阻燃型高强柔性双液注浆材料及其制备方法
【专利说明】阻燃型高强柔性双液注浆材料及其制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种阻燃型高强柔性双液注浆材料及其制备方法。
【背景技术】
[0003]随着地下隧道、矿井、水电站、洞室以及高速路和高铁的迅猛发展，所遇到的工程地质问题也越来越多，很多问题需要快速有效的处理。在这种条件下，快速凝固型的注浆技术是巷道围岩控制以及混凝土、高速路裂隙处理的有效途径。
[0004]当前常用的无机注浆材料，如水玻璃、水泥等，虽然成本低，反应不放热，但是固化时间长，渗透性和韧性差。现有的有机注浆材料虽然力学性能优异、固化速度可调，但是阻燃性差、成本高。如中国专利文献CN102504184A公开了一种增强型水性聚氨酯固化剂的制备方法，在水性聚氨酯固化剂中引入PPG以此来增加亲水性能；中国专利文献CN103756291A公开了一种聚氨酯-水玻璃复合灌浆材料及其制备方法与应用，其采用预聚体来做，制作过程复杂且产品的性能及稳定性不易控制。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种稳定性好、柔韧性好、抗压强度高且成本低的阻燃型高强柔性双液注浆材料，同时公开了工艺简单的制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
设计一种阻燃型高强柔性双液注浆材料，包括使用时按0.65?1.3:1的重量比混合的A组分和B组分，以重量份计，
所述A组分包括聚丙二醇(PPG) 8?20份、水8?12份、水玻璃60?80份、山梨醇2?6份、表面活性剂0.5?2份、催化剂I?3份；
所述B组分包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯60?80份、乙酰基柠檬酸酯20?40份。
[0007]上述阻燃型高强柔性双液注浆材料的制备方法，包括如下步骤:
(1)A组分制备:向8?20份聚丙二醇中加入8?12份水，搅拌均匀后再依次加入60?80份水玻璃、2?6山梨醇、0.5?2份表面活性剂、I?3份催化剂，继续搅拌均匀即成；
(2)B组分制备:向60?80份多亚甲基多苯基多异氰酸酯中加入20?40份的乙酰基柠檬酸酯，搅拌均匀后即成；
(3)混合:将A组分和B组分按0.65?1.3:1的重量比混合均匀，常温反应固化。
[0008]与以往的灌浆材料不同，本发明用水溶性的PPG和水玻璃混合可以和异氰酸酯协同反应，进行固化。制作工艺简单，注浆材料稳定性好。
[0009]上述聚丙二醇可优选为PPG200、PPG400、PPG600、PPG800中的至少一种。
[0010]上述水玻璃可优选为模数为2.2?2.9的硅酸钠或硅酸钾溶液。
[0011]上述表面活性剂可优选为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基氯化铵中的至少一种。
[0012]上述催化剂可优选为三乙烯二胺、二甲基乙醇胺、三亚乙基二胺、五甲基二乙烯三胺、双(3-二甲氨基丙基)胺、三(二甲氨丙基)六氢三嗪中的至少一种。
[0013]上述多亚甲基多苯基多异氰酸酯可优选为PM200。
[0014]上述乙酰柠檬酸酯可优选为乙酰基柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三戊酯、乙酰柠檬酸三己酯中的至少一种。
[0015]本发明具有积极有益的技术效果:
1.在材料组份中引进了无机水玻璃，相比于目前常用的聚氨酯、环氧树脂及聚丙烯酸盐等高分子有机注浆材料，本发明所述的双液注浆材料阻燃性能优异、成本低。
[0016]2.由于PPG和多亚甲基多苯基多异氰酸酯是在注浆时发生的反应，更容易和一起固化的水玻璃形成三维空间网状结构，因而具有很好的抗压强度；乙酰柠檬酸酯的加入使得注浆材料柔韧性增加，大大提高了材料的粘结力以及抗折强度。
[0017]3.本发明所述的双液注浆材料粘度低、固化时间可调。所用原料均可从市场购得，且不需要加工处理，工艺流程简单，贮存期长，更有利于推广应用。
[0018]
【具体实施方式】
[0019]以下结合具体实施例进一步阐述本发明。下述实施例中所用的原材料等，如无特别说明，均为市售。
[0020]实施例1 一种阻燃型高强柔性双液注浆材料，制备方法如下:
(1)A组分制备:称取8份PPG400、加入8份水并搅拌均匀，然后加入78.5份模数为2.3的水玻璃、2份山梨醇、0.5份十六烷基三甲基氯化铵、3份催化剂三乙烯二胺，继续搅拌均匀，封装备用；
(2)B组分制备:称取80份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯加入20份的乙酰柠檬酸三戊酯并搅拌均匀，封装备用；
(3)混合固化:将A组分和B组分按照A:B=1:1的质量比混合并搅拌均匀，常温反应固化。
[0021]在常温下测试该材料6小时的产品指标如下:
抗压强度:70.3MPa ;抗折强度:26MPa ;抗折实验时的最大形变:6.1mm ；
粘结强度:2.7MPa ;氧指数:50.2%。
[0022]实施例2 —种阻燃型高强柔性双液注浆材料，制备方法如下:
(1)A组分制备:称取8份PPG200、8份PPG600，加入12份水并搅拌均匀，然后加入64份模数为2.9的水玻璃、4份山梨醇、0.5份十八烷基三甲基氯化铵、0.5份十八烷基三甲基溴化铵、I份五甲基二乙烯三胺、2份双(3-二甲氨基丙基)胺，继续搅拌均匀，封装备用；
(2)B组分制备:称取60份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯加入20份的乙酰柠檬酸三乙酯、20份的乙酰柠檬酸三己酯并搅拌均匀，封装备用；
(3)混合固化:将A组分和B组分按照A:B=1:1质量比混合并搅拌均匀，并在常温下测试材料6小时的产品指标如下:
抗压强度:63.2MPa ;抗折强度:2IMPa ;抗折位移:12.4mm ;粘结强度:3.5MPa ;氧指数:48.3%ο
[0023]实施例3 —种阻燃型高强柔性双液注浆材料，制备方法如下:
(1)制备A组分:称取6份PPG400、10份PPG800，加入12份水并搅拌均匀，然后加入66份模数为2.8的水玻璃、3份山梨醇、I份十六烷基三甲基氯化铵、2份三(二甲氨丙基)六氢三嗪，继续搅拌均匀，封装备用；
(2)制备B组分:称取70份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯