非水溶性聚氨酯灌浆材料.pdfVIP

2005年第 2期 商丘职业技术学院学报 Vo1．4，No．2 第 4卷 (总第 17期 ) JOURNALOFSHANGQIU VOCATIONALANDTECHNICALCOLLEGE Apr．，2005 文章编号：1671—8127(2005)02—0065—02 非水溶性聚氨酯化学灌浆材料 李空军 ，刘万玲 ，耿 同谋。 (1．商丘市技工学校，河南 商丘 476000；2．商丘职业技术学院，河南 商丘 476000；3．商丘师范学院 化学系，河南 商丘 476000) 摘 要 ：灌浆材料的聚氨酯分两步制备，即多羟基化合物与多异氰酸酯反应制成预聚体，再加入一定量的助剂，即配成浆液， 经实际施工测试达到加固，堵水 ，防渗，补强的作用 ，效果较好． 关t词 ：聚氨酯 ；多羟基化合物与多异氰酸酯反应 ；助剂 ；浆液 中圈分类号 ：063 文献标识码：A 聚氨酯化学灌浆材料是八十年代发展起来的一种高效能灌浆材料，它是由聚氨酯树脂 、助剂及 固化剂组成．特点是遇水 反应，发泡固化 ，由于发泡压力而提高了浆液的扩散性能．它广泛应用于工程 中，起加 固、堵水 、防渗 、补强的作用． 聚氨酯灌浆材料——非水溶性 聚氨酯 的凝胶体为不含水的硬化树脂 ，具有 固结体强度高 ，抗渗性能好 ，但毒性大 、弹性 差 、价格高、湿粘强度低等特点 ，限制了它的应用．特别是弹性差，造成不适于变形较大缝隙的防水处理． 我省对聚氨酯材料 的研究较少，非水溶性聚氨酯灌浆材 的研 究和应用还是一项空 白．因此 ，开发弹性好 ，粘结强度高 ，价 格适宜的聚氨酯浆材具有很大的意义． 1 预聚体 的制备 作为灌浆材料的聚氨酯一般分两步制备．即多羟基化合物与多异氰酸酯反应制成预聚体，其中游离的——Nc0不遇 固化 剂 (包括水)是稳定的，一旦遇水或其他固化剂在常温下 即可发生反应 ，产生弹性体．这样既可以减少毒性和反应热，又能使固 结体的早期强度增加． 预聚体为低粘度的黄色或棕红色液体．在预聚体中加入一定量的助剂，即配成浆液． 在注浆过程 中，浆液遇水后 ，经一个诱导期便发生化学反应 ，放 出二氧化碳生成胺． 悒 一 R—NCO+H 0 一RNHCOOH 一R—NH +CO。生成的胺也含有活泼氢 ，继续与剩余 的异氰酸酯反应 ，相对 分子质量增大、交联、最后 固化 ：一R—NH 一+R… NCO R—NHc0一NHR ～．由于预聚体遇水反应 ，粘度增加 ，故不 会被水冲走．反应中释放的二氧化碳气体，使液相浆体发泡膨胀 ，产生 “第二次扩散”． 预聚体制备工艺为 ：取定量的多羟基化合物 ，在一定 的温度下 ，加入多异氰酸酯 ，升温搅拌 即得预 聚体．预 聚体反应 的温 度不宜过高和过低 ，温度较低反应时间较长 ，不经济 ；温度较高，易产生支化 ，粘度增加 ，甚至发生爆聚．反应时间应使预聚体 反应刚刚完全为宜 ，反应时间短 ，反应不完全 ，预聚体不稳定，达不到预期的效果．反应时间长 ，一NCO百分含量降低．反应完 全程度 ，可根据红外光谱检测 ，约 3400cm 处羟基的吸收峰消失为止．也可用胺滴定法测定一NCO百分含量，待实际测定量 与理论值相近为止． 2 浆液的配制及性能测试 弹性聚氨酯是一种嵌段共聚物 ，分子链是由硬段和软段相嵌而成．软段赋予固结体以弹性 ，硬段赋予聚合物机械性和粘 结性．具有柔顺长链分子是聚合物产生高弹性的根本原 因；同时为 了使 固结体具有一定耐热性及尺寸稳定性 ，必须使聚合物 具有一定 的交联密度．另外，相对分子质量 、一NCO含量、聚合程度 、固化剂的种类及用量也影响高分子的弹性． ’ 浆材 由预聚体 、增量剂、硫化剂 、增韧剂组成．有的原料兼具增量 、增韧、固化等多种作用．性能测试按常规的 “化学灌浆材 料性能试验操作规程 (草案)”进行．配方及性能见表 1． 2．1 配 方 l ，2 配方 1‘，2。为浅 (黄)色聚氨酯浆材 ，强度高 ，粘度小 ，延伸率适中，适用于裂缝 、变形缝 的灌浆．既有 良好 的防水性能 ，又 有与恢复整体强度的作用． 2 2 配 方 3 配方3。为单组分浅(黄)色灌浆材料是由预聚体及助剂组成，胶凝时间可适当调节，有适当的弹性 ，适