[發明專利]一種高閃點環保型的水溶性聚氨酯化學灌漿材料

有效

• 申請號: 200910101168.0
• 申請日: 2009-07-24
• 公開（公告）號: CN101613454A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 包銀鴻;林中華;譚建平;程紅;沈幼娟;吳啟民
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團華東勘測設計研究院;杭州國電大壩安全工程有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/48
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本發明涉及一種高閃點環保型的水溶性聚氨酯化學灌漿材料。適用于大壩及其它建筑物基礎防滲處理，地鐵、隧道涌水處理等。

背景技術

聚氨酯灌漿材料是應用于水利、水電、隧道、地鐵、礦山、人防、工業及民用建筑等工程中起防滲、堵漏、加固作用的重要灌漿材料。聚氨酯化學灌漿材料按其性能可分為水溶性(親水型)和油溶性(疏水型)兩大類；按制備方法可分為一步法和預聚法。其中一步法是將灌漿材料制成兩個組份，一個組份是聚醚多元醇，另一個組份是異氰酸酯，這種方法制備的灌漿材料固化快、強度高，但在使用過程中需要雙液泵以及混合設備，設備投資比較大。所以在實際使用中更多是采用預聚法制備的聚氨酯灌漿材料。預聚法是將過量異氰酸酯與聚醚多元醇反應而制得端異氰酸酯基(-NCO)預聚體，然后根據需要加入溶劑、催化劑、表面活性劑等組成化學漿液。

由于水溶性聚氨酯灌漿材料具有與水反應快、并有二次擴散的功能，其固結體還具有遇水膨脹的性能，因此一般常用作防水堵漏的首選材料。國內研制、應用聚氨酯灌漿材料已近30年的歷史，由于預聚法制備的聚氨酯粘度大，需要加入溶劑才能稀釋至可使用的粘度，多年來在國內各個生產廠家使用的均為丙酮、二甲苯等低閃點易燃溶劑。其中，丙酮的閃點為-17.8℃(閉杯法)，二甲苯的閃點為27.2-46.1℃(閉杯法)，在生產和使用過程中對環境保護和人體健康帶來不利影響，甚至有可能產生嚴重的后果。

例如，當在地鐵、隧道、地下室等通風不良的部位進行施工時，由于漿液本身具有較大的揮發性，因此產生的揮發物質會對施工人員的人體造成一定的損害，過量吸入丙酮、二甲苯蒸氣，對人的呼吸道、食道等器官會引起一定的麻醉作用，長期接觸也會對皮膚產生刺激作用。而更為嚴重的是，目前使用的聚氨酯灌漿材料均含低閃點溶劑，屬易燃液體(凡閃點低于61℃的液體均性易燃液體，傳統的聚氨酯灌漿材料的閃點一般在-10～20℃之間，在我國2002年公布的危險化學品名錄中，仍把聚氨酯化學灌漿材料列為中閃點易燃物品)，因此在施工現場對防火的要求非常高，稍有不慎有可能釀成重大后果。例如：2009年1月8日，華東某地鐵11號線施工現場發生火災，造成一死數傷，其原因就是電線短路引燃聚氨酯化學灌漿材料，2008年12月30日，北方某地鐵二號線隧道施工發生火災事故，也是由于切割時引燃防水材料造成的。這些事故的發生，不僅給人民的生命安全和財產造成損失，也給聚氨酯材料本身的應用造成負面影響。

同時由于傳統的聚氨酯灌漿材料屬于中閃點易燃液體，因此對運輸防火的要求也很高，需要專門的危險品運輸車運輸，不僅成本高，而且潛在的危險性也較大。

國際上，聚氨酯灌漿材料正在朝著適應環境保護、安全、高效、耐久等需求方向發展。國內的聚氨酯灌漿材料由于受到原材料和工藝技術、價格和市場等因素的制約，大多含有價格較低的丙酮或二甲苯等易燃溶劑。但是隨著國內多起由于操作不當引起的堵水材料失火的事故的發生，人們會越來越多的關注材料的安全性能。因此，研制出高閃點(在100℃以上)、不易燃、環保型的水溶性聚氨酯灌漿材料，不僅滿足國家倡導的“以人為本”的管理理念，也能為地鐵、煤礦等國家基礎建設提供有力的保證，具有非常重要的現實意義。同時由于可以作為普通物品運輸，因此對于各類搶險工程的及時性也能得到保證。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種高閃點環保型的水溶性聚氨酯化學灌漿材料，在保留原有水溶性聚氨酯灌漿材料綜合性能的基礎上，使本發明聚氨酯灌漿材料具有高閃點、不易燃，環保性能好的特點。

本發明所采用的技術方案是：高閃點環保型的水溶性聚氨酯化學灌漿材料，其特征是由異氰酸酯10～35重量份、親水性聚醚30～80重量份、增塑劑5～30重量份、高沸點復合溶劑10-50重量份和泡沫穩定劑0.5～3重量份組成；工藝過程如下：

(1)在裝有冷凝器、攪拌器的反應釜內加入親水性聚醚30～80重量份和增塑劑5～30重量份，在100～120℃下減壓脫水1～3小時，取樣，進行水份含量測定，水份含量＜0.10％，然后再加入異氰酸酯10～35重量份，反應溫度在70～90℃，反應時間在1.5～2.5小時，生成預聚體反應液；

(2)將步驟(1)生成的預聚體反應液冷卻降溫至40-50℃，再加入高沸點復合溶劑10-50重量份和泡沫穩定劑0.5-3重量份，攪拌均勻，即得到高閃點環保型水溶性聚氨酯化學灌漿材料。

所述的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯或多亞甲基多苯基多異氰酸酯。