[發明專利]水性聚氨酯?環氧互穿網絡超細水泥復合灌漿材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201711007165.1
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107721309A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 楊元龍;陳緒港;曾娟娟;張文超;于方;吳龍梅
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化灌工程有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B111/70
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及建筑材料領域，特別涉及一種水性聚氨酯-環氧互穿網絡超細水泥復合灌漿材料及其制備方法與應用。

背景技術

我國城市軌道交通保持快速發展勢頭，但高鐵隧道、地鐵車站、地鐵區間隧道結構變形縫滲漏水、施工縫滲漏水、結構混凝土滲水、混凝土上開裂是軌道交通建設和運營中常遇到的問題，治理這種病害最有效的方法是灌漿法。目前采用的灌注材料主要包括聚氨酯、環氧樹脂、水泥基類灌漿材料，但是聚氨酯灌漿材料的耐久性差，溶劑型環氧樹脂的毒性較大，無溶劑環氧樹脂的脆性較大，水性環氧樹脂的抗壓強度和粘結強度低，水泥基類灌漿材料的滲透性差，易出現沉降、泌水、與舊混凝土的相容性差等現象，這些均會導致堵漏效果達不到要求，影響列車的運營。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺點，提供一種可灌性好、粘結能力強、綠色環保的水性聚氨酯-環氧互穿網絡超細水泥復合灌漿材料。

本發明的另一目的在于提供一種上述水性聚氨酯-環氧互穿網絡超細水泥復合灌漿材料的制備方法。

本發明的再一目的在于提供上述水性聚氨酯-環氧互穿網絡超細水泥復合灌漿材料的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種水性聚氨酯-環氧互穿網絡超細水泥復合灌漿材料，由重量比為(0.5～0.7):0.01:1的甲組分、乙組分和超細水泥組成：

(1)甲組分包括以下按重量百分比計的組分：

(2)乙組分包含以下按重量百分比計的組分：

固化劑55.0％～60.0％

稀釋劑30.0％～35.0％

促進劑5.0％～10.0％。

甲組分中，所述聚醚多元醇是分子量為1000的聚醚二元醇(GE-210)；所述異氰酸酯是2,6-甲苯二異氰酸酯(TDI)；所述親水型擴鏈劑是二羥基甲基丙酸(DMPA)；所述環氧樹脂是雙酚A型環氧樹脂(E-51)；所述水是去離子水。

乙組分中，所述固化劑是二乙烯三胺和聚醚胺(T403)的復合固化劑，二乙烯三胺和聚醚胺的質量比為6:4～7:3；所述稀釋劑是丙酮；所述促進劑是2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)。

所述超細水泥是市售超細水泥，優選牌號為MFC-GM6000或MFC-GM8000的超細水泥。

上述水性聚氨酯-環氧互穿網絡超細水泥復合灌漿材料的制備方法，包括下述步驟：

(1)甲組分的制備：在密閉反應器內，加入聚醚二元醇(GE-210)，在溫度為105～115℃、真空度為-0.080～-0.086MPa的條件下脫水2～3h；然后降溫至50～55℃，加入2,6-甲苯二異氰酸酯(TDI)；再升溫至80～85℃，加入催化劑二月桂酸二丁基錫(DBTDL)反應3～4h；然后在75～80℃，加入二羥基甲基丙酸，反應3～4h，逐步加成聚合得到親水的聚氨酯預聚體；再降溫至70～75℃，加入未開環的雙酚A型環氧樹脂E-51，反應4～5h，得到聚氨酯-環氧樹脂互穿網絡聚合物；繼續降溫至50～55℃，加入開環劑二乙醇胺，攪拌反應8～9h；再繼續降溫到30～40℃，加入三乙胺中和反應30～45min，在高速攪拌下加入去離子水，剪切分散45～60min后得到甲組分；

(2)乙組分的制備：固化劑、稀釋劑丙酮和促進劑DMP-30按照比例混合攪拌均勻得到乙組分；

(3)將甲組分、乙組分和超細水泥按照重量比(0.5～0.7):0.01:1混合均勻，得到水性聚氨酯-環氧互穿網絡超細水泥復合灌漿材料。

步驟1中，各原料的配比為：2,6-甲苯二異氰酸酯與聚醚二元醇的摩爾比為(2.8～3.2):1，二羥基甲基丙酸占聚氨酯預聚體質量的5％～6％，催化劑二月桂酸二丁基錫(DBTDL)占聚氨酯預聚體質量的0.07％～0.22％；未開環的雙酚A型環氧樹脂E-51占聚氨酯預聚體質量的24％～28％；開環劑二乙醇胺的物質的量與雙酚A型環氧樹脂E-51的物質的量相同，三乙胺的物質的量與二羥基甲基丙酸DMPA的物質的量相同，去離子水的用量為聚氨酯-環氧樹脂互穿網絡聚合物總質量的2～3倍。

步驟2中，各原料的用量按重量百分比計為：固化劑55.0％～60.0％，稀釋劑30.0％～35.0％，促進劑5.0％～10.0％。

上述水性聚氨酯-環氧互穿網絡超細水泥復合灌漿材料的應用，可以用于城市地鐵施工縫、變形縫、隧道結構裂縫及無砟軌道床冒漿、防滲堵漏、開裂、離縫等的修補加固、防滲處理。