[发明专利]一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂及其制备方法，属于管道修复用胶粘剂领域。

背景技术

随着我国城市化进程加快，人民生活水平的提高，环境保护力度的加大，传统的开挖方式越来越不适应现代化建设形式的需求，而非开挖铺管，修管和换管技术以其不影响后交通，铺管速度快，效率高，无环境破坏，不影响人们的正常工作，生活等一系列的优点越来越受到底下管道建设部门的青睐。在国内，非开挖工程的开展带动了非开挖技术的发展，部分非开挖设备已实现国产化。但与国外相比，国内非开挖工法少，服务领域窄，管线修复与更换技术刚起步，关键的测控仪器研制还处于原理机阶段，配料的材料较落后，复杂地质条件下铺管技术不成熟等。非开挖技术，不但减少路面开挖，降低施工费用及解决一些在传统开挖技术不能施工的问题，而且在修复旧管道及安装难度高的工程时，发挥了相当大的作用。非开挖作为一种新型的地下管线建设方法，最近十年来在中国得到迅猛发展。因此，抓紧时机大力发展非开挖技术，赶超国外先进水平已成为国内非开挖界义不容辞的责任。

张淑洁等发表的《管道翻衬修复技术用聚氨酯树脂体系配方的研究》（《复合材料学报》，2010年6月第3期），文中提到：国内外于20世纪80年代发展起来的管道翻衬修复技术是非开挖修复管道技术中的一种，它采用纺织纤维材料制作管状织物，对其进行防渗膜涂层和树脂浸渍处理，然后采用翻转法利用气压使之紧贴在旧管道内壁上，树脂固化成型后形成内壁光滑的管状纺织复合材料，从而形成对旧管道的防护与修复。聚氨酯树脂作粘结剂除粘结力高外还具有良好的耐磨、耐水、耐油、耐溶剂、耐化学药品、耐臭氧及耐细菌等性能，而目预聚体型聚氨酯树脂黏度高，因此可选用预聚体型聚氨酯树脂作为管道翻衬修复技术用树脂。

非开挖修复推广的难度在于修复费用的居高不下，使得很多中小城市望而止步，费用高的主要原因在于材料完全依赖进口的原因，使得修复成本大大提高。为了解决材料依赖进口这一问题，本专利利用聚氨酯预聚体以及固化剂自主研发了可用于局部修补的胶粘剂树脂体系，降低了利用此项技术的成本。目前国内外未见关于这项技术的产品及文献报道。

发明内容

为了降低非开挖管道修复的施工成本，减少国外产品对非开挖修复所需树脂的垄断程度，本发明提供一种生产成本低、性能满足施工要求的非开挖管道修复的聚氨酯胶粘剂。本发明还提供了该产品的制备方法。

一种非开挖管道修复用聚氨酯胶粘剂，其特征在于：包括以下重量百分比的原料：

聚氨酯预聚体    69—75%

固化剂          23—28%

消泡剂          2—3%。

所述聚氨酯预聚体包括以下重量百分比的原料：

聚醚                 13—17% 

聚碳酸酯二元醇       11%

MDI                  72—76%

其中聚醚选取N-210或N-220中的一种；聚碳酸酯二元醇选取分子量为1000或2000的聚碳酸酯二元醇；MDI为多亚甲基多苯基多异氰酸酯与四甲苯基二亚甲基二异氰酸酯的混合物，其中多亚甲基多苯基多异氰酸酯所占比例为60—72%，NCO%含量为34.1—35.0%。

进一步地，所述聚醚优选N-220，优选重量百分比为15%；所述聚碳酸酯二元醇优选分子量为2000的聚碳酸酯二元醇；所述MDI其中多亚甲基多苯基多异氰酸酯所占比例优选为65%，NCO%含量优选为34.3%。

在上述方案中，所述聚氨酯预聚体的合成方法为：在80℃条件下加入13—17%的聚醚与11%的聚碳酸酯二元醇，待到全部熔融后升温至130—145℃抽真空2—2.5小时，使真空度达到0.09MPa；然后使体系降温至70—75℃时加入72—76%的MDI，反应2—2.5小时，同时检测NCO%的含量，待到NCO%的含量达到 19.7%—20.6%时停止反应，在80℃下抽真空0.5—1小时，最后出料。

在上述方案中，所述固化剂的合成方法为：

（1）制备改性无机填料

首先称取硅烷偶联剂，在pH 值为 3—5 的 95% 的乙醇溶液中水解 20—45min 至澄清，得到硅烷偶联剂的水解液；在水中加入十六烷基三甲基溴化铵，充分乳化，然后加入硅烷偶联剂的水解液，搅拌混合均匀，加热至80 ℃～95 ℃，加入无机填料，在转速为150-250转/分的条件下搅拌30～180 分钟，抽滤，干燥；