本發(fā)明屬于防水材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種常溫合成型環(huán)保聚氨酯灌漿堵漏劑。
背景技術(shù)：
：防水材料基本可分為四大類：防水卷材、防水涂料、剛性及堵漏防水材料、密封材料。防水卷材、防水涂料一般形成一定厚度的防水層起到防水作用；密封材料一般適用于節(jié)點(diǎn)，對(duì)局部防水起到加強(qiáng)作用；剛性及堵漏防水材料包括眾多，灌漿防水材料屬于其中一種，灌漿防水材料在建筑防水領(lǐng)域?yàn)橐活愋”姴牧?，但是?duì)于解決一些建筑中特殊的疑難雜癥滲漏水有著獨(dú)到之處，甚至有立竿見影之功效?；瘜W(xué)灌漿(chemicalgrouting)是將一定的化學(xué)材料(無(wú)機(jī)或有機(jī)材料)配制成真溶液，用化學(xué)灌漿泵等壓送設(shè)備將其灌入地層或縫隙內(nèi)，使其滲透、擴(kuò)散、膠凝或固化，以增加地層強(qiáng)度、降低地層滲透性、防止地層變形和進(jìn)行混凝土建筑物裂縫修補(bǔ)的一項(xiàng)加固基礎(chǔ)，防水堵漏和混凝土缺陷補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。灌漿材料眾多，目前常見的有：聚氨酯灌漿材料、環(huán)氧灌漿材料、丙烯酸灌漿材料、水玻璃灌漿材料、水泥基灌漿材料。環(huán)氧灌漿材料、水玻璃灌漿材料、水泥基灌漿材料一般用于結(jié)構(gòu)加固灌漿的較多，聚氨酯灌漿材料、丙烯酸灌漿材料多用于建筑灌注漿防水，即對(duì)建筑局部返潮、裂隙滲水等進(jìn)行化學(xué)注漿，起到防水作用，而從性價(jià)比及注漿防水效果比較，聚氨酯灌漿材料優(yōu)于丙烯酸灌漿材料。聚氨酯灌漿材料(執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)jc/t2041-2010《聚氨酯灌漿材料》)又分為水溶性聚氨酯灌漿材料(wpu)和油溶性聚氨酯灌漿材料(opu)兩種，wpu發(fā)泡迅速，但是干縮變形大，泡體強(qiáng)度小，防水作用不持久；opu泡體穩(wěn)定后基本不變形，泡體強(qiáng)度大，防水持久，在重點(diǎn)建筑工程的灌漿防水中屬于首選材料。目前油溶性聚氨酯灌漿材料(opu)生產(chǎn)、環(huán)保等方面受到限制。原材料基本組成為：多苯基多亞甲基多異氰酸酯(papi)、仲羥基封端聚醚(m500、m3000)、溶劑(二甲苯、丙酮等)、穩(wěn)泡劑、催化劑等，還是按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)：常溫下批量加入papi，開啟攪拌機(jī)加入聚醚，升溫至85℃左右，保溫3h，然后降溫至50℃，加入溶劑、穩(wěn)泡劑、催化劑等，攪拌半小時(shí)出料?？梢钥闯觯a(chǎn)過(guò)程中需要加熱，并且還較高，加入大量(一般20％左右)的易揮發(fā)、易燃易爆溶劑，生產(chǎn)過(guò)程可謂危險(xiǎn)重重，那么，為什么要加熱呢，直接原因是仲羥基封端聚醚的活性不夠，即常溫下仲羥基封端聚醚與-nco反應(yīng)太過(guò)緩慢，不加熱實(shí)行不了正常工業(yè)化生產(chǎn)。若不添加溶劑，則產(chǎn)品粘度太高，不適合注漿施工。為解決傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)油溶性聚氨酯灌漿材料(opu)過(guò)程中存在的諸多問(wèn)題，本發(fā)明由此而來(lái)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種常溫合成型環(huán)保聚氨酯灌漿堵漏劑及其制備方法，主要通過(guò)高活性的反應(yīng)物聚合mdi、伯羥基聚醚、仲氨基聚醚，同時(shí)輔以催化劑、氯化石蠟，二氯甲烷、硅油等在常溫(20℃左右)聚合反應(yīng)而成，解決了高溫下生產(chǎn)帶來(lái)的溶劑揮發(fā)、燃燒等系列問(wèn)題，同時(shí)簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，并能降低成本。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種常溫合成型環(huán)保聚氨酯灌漿堵漏劑，其特征在于，包括以下組分，以重量百分比計(jì)：進(jìn)一步的，所述異氰酸酯為聚合mdi-200，所述mdi-200為mdi和多苯基多亞甲基多異氰酸酯的混合物，平均官能度為2.7，粘度為100～300mpa.s。進(jìn)一步的，所述第一聚醚分子量為4000～5000、官能度為3的伯羥基封端的聚醚，含水率≤0.05％。進(jìn)一步的，所述第二聚醚分子量為400～500、官能度為3的伯羥基封端的聚醚，含水率≤0.05％。進(jìn)一步的，所述第三聚醚分子量為400～500、官能度為2的仲氨基封端的聚醚，含水率≤0.05％。進(jìn)一步的，所述催化劑為雙嗎啉基二乙基醚，分子式為c12h24n2o3。進(jìn)一步的，所述增塑劑為液體氯化石蠟，如市售氯化石蠟42和氯化石蠟52。進(jìn)一步的，所述溶劑為二氯甲烷，分子式為ch2cl2。進(jìn)一步的，所述穩(wěn)泡劑為甲基硅油，粘度為200～800mpa.s。如上所述的常溫合成型環(huán)保聚氨酯灌漿堵漏劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：在常溫條件下(20℃左右)先將第一聚醚、第二聚醚、第三聚醚加入第一反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻待用。將聚合mdi-200加入第二反應(yīng)釜中，開啟攪拌，攪拌速度為200～500r/min。然后將第一反應(yīng)釜中的聚醚混合物緩緩加入第二反應(yīng)釜中，加完攪拌1小時(shí)后，滴加雙嗎啉基二乙基醚催化劑到第二反應(yīng)釜中，常溫下反應(yīng)3～4小時(shí)，然后降低攪拌速度至50～100r/min，將增塑劑氯化石蠟和溶劑二氯甲烷分別加入第二反應(yīng)釜中，攪拌半小時(shí)，加入穩(wěn)泡劑甲基硅油，繼續(xù)攪拌半小時(shí)后即可出料制得所述常溫合成型環(huán)保聚氨酯灌漿堵漏劑。本發(fā)明工作原理如下：由于異氰酸酯結(jié)構(gòu)中含有不飽和鍵，因此具有高活性，理論上，異氰酸酯可以和所有提供活性氫的化合物反應(yīng)，屬親核反應(yīng)，常見的如：(1)與羥基化合物(如多元醇、聚醚、聚酯酰胺、蓖麻油等)反應(yīng)生成氨基甲酸酯；(2)與含氨基化合物生成取代脲或縮二脲；(3)與水反應(yīng)生成胺和二氧化碳，進(jìn)一步生成取代脲等。測(cè)試表明，伯醇、仲醇、叔醇與苯異氰酸酯反應(yīng)的相對(duì)速率約為1.0：0.3:0.003～0.007，也就是，伯醇反應(yīng)速率是仲醇的3.3倍、是叔醇的120～330倍。在工業(yè)化生產(chǎn)上直接表現(xiàn)為生產(chǎn)效率的大小，若采用伯醇與異氰酸酯反應(yīng)一釜料6h，那么采用仲醇則需要20h，采用叔醇則需要720～2000h，采用仲醇、叔醇的效率太慢，基本不符合生產(chǎn)要求，特別是叔醇基本可以排除。目前基本采用仲醇封端聚醚生產(chǎn)聚氨酯灌漿料，但是鑒于近20小時(shí)的生產(chǎn)時(shí)間，實(shí)際采取加熱(85℃左右)縮短反應(yīng)時(shí)間，提高效率。即使反應(yīng)后期降溫至50℃左右，仍然導(dǎo)致加入的溶劑(一般20％左右)大量揮發(fā)、易燃易爆，生產(chǎn)過(guò)程可謂危險(xiǎn)重重。由此可見，傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)油溶性聚氨酯灌漿材料(opu)還存在諸多問(wèn)題。本發(fā)明為此研制了在不加熱的情況下實(shí)現(xiàn)opu生產(chǎn)，降低能耗，提高生產(chǎn)安全性。主要通過(guò)高活性的反應(yīng)物聚合mdi、伯羥基聚醚、仲氨基聚醚及其他輔助原料實(shí)現(xiàn)。如上述，異氰酸酯反應(yīng)是碳原子上的親核反應(yīng)，所以電子取代基對(duì)異氰酸酯的活性有重要影響，即吸電子取代基可提高異氰酸酯的活性，而推電子基降低其反應(yīng)性，各類取代基對(duì)異氰酸酯的反應(yīng)性影響如下表1：表1各類取代基對(duì)異氰酸酯的反應(yīng)性影響聚合mdi主要由約50％mdi和papi組成，結(jié)構(gòu)式可表示為：(式中n＝0、1、2、3…)，當(dāng)n＝0時(shí)，為純mdi，約占聚合mdi50％，當(dāng)n≠0時(shí)，則為papi。從結(jié)構(gòu)式可看出，聚合mdi的異氰酸酯電子取代基為苯基，并且n≠0時(shí)苯基含量較大，因此聚合mdi的活性較mdi的活性更高，這在試驗(yàn)中已被證實(shí)，當(dāng)然較取代基為對(duì)甲苯基的tdi上的異氰酸酯活性高，因此本發(fā)明選用適合常溫反應(yīng)的高活性聚合mdi作為原料之一。至于另一重要反應(yīng)物聚醚也要選擇高活性，在含活性氫的化合物中，親核中心的電子云密度越大，負(fù)電性越強(qiáng)，它與異氰酸酯反應(yīng)活性越高，反應(yīng)速度越快，其排列順序如下：脂肪族nh2>芳香族nh2>伯oh>水>仲oh>酚oh>羧基>取代脲>酰胺>氨基甲酸酯?？梢?，氨基最高，伯oh次之、仲oh活性較小，發(fā)明中選用了伯羥基聚醚、仲氨基聚醚。氨基聚醚中還有伯氨基聚醚，由于其與異氰酸酯常溫反應(yīng)太快(5s)，生產(chǎn)中難以控制，本發(fā)明中不宜采用，選用反應(yīng)速率合適的仲氨基聚醚利于生產(chǎn)。異氰酸酯與羥基、氨基都屬于放熱反應(yīng)，發(fā)明中加入適量的仲氨基聚醚，是為了利用仲氨基聚醚先與聚合mdi快速反應(yīng)，溫度上升5℃左右，這樣對(duì)反應(yīng)速度相對(duì)較慢的羥基聚醚的反應(yīng)有促進(jìn)作用。選用了官能度為3的兩種分子量伯羥基封端聚醚：4000-5000分子量的聚醚含有大量的醚鍵，親水清強(qiáng)，提高聚氨酯灌漿料親水性，便于與水混合分散，縮短發(fā)泡時(shí)間，同時(shí)提高發(fā)泡體的柔韌性；400-500分子量的聚醚含有醚鍵較少，但是羥基含量較高，提供更多的與異氰酸酯交聯(lián)的活性點(diǎn)，提高發(fā)泡體的剛性，抗水壓力性能。催化劑能降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，因此在聚氨酯的制備中常常使用催化劑，常用的催化劑為有機(jī)叔胺類及有機(jī)金屬化合物。對(duì)催化劑的要求一般是：催化活性高、選擇性強(qiáng)。聚氨酯合成中所采用的催化劑，都是既能催化與羥基的反應(yīng)，也能催化與水的反應(yīng)，但所有催化劑對(duì)這二個(gè)反應(yīng)的催化活性各不相同，本發(fā)明催化劑選用胺類催化劑雙嗎啉基二乙基醚。生產(chǎn)中，先將聚醚混合，使得量少的氨基聚醚與其他聚醚混合分散，避免單獨(dú)加入氨基聚醚與聚合mdi快速反應(yīng)形成膠體，并且反應(yīng)1h后才加入催化劑，這樣利于控制反應(yīng)，降低生產(chǎn)失敗風(fēng)險(xiǎn)。為調(diào)整發(fā)泡體的軟硬度，添加了液體氯化石蠟增塑劑；為降低灌漿材料的粘度選用難燃性二氯甲烷溶劑；為使得發(fā)泡體穩(wěn)定，不易破泡，使用了穩(wěn)泡劑甲基硅油。發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明為所述常溫合成型環(huán)保堵漏材料，在不加熱的情況下實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，并降低能耗，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、常溫合成，生產(chǎn)在常溫(20℃左右)下即可順利進(jìn)行，合成過(guò)程平穩(wěn)，不需要額外加熱，工藝簡(jiǎn)單，降低能耗；2、生產(chǎn)安全性高，由于不需要加熱到80℃以上，不會(huì)出現(xiàn)易燃易爆、毒性成分大量揮發(fā)等安全事故，并且采用難燃性二氯甲烷替代常用的二甲苯、丙酮等危險(xiǎn)性溶劑，安全性高；3、環(huán)保，低溫生產(chǎn)，揮發(fā)成分少，環(huán)保性明顯提高；4、力學(xué)性能優(yōu)異，按照jc/t2041-2010《聚氨酯灌漿材料》標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，灌漿材料凝固時(shí)間40～60s、發(fā)泡率1200～1400％、抗壓強(qiáng)度7～10mpa，總體性能優(yōu)異。具體實(shí)施方式以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1：一種常溫合成型環(huán)保堵漏材料，其制備工藝為：常溫(20℃左右)下，先將9份第一聚醚、4份第二聚醚、0.6份第三聚醚加入第一反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻待用，將65份聚合mdi-200加入第二反應(yīng)釜中，開啟攪拌(200～500r/min)，然后將第一反應(yīng)釜中的聚醚緩緩加入第二反應(yīng)釜中，加完攪拌1h后，滴加0.6份雙嗎啉基二乙基醚催化劑到第二反應(yīng)釜中，常溫反應(yīng)3～4小時(shí)，降低攪速(50～100r/min)，將10份氯化石蠟，10.3份二氯甲烷分別加入第二反應(yīng)釜中，攪拌半小時(shí)，加入0.5份甲基硅油，繼續(xù)攪拌半小時(shí)后出料。實(shí)施例2：一種常溫合成型環(huán)保堵漏材料，其制備工藝為：常溫(20℃左右)下，先將6份第一聚醚、6份第二聚醚、0.4份第三聚醚加入第一反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻待用，將67份聚合mdi-200加入第二反應(yīng)釜中，開啟攪拌(200～500r/min)，然后將第一反應(yīng)釜中的聚醚緩緩加入第二反應(yīng)釜中，加完攪拌1h后，滴加0.8份雙嗎啉基二乙基醚催化劑到第二反應(yīng)釜中，常溫反應(yīng)3～4小時(shí)，降低攪速(50～100r/min)，將8份氯化石蠟，11.4份二氯甲烷分別加入第二反應(yīng)釜中，攪拌半小時(shí)，加入0.4份甲基硅油，繼續(xù)攪拌半小時(shí)后出料。實(shí)施例3：一種常溫合成型環(huán)保堵漏材料，其制備工藝為：常溫(20℃左右)下，先將7份第一聚醚、5份第二聚醚、0.6份第三聚醚加入第一反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻待用，將58份聚合mdi-200加入第二反應(yīng)釜中，開啟攪拌(200～500r/min)，然后將第一反應(yīng)釜中的聚醚緩緩加入第二反應(yīng)釜中，加完攪拌1h后，滴加0.4份雙嗎啉基二乙基醚催化劑到第二反應(yīng)釜中，常溫反應(yīng)3～4小時(shí)，降低攪速(50～100r/min)，將14份氯化石蠟，14.5份二氯甲烷分別加入第二反應(yīng)釜中，攪拌半小時(shí)，加入0.5份甲基硅油，繼續(xù)攪拌半小時(shí)后出料。性能測(cè)試：根據(jù)jc/t2041-2010《聚氨酯灌漿材料》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如下表2：表2實(shí)施例常溫合成型環(huán)保堵漏材料常規(guī)性能測(cè)試結(jié)果序號(hào)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例31不揮發(fā)物含量/％≥7888.686.784.22密度/(g/cm3)≥1.051.051.051.053粘度/mpa.s≤1.0×1031.0×1031.0×1031.0×1034凝固時(shí)間/s≤8004556505發(fā)泡率/％≥10001240138012806抗壓強(qiáng)度/mpa≥67.89.48.3需要指出的是，以上所述者僅為用以解釋本發(fā)明之較佳實(shí)施例，并非企圖據(jù)以對(duì)本發(fā)明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發(fā)明精神下所作有關(guān)本發(fā)明之任何修飾或變更，皆仍應(yīng)包括在本發(fā)明意圖保護(hù)之范疇。當(dāng)前第1頁(yè)12