[發明專利]一種涂抹在水位變幅帶內紅砂巖表面改性聚氨酯材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010513456.3
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111690108A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 張振華;劉澤峰
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08G18/76;C09D175/08;C09D127/06;C09D111/02;C09D197/02;C09D7/61;C09D7/63;C09D5/18;C09D5/08;C04B41/50
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 王玉芳

本發明涉及一種涂抹在水位變幅帶內紅砂巖表面改性聚氨酯材料及其制備方法。材料包括：A組分和B組分，其中A組分包括硅酸鈉溶液、催化劑、增塑劑、納米二氧化鈦；B組分包括二異氰酸酯（MDI）、聚丙二醇（PPG）、防水劑。本發明材料既擁有傳統聚氨酯加固材料加固性能良好、無毒等優點，加入防水劑能有效提高該材料的耐水性能，并緊緊附著在紅砂巖表面隔水與，從而隔絕水環境，以抑制紅砂巖物理力學性能的劣化；最后，考慮到水位變幅帶內枯水期紅砂巖長期經歷大量太陽紫外線輻射，造成紅砂巖失水并進一部導致紅砂巖表面脫落與內部開裂，最終導致紅砂巖物理力學性能的劣化，加入納米二氧化鈦可以有效提高其抗老化能力。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，涉及一種涂抹在水位變幅帶內紅砂巖改性聚氨酯材料及其制備方法。

背景技術

水庫水位變幅帶內，巖體長期處于庫水浸泡及強紫外線輻射作用下的環境中。該巖體遇水后最容易發生宏觀力學強度劣化。水位變幅帶內紅砂巖的強度劣化原因主要有以下兩點：其一是蓄水階段，庫水在滲透壓作用下沿著巖體表面的孔隙進入巖體內部與礦物發生物理化學反應，特別是砂巖內部的粘土礦物與水之間發生水化反應，導致粘土礦物吸水膨脹；其二是枯水階段，陽光的強輻射與熱量造成巖體內部的水分蒸發，又會使得粘土礦物失水收縮。水庫的周期性運行會導致紅砂巖出現周期性的脹縮效應，進而使得砂巖內部顆粒之間的膠結作用變弱，這是紅砂巖宏觀力學強度發生劣化的主要原因，而目前而對于紅砂巖“濕干交替”作用這種特殊環境下表面隔水以及抗老化性能專項研究甚少。

此外，考慮到水位變幅帶紅砂巖所處特殊環境，必須要求加固材料無毒，而目前傳統聚氨酯材料的使用大多數都是通過加入阻燃劑實現阻燃性規范要求，例如目前市面上普遍使用應型阻燃劑或添加型阻燃劑，兩類阻燃劑主要是含磷或素等阻燃元素的化合物，如201610853385.5一種新型聚氨酯材料使用氯化石臘含鹵素的阻燃劑。而含磷或素等阻燃元素的化合物易對消落帶周圍水質、土壤環境造成污染。此外如201410083359.0中的改型聚氨酯材料，其原料中含有劇毒的酮類，易對水庫周圍水質造成污染，不宜用于水庫變幅帶紅砂巖的加固。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種涂抹在水位變幅帶內紅砂巖表面改性聚氨酯材料及其制備方法，阻燃性能好、無毒、粘結力、耐水性強，能有效增強紅砂巖抗拉、抗壓強度并隔絕水環境。

本發明采用的技術方案：

一種涂抹在水位變幅帶內紅砂巖表面改性聚氨酯材料，所述材料包括按照A、

B組分，A、B組分的體積比(0.5-1.5)：(0.5-1.5)；

A組分包括按重量份計的以下組分：

硅酸鈉溶液：40～60份；

催化劑：5～10份；

增塑劑：5～10份；

納米二氧化鈦：5～30份；

B組分包括按重量份計的以下組分

二異氰酸酯(MDI)：40～100份；

聚丙二醇(PPG)：30～90份；

防水劑：15～30份。

優選地，所述硅酸鈉溶液：波美度為35-50°，模數為2.0-3.0。

優選地，所述催化劑為三乙胺或二月桂酸二丁基錫或其組合。

優選地，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯或二辛酯或磷酸三苯酯或其組合。

優選地，所述二異氰酸酯(MDI)的(異氰酸基)體積百分數含量為25-29％。

優選地，所述聚丙二醇(PPG)的羥基規格體積百分數含量為60-62.5mgKOH/g。