一種親水型雙組份灌漿堵漏材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及注漿及防水堵漏領域，尤其涉及一種高性能親水型聚氨酯/水玻璃雙 組份灌漿堵漏材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 親水性聚氨酯灌漿材料其分子鏈本身結構具有良好的親水性，遇水后會先乳化分 散，繼而與水發(fā)生擴鏈、支化和交聯(lián)反應，并吸收和包覆自身質(zhì)量數(shù)倍乃至于數(shù)十倍的水， 最終形成了具有一定強度的凝膠狀固結體，在反應過程中水既是稀釋劑又是固化劑，對水 質(zhì)的適應性較好，在淡水、海水、弱酸性水、弱堿性水中均能固化，發(fā)展?jié)摿^大。然而傳統(tǒng) 的親水性聚氨酯灌漿材料也存在許多不足之處，主要表現(xiàn)在吸水溶脹的凝膠體也會失水收 縮，而收縮后的固結體再次遇水后若不能溶脹或溶脹率不足，則極有可能引發(fā)工程"復漏"； 此外，由于傳統(tǒng)的親水性聚氨酯灌漿材料漿液中通常存在大量游離的甲苯二異氰酸酯以及 有害有機溶劑等物質(zhì)，在一些場合使用時會造成水質(zhì)污染，存在環(huán)保問題。國內(nèi)同行也正陸 續(xù)推出新一代性能優(yōu)異的聚氨酯灌楽材料，例如專利CN101613454公開了一種高閃點環(huán)保 型的水溶性聚氨酯化學灌漿材料，摒棄了傳統(tǒng)的丙酮等溶劑的使用，并以毒性較低、揮發(fā)性 較小的二苯基甲烷二異氰酸酯代替毒性較大的甲苯二異氰酸酯制備合成出了環(huán)保型親水 性聚氨酯灌漿料。
[0003] 水玻璃是化學注漿中使用最早的一種材料，水玻璃漿液在與一定的凝膠劑混合之 后會產(chǎn)生反應，生成具有較強粘結性的硅膠，與土顆粒一起連成整體，從而對地層等結構起 到了防滲和加固的作用，水玻璃漿液為溶液型漿材，其起始黏度低，可注性較好，漿材的來 源較廣，成本較低，對環(huán)境的毒副作用較小，基本不會污染環(huán)境，由于綜合性能優(yōu)越，目前 仍然是使用最為廣泛的化學注漿材料之一，但也有它的不足之處，具體表現(xiàn)在固化時間不 夠穩(wěn)定、可調(diào)節(jié)范圍較小，固結體穩(wěn)定性較差，導致該類漿材一般只應用于半永久性或臨時 的工程中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供一種性能優(yōu)異且綠色環(huán)保的親水型雙組份灌漿堵漏材料及其制 備方法，所要解決的技術問題是通過分子設計與配方工藝優(yōu)化，制備出具有低粘度、快凝 膠、高包水等特點的聚氨酯預聚體漿液，將預聚體漿液與水玻璃漿液復配成雙組份復合灌 漿材料，既可節(jié)約成本并實現(xiàn)綠色環(huán)保，又可以發(fā)揮兩者所長，優(yōu)化漿液的堵水性能，實現(xiàn) 快速高效的堵水目的。
[0005] 本發(fā)明的具體技術方案如下： 一種親水型雙組份灌漿堵漏材料，包括注漿體積比為1:1~5的組分A和組分B ; 所述組分A按照重量份數(shù)計包括如下物質(zhì)： 聚醚多元醇100份，增塑劑10-50份，異氰酸酯20-60份，催化劑0. 05-0. 3份，溶劑 20-60 份，緩凝劑 0· 01-0. 05 份； 所述組分B按照重量份數(shù)計包括如下物質(zhì)： 水玻璃100份，交聯(lián)劑2~5份，催化劑0. 5~2份。
[0006] 組分A中所述聚醚多元醇由高分子量親水性聚醚多元醇與低分子量親水性聚醚 多元醇按質(zhì)量比為80:20~95: 5混合而成； 所述的高分子量親水性聚醚多元醇Ε0/Ρ0質(zhì)量比為95:5~75/25,分子量為 6000-10000,官能度為 2~4 ; 所述的低分子量親水性聚醚多元醇為聚乙烯醇或聚四亞甲基醚鏈段，分子量為 200~2000,官能度為2。采用上述高分子量親水性聚醚多元醇和低分子量親水性聚醚多元 醇混合的目的在于調(diào)節(jié)體系包水性和交聯(lián)度，分子量越大親水性越好，交聯(lián)度越高凝膠體 強度越高。
[0007] 本發(fā)明組分A中所述的增塑劑為業(yè)內(nèi)常見增塑劑，如鄰苯二甲酸二丁酯（DBP)JP 苯二甲酸二辛酯（DOP)、合成植物酯、氯化石蠟等。
[0008] 為了使合成得預聚體性能最優(yōu)，優(yōu)選的組分A中所述異氰酸根含量為3~8%。 組分A中異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯。
[0009] 組分A中異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯與液化二苯基甲烷二異氰酸酯或多苯基多 甲基多異氰酸酯的混合物；其中甲苯二異氰酸酯的加入量為甲苯二異氰酸酯中異氰酸根與 聚醚多元醇的羥基之間的摩爾比為1.5~2. 5。使用甲苯二異氰酸酯時性能最優(yōu)，但該物質(zhì) 游離時有劇毒；因此本發(fā)明采用甲苯二異氰酸酯與液化二苯基甲烷二異氰酸酯或多苯基多 甲基多異氰酸酯復合使用可達到相同性能的同時且環(huán)保性更強。
[0010] 當異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯與液化二苯基甲烷二異氰酸酯或多苯基多甲基多 異氰酸酯的混合物時，其加料順序較佳為：加入甲苯二異氰酸酯充分反應后，再向體系中加 入液化二苯基甲烷二異氰酸酯。
[0011] 組分A以及組分B中催化劑均選自選自2, 2-雙嗎啉基二乙基醚、N，N-二甲基芐 胺、三亞乙基二胺、三乙胺、辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫中的一種。
[0012] 組分A中溶劑選自業(yè)內(nèi)常用低毒或無毒類溶劑，如1，2-丙二醇碳酸酯、碳酸丙烯 酯、三乙酸甘油酯、混合二元酸酯(包括丁二甲酸二甲酯、戊二甲酸二甲酯和己二甲酸二甲 酯以及其任意比例的混合物)、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚等。
[0013] 組分A中所述緩凝劑為業(yè)內(nèi)常見的酸性物質(zhì)，如無水磷酸、酒石酸、苯甲酰氯、苯 磺酰氯等。
[0014] 組分B中水玻璃中硅酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為30~60%，硅酸鈉的模數(shù)為I. 5~3. 5。
[0015] 組分B中所述交聯(lián)劑選自三乙醇胺、二乙烯三胺、間苯二胺、三乙烯四胺，N，N_二 甲基對苯二胺，三羥甲基丙烷，丙三醇中的一種。采用上述物質(zhì)作為交聯(lián)劑的好處是：三官 能度含活潑氫化合物，可提高凝膠體交聯(lián)度和強度。
[0016] 本發(fā)明還涉及上述親水型雙組份灌漿堵漏材料的制備方法，包括如下步驟： (1) 組分A的制備：將聚醚多元醇、增塑劑加入反應釜中，于110~120°C真空度 為-0. 08~-0. IMPa的條件下真空脫水2~3h，然后降溫至60°C加入異氰酸酯反應3小時后， 加入催化劑繼續(xù)反應1小時，反應結束后，降溫至50°C，加入溶劑、緩凝劑攪拌均勻后得到 組份A ; (2) 組分B的制備：將交聯(lián)劑和催化劑溶于水玻璃溶液中，攪拌均勻后得到組份B。
[0017] 灌漿堵水時將組分A和組分B按照1:1~5的體積比混合均勻后注漿。
[0018] 本發(fā)明通過特殊結構聚氨酯預聚體的制備，將聚氨酯漿材(組分A)與水玻璃(組分 B)結合，形成有機無機復合型雙組份灌漿堵漏材料，在保留了聚氨酯灌漿優(yōu)異性能的同時 降低了其原料