[发明专利]一种环保型聚氨酯堵水加固材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型聚氨酯堵水加固材料及其制备方法。本发明适用于煤矿及其他建筑物基础防渗加固处理，有效解决了复杂地质条件下，煤岩体加固防塌方、顶板稳定性控制、片帮、渗漏水及涌水、空穴的快速处理等问题。

背景技术

聚氨酯注浆材料是以多异氰酸酯与多羟基化合物经聚合反应制备的化学注浆材料，广泛应用于水利水电、建筑、交通工程和采矿领域中，对变形缝、施工缝、结构缝起到防水堵漏作用，对建筑物地基复杂地层起到加固补强等作用。

聚氨酯堵水加固材料是聚氨酯与一些添加剂所组成的化学注浆，遇水以后能立即与水发生扩链、支化及交联反应，产生CO₂气体，造成体积膨胀并最终生成一种不溶于水的，有一定强度的凝胶状固结体。聚氨酯注浆材料分为加固材料和堵水材料两种。其中，加固材料多采用分子量较小的聚醚多元醇与官能度较大的多异氰酸酯反应，以获得较大的强度。但遇到大量动水时，堵水效果较差。堵水材料多应用分子量较大的聚醚多元醇，但其强度较加固材料低。国内研究、应用聚氨酯堵水加固材料已有30多年的历史，但由于为了获得良好的包水性能，需要选用长链的聚醚多元醇作为原料。并且，为了防止制备过程中的凝胶现象，故选用的多为双官能度的异氰酸酯。所以，预聚体法制备的堵水材料遇水反应生成的固结体力学强度较差。特别是当原本需要堵水的部位在堵水过后一段时间后，由于水分的散失，会导致固结体缺水回缩，与岩体的粘结面开裂。重复堵水效果较差，安全性低。

现有的亲水性聚氨酯堵水加固材料多为预聚体法制备，得到的预聚体粘度较大，需要添加溶剂稀释到合适的粘度。使用的稀释剂多为丙酮、二甲苯等有机溶剂。沸点低，易燃。无论是对生产工人还是施工人员都有较大的危害。在矿用环境中，由于有机溶剂的挥发，会有爆炸的危险。而多年以来，国内外有大量因为切割注浆固结体引起的火灾的报道。并且由于其挥发、易燃性，对贮存与运输的设备要求比较高，提高了成本，在煤矿使用过程中还存在安全隐患。

当前，随着各国对环保节能和安全生产的日益重视，对聚氨酯堵水加固材料的强度、安全性和环保性提出了更高的要求。

发明内容

本发明旨在提供一种环保型聚氨酯堵水加固材料及其制备方法，在保留原有聚氨酯堵水加固材料综合性能的基础上，使本发明聚氨酯堵水加固材料具有兼顾加固、堵水双重性能的特点，并且粘度低、强度高、环保性好、不易燃、耐候性良好。

本发明采用的技术方案是：

本发明环保型聚氨酯堵水加固材料，其特点在于：所述的环保型聚氨酯堵水加固材料是由组份A和组份B按质量比6～9：1混合后得到；

所述组份A是由异氰酸酯D₁与聚合物多元醇E₁通过聚合反应生成的预聚体，与惰性稀释剂、异氰酸酯D₂混合而来，所述组分A中各原料按质量份数构成为：

所述组份B中各原料按质量份的构成为：

聚合物多元醇E₂  20～50份，

催化剂          0.5～3份，

泡沫稳定剂      0.5～2份。

所述异氰酸酯D₁为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。

所述异氰酸酯D₂为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种。

所述聚合物多元醇E₁为亲水聚醚多元醇，官能度3～5，分子量3000～8000，羟值为20～50mgKOH/g。

所述聚合物多元醇E₂为聚醚多元醇或聚酯多元醇，官能度2～6，分子量300～1000，羟值为100～500mgKOH/g。

所述惰性稀释剂为烷基磷酸酯类或丙二醇碳酸酯。

所述催化剂为三乙醇胺、三乙烯二胺与二月桂酸二丁基锡的一种或几种组成的协效催化剂。

所述泡沫稳定剂为硅-碳键非水解型聚硅氧烷-聚醚共聚物。

本发明环保型聚氨酯堵水加固材料的制备方法，其特点在于是由以下步骤制备而得：