用异氰酸酯残液制化学灌浆材料.pdf

本发明的目的是利用异氰酸酯残液为原料，以降低原聚氨酯灌浆材料成本;减少环境污染，并简化制备方法，以获得一种性能好的聚氨酯类灌浆材料。

本发明的化学灌浆材料是由两组份组成，一个组份是异氰酸酯残液，为第1组份，另一组份是一种混合物，为主的成份是羟基化合物为第2组份，并可配之以增塑剂、催化剂、交联剂、表面活性剂、无机填料及溶剂以改善各种性能。

灌浆材料的制备，只需将第2组份的各种成份按比例混合均匀待用，在现场灌浆时，1组份与2组份按比例均匀混合，然后用压注或浇注法灌入需加固防渗的基材、缝隙或微孔中，室温下即可固化、由于1、2组份在混合时放热，其温度的升高可以缩短固化时间。

组份1是异氰酸酯残液，即异氰酸酯在生产过程中，经蒸馏提出
成品后，留下的一种深色残液，其中含有大量的异氰酸酯多聚体，少部分异氰酸酯及清釜过种中加入的溶剂。这些残液异氰酸酯基含量为15-25%，通常为17-21%，其色泽为棕色或棕黑色，粘度大，稳定性稍差，所以难以用于一般聚氨酯产品的生产，弃之污染土壤和水源，国外多作为废物以燃烧法处理。由于这些异氰酸酯残液分子量大，蒸气压低，挥发性小，无刺激味，本发明用它直接作为化学灌浆材料的一个组份，对环境和人体无害，另外它与另一组份的羟基化合物和各种助剂作用固化后的止漏效果很好，说明其性能也符合要求，这些异氰酸酯可以是通用的各种异氰酸酯，例如：甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮异氰酸酯、苯撑异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯、萘撑异氰酸酯及多苯基多次甲基多异氰酸酯等生产中的残液，平均每个分子中有一个以上的异氰酸酯基即可。

组份2中的主体成分为羟基化合物，是平均每个分子中有两个以上的羟基的聚合物或予聚物，其分子量为250以上，可为聚醚、聚酯、聚丁二烯、醇酸树脂、聚丙烯酸树脂等。组份2中单独使用主成份即可，也可加入下列添加成份：可加入小分子量的羟基化合物，例如：甘油、三羟甲基丙烷、丁二醇、己二醇、丙三醇、己三醇、植物油、丙烯酸酯予聚物类、端羟基聚氨酯等。它们可以单用也可以几种混合起来用，这些分子量较小的羟基化合物和分子量较大的带羟基的聚氨酯予聚物可同时起到交联剂和内增塑剂的作用，对固化后的浆料材料的化学性质起调节作用，增加柔韧性，改善力学性能。另外还可以在2组份中加入外增塑剂它们是各种酯类化合物，例如：苯二甲酸酯、癸二酸酯、己二酸酯、磷酸酯等，其用量为主体羟基化合物的5-90%。

组份2中还可以加入催化剂，以加速灌浆材料的固化速度，有些成份还起交联的作用，它们可以是一些小分子胺类化合物，例如：三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙胺、二乙胺、乙二胺、己二胺等，作为催化剂还可以用有机金属类或金属
螯合物，例如：二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸铅、醋酸苯汞、乙酰丙酮的铁、钴、钒盐、以及环烷酸的钴、锌盐等。其催化剂的加入量为主体羟基化合物的0.01-10%。

组份2  中还可以加入表面活性剂，以提高灌浆料的润湿性能和渗透能力，调节发泡性能和泡孔的均匀性，本发明采用一种或几种表面活性剂，它们可以是：聚氧乙烯烷基醚类，例如：吐温（Tween）60、65、80;曲拉通（Triton）100等，也可以是聚氧乙烯酯类，例如Span：20、40、60、80，等;也可以是有机硅类，例如：水溶性硅油、水乳性硅油等，其中以非离子型表面活性剂最好，其用量为主体羟基材料的0.2-20%，最好为0.8-2.0%。

组份2中还加入有机溶剂，以降低灌浆料的粘度，提高渗透性。它们可以是有机酮、酯、烃、卤代烃类，例如：丙酮，甲乙酮、环己酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、二甲苯、200^井溶剂油、甲苯、苯、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、三氯乙烯等，其用量为主体羟基材料的5-80%。

对某些需要粘度较大场合，在组份2中可以添加无机填料，以增加浆料粘度，提高加固料的强度，减少渗漏和潮湿，它们可以是：水泥、白水泥、石膏粉、碳酸钙、滑石粉、陶土、氧化铁红，以及其它颜料和填料。其用量为主体羟基材料的10-60%。

组分1和组分2配比为：组份1用量为10-70%（重量），最好为20-35%，其余为组份2。

本发明的优点为：利用原来作为废物的异氰酸酯精馏提纯后残留物作为化学灌浆材料的主要原料，既防止了废物对环境的污染，又简化了原聚氨酯灌浆材料的制备工艺，不需要复杂的设备，不消耗能源，所以成本低廉，另外由于异氰酸酯残液分子量大，挥发性极小，制得的化学灌浆材料无异氰酸酯的刺激性气味，可免除对施工人员健康的危害。再则，本发明方法制得的灌浆材料粘度低，渗透性好，能充分渗
入被灌材料的微孔隙之中，并能自身或与材料中的微量水份反应后膨胀，并密切填充材料中的微孔和缝隙，起到防渗堵漏的作用，同时由于固化后聚氨酯灌浆材料与被处理基材的良好附着力，从而对基材起到加固增强作用。