路隧道、桥梁工程，港口码头建设，水力电力设施，矿产资源开采，河堤支护工程，地下、水下建筑工程的原始建设的防水处理、投入运行中的正常维护、加固以及漏水、透水的故障抢修处理。
一种环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法
技术领域
[0001] 本发明是一种环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，属于聚氨酯的组合物。
背景技术
[0002] 聚氨酯灌浆材料自上世纪60年代问世以来，以其独特的化学结构和粘接性能，遇水迅速引发交联反应，并在灌注压力和发泡反应产生的二氧化碳气体的压力下，进入墙体会岩壁的细微裂缝，填充缝隙，并迅速与待处理的岩壁或混凝土墙体材料固化粘结为一体，封堵渗漏通道。具有优异的防渗、堵漏、填充、加固功能。因此，在铁路、公路隧道、桥梁工程，港口码头建设，水力电力设施，矿产资源开采，河堤支护工程，地下、水下建筑等诸多领域得到广泛应用。
[0003] 聚氨酯灌浆材料分为疏水性聚氨酯灌浆材料和亲水性聚氨酯灌浆材料两种。其中疏水性聚氨酯灌浆材料，粘结强度高，性能优于亲水性聚氨酯灌浆材料。但是配方中需要加入有机溶剂，现有技术中的疏水性聚氨酯灌浆材料常用的溶剂有丙酮、甲苯、二甲苯等。甲苯和二甲苯具有刺激性气味，毒性较大，对施工人员及环境都有一定的负面影响，同时这三种有机溶剂的闪点都＜60℃，属于易燃危险化学品，给生产、运输、使用各环节带来燃烧、爆炸、中毒等诸多不安全因素。而且对人类赖以生存的自然环境造成污染。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种不含易燃、易爆、有毒溶剂，灌浆使用性能及粘结强度等技术指标依然优异的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法。
[0005] 本发明的目的可以通过如下措施来达到：
[0006] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于由如下以重量份数计的原料组成：
[0007]
[0008] 所述聚氨酯预聚体的-NCO wt％含量为20～35％，聚氨酯预聚体由异氰酸酯与聚醚多元醇及扩链剂反应制得；包括如下操作步骤：
[0009] ①.聚氨酯预聚体制备
[0010] 按照拟定配方，分别准确称取聚醚多元醇和扩链剂，投入反应釜中，搅拌下，进行负压脱水脱气处理1.5～3小时，降温至10～42℃后，按照拟定配方加入异氰酸酯，78～85℃温度下，进行聚合反应2～3小时，控制预聚体的-NCOwt％含量在20～35％之间为反应终点；
[0011] ②.降温，加入助剂
[0012] 在步骤①制备的聚氨酯预聚体中，按照拟定配方加入高沸点混合溶剂，搅拌下充分溶解后，再加入缓聚剂、表面活性剂、催化剂、增塑剂，搅拌混合均匀；
[0013] ③质量检验、包装
[0014] 取样、质量检验，合格后包装。
[0015] 按照以上方法制备的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料，质量指标如下：固含量≥wt94％；固化时间加入5％水后的固化时间25℃ 300～365s；粘度25℃ 240～260mPa·s；发泡率≥2500％；抗压强度≥15MPa。
[0016] 本发明的原料聚醚多元醇为上海东大化学有限公司自制，异氰酸酯、脂肪族多元醇、高沸点有机溶剂、缓聚剂、表面活性剂、催化剂、增塑剂皆市售可得。其中多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI为烟台万华聚氨酯股份有限公司的PM-200。二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯MDI为烟台万华聚氨酯股份有限公司的MDI-100。
[0017] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，摒弃了常规的丙酮、甲苯、二甲苯等低沸点、低闪点有机溶剂，选择了高沸点、高闪点的醚类溶剂，降低了对施工人员和环境的负面影响。
[0018] 本发明的目的还可以通过如下措施来达到：
[0019] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，所述异氰酸酯选自多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI和二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯MDI中的一种或两种组合。
[0020] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，所述聚醚多元醇是官能度2～4且数均分子量为300～5000的聚醚多元醇。
[0021] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，所述扩链剂是小分子脂肪族多元醇，具体为乙二醇、丁二醇和三羟甲基丙烷中的一种或其任意两种以上组合。
[0022] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其所述高沸点溶剂选自醚类溶剂，具体为二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、乙二醇二乙醚中的一种或其任意两种以上组合。
[0023] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，所述缓聚剂是磷酸或苯甲酰氯。
[0024] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，所述表面活性剂是水溶性硅油、聚乙烯基吡咯烷酮、吐温80中的一种或其任意两种以上组合。
[0025] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，所述催化剂为叔胺类催化剂，具体为三乙胺、三乙烯二胺、N-甲基吗啡啉和二甲基苄胺中的一种或其任意两种以上组合。
[0026] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或其任意两种以上组合。
[0027] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的应用，其特征在于适用于在铁路、公路隧道、桥梁工程，港口码头建设，水力电力设施，矿产资源开采，河堤支护工程，地下、水下建筑工程的原始建设的防水处理、投入运行中的正常维护、加固以及漏水、透水的故障抢修处理。
[0028] 本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法，相比现有技术有如下积极效果：
[0029] ①.提供了一种不含易燃、易爆、有毒溶剂，灌浆使用性能及粘结强度等技术指标依然优异的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料的制备方法。
[0030] ②.避免了现有技术中的疏水性聚氨酯灌浆材料因使用低沸点溶剂，给生产、运输、使用各环节带来燃烧、爆炸、中毒等诸多不安全因素。使用安全、有利于操作人员的健康和环境保护。
[0031] ③.环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料，质量指标如下：固含量≥wt94％；固化时间加入5％水后的固化时间25℃ 300～365s；粘度25℃ 240～260mPa·s；发泡率≥2500％；抗压强度≥15MPa。
具体实施方式
[0032] 本发明下面将结合实施例作进一步详述：
[0033] 实施例1
[0034] 按照下列步骤制备本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料
[0035] ①.聚氨酯预聚体制备
[0036] 准确称取数均分子量400的聚醚二元醇DL-1 30重量份，乙二醇3重量份，投入反应釜中，搅拌下，进行负压脱水脱气处理3小时，降温至40±2℃后，加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI PM-200 200重量份，80±2℃温度下，进行聚合反应3小时，控制预聚体的-NCOwt％含量在20～35％之间为反应终点；
[0037] ②.降温，加入助剂
[0038] 在步骤①制备的聚氨酯预聚体中，加入二甘醇二甲醚10重量份，搅拌下充分溶解后，再加入磷酸0.003重量份、吐温-80 9重量份、三乙胺1重量份、邻苯二甲酸二乙酯60重量份，搅拌混合均匀；
[0039] ③质量检验、包装
[0040] 取样、质量检验，合格后包装。
[0041] 所制得环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料，质量指标如下：
[0042] 固含量wt95％；固化时间加入5％水后的固化时间/25℃ 350s；粘度25℃240mPa·s；发泡率2500％；抗压强度15MPa。
[0043] 实施例2～实施例4
[0044] 按照实施例1的方法和步骤，按照表1的配方制备本发明的环境友好型疏水性聚氨酯灌浆材料
[0045] 表1
[0046]原料及产品技术指标 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
数均分子量400的聚醚二元醇DL-1 30
数均分子量为5000的聚醚三元醇DJ-2 30
数均分子量2000的聚醚二元醇DJ-3 8
数均分子量为600聚醚四元醇DJ-4 8
多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI PM-200 200 200 200
二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-100 100 200
乙二醇 3 1
三羟甲基丙烷 9
丁二醇 2
二甘醇二甲醚 10 5
乙二醇二乙醚 20
二甘醇二乙醚 12 5
磷酸 0.003 0.004 0.004
苯甲酰氯 0.003
吐温-80 9 10
水溶性硅油 20
聚乙烯基吡咯烷酮 10
三乙胺 1
N-甲基吗啡啉 5
二甲基苄胺 3
三乙烯二胺 5
邻苯二甲酸二乙酯 90
邻苯二甲酸二丁酯 100 30
