一种用于管道修复的双组份聚氨酯复合材料的制备方法与流程

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种用于管道修复的双组份聚氨酯复合材料的制备方法。

背景技术：

随着城市化进程的不断加快，相关部门对于城市管网的监督力度渐渐加强，绝大多数的管道在地下投入使用一定的年限后，都会不可避免地出现穿孔与泄露事故，现有技术的方式一般为开挖更换，会涉及到道路、地面障碍物的拆除、公共协调等因素。

非开挖管道修复作为一种新型的地下管线建设方法，以其不影响交通，铺管速度快，维修效率高，较小环境破坏，不影响人们的正常工作、生活等一系列的优点越来越受到管道建设部门的青睐，因此急需开发一种绿色环保、施工效率高且固化性能优异的管道修复材料，以满足非开挖管道修复的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于管道修复的双组份聚氨酯复合材料的制备方法，该方法制备的聚氨酯复合材料固化速度快、力学性能优异、耐化学腐蚀性好、绿色环保且施工效率高，适用于非开挖式管道快速修复。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于管道修复的双组份聚氨酯复合材料的制备方法，所述方法包括：

步骤1、首先将质量份数20～30的聚氨酯预聚物和10～20的异氰酸酯单体混合后，得到制备原料a组份；

步骤2、然后将质量份数35～45的聚醚二元醇加入到反应容器中，升温至125～145℃后抽真空，再使所述反应容器降温至70～75℃；

步骤3、再向降温后的反应容器中加入质量份数0.01～0.1的催化剂、7～15的无机填料、5～10的小分子交联剂以及1～5的功能性助剂，搅拌一定时间后使所述反应容器内的各组份混合均匀，得到制备原料b组份；

步骤4、将制备得到的a组份和b组份按质量比1～2：1混合后，放入真空干燥箱中进行抽真空干燥固化处理，得到双组份聚氨酯复合材料。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法制备的聚氨酯复合材料固化速度快、力学性能优异、耐化学腐蚀性好、绿色环保且施工效率高，适用于非开挖式管道快速修复，从而满足城市市政管道修复的性能要求，降低了管道修复工作中的成本，减少了市政管道维修给人民交通生活带来的不便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的用于管道修复的双组份聚氨酯复合材料的制备方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的用于管道修复的双组份聚氨酯复合材料的制备方法流程示意图，所述方法包括：

步骤1、首先将质量份数20～30的聚氨酯预聚物和10～20的异氰酸酯单体混合后，得到制备原料a组份；

在该步骤中，聚氨酯预聚物的合成方法为：

在80℃条件下向1000ml三口烧瓶中加入质量份25％的聚醚二元醇，升温至130℃抽真空2.5小时，除去聚醚二元醇中的水分，然后将反应温度降至75℃、搅拌器150转/分钟条件下，加入质量份40％的mdi、35％的tdi反应2.5-5小时，在-nco含量达到15-20％时停止反应，在80℃下抽真空1小时，最后出料，得到所需聚氨酯预聚物。

上述聚氨酯预聚物的质量份数优选为30。

另外，上述所采用的异氰酸酯单体为多亚甲基多苯基异氰酸酯(papi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)的混合物，其中：

多亚甲基多苯基异氰酸酯的-nco基团质量含量为30％～32％、黏度为150～350mpa·s；

甲苯二异氰酸酯的-nco％含量为48.2％、黏度为3.2mpa·s；

二苯基甲烷二异氰酸酯的-nco％含量为33.5％、黏度为5mpa·s。

具体实现中，优选-nco质量分数为30％、黏度为150-200mpa·s的多亚甲基多本基异氰酸酯；

上述异氰酸酯单体的优选质量份数为10。

步骤2、然后将质量份数35～45的聚醚二元醇加入到反应容器中，升温至125～145℃后抽真空，再使所述反应容器降温至70～75℃；

在该步骤中，所采用的聚醚二元醇为分子量1000或2000的聚丙二醇；优选聚醚多元醇为ppg-1000；

上述所采用的聚醚二元醇的质量份数优选为40。

步骤3、再向降温后的反应容器中加入质量份数0.01～0.1的催化剂、7～15的无机填料、5～10的小分子交联剂以及1～5的功能性助剂，搅拌一定时间后使所述反应容器内的各组份混合均匀，得到制备原料b组份；

在该步骤中，所采用的催化剂为有机锡类催化剂或胺类催化剂，优选二月硅酸二丁基锡作为催化剂，质量份数具体为0.01。

所采用的无机填料为硅灰石、水玻璃或双酚芴，优先选择水玻璃作为无机填料。

所采用的小分子交联剂为小分子胺类或小分子醇类，优选三乙醇胺作为小分子胺类交联剂。

所采用的功能性助剂为增塑剂、阻燃剂或偶联剂，根据使用需求进行添加。

步骤4、将制备得到的a组份和b组份按质量比1～2：1混合后，放入真空干燥箱中进行抽真空干燥固化处理，得到双组份聚氨酯复合材料。

其中，上述各原料的质量份数采用的单位可以是克或千克，质量份数的用量根据工艺需求进行调整。

下面以具体的实例对上述制备方法的过程及材料效果进行详细说明，如下表1所示，按照下表1中的质量份数将各原料准备好，并按照上述实施例的工艺过程进行操作，得到相应的双组份聚氨酯复合材料。

表1配方表

然后对上述对比例和三个实施例所得到的双组份聚氨酯复合材料进行性能测试，最终的测试数据如下表2所示：

表2双组份聚氨酯复合材料的测试参数

由上表2可知：与对比例相比，三个实施例制得的复合材料力学性能明显提高，相比于其它喷涂材料，聚氨酯材料喷涂时操作时间易调整，无溶剂，固化时间短，且粘聚力和防腐蚀能力更强，绿色环保、成本低、施工效率高，喷涂1min后就能凝固，4～6小时能完全固化；而且由于无机填料的加入会缩短固化诱导期，提高固化程度，从而获得高模量产品，使管道修复的效果更好，满足城市市政管道修复的性能要求，降低了管道修复工作中的成本，减少了市政管道维修给人民交通生活带来的不便。

值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。