專利名稱：聚氨酯預(yù)聚體、聚氨酯灌漿材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯預(yù)聚體制備方法，由該方法得到的聚氨酯預(yù)聚體以及一種 聚氨酯灌漿材料。
背景技術(shù)：
我們經(jīng)?？蓮乃淼?、地下道及各種不同型態(tài)建筑構(gòu)造物上，發(fā)現(xiàn)諸多的漏水現(xiàn)象， 然而一般(傳統(tǒng)式)都將漏水處打開成V-Cut狀，以速凝水泥等材料施以表面覆蓋封填止 水，然而這一類的施工作法，所達到的效果往往只有處理表面5 IOcm的阻擋效用，卻無法 達到一定程度上的深層填補與止水作用，在一段時間后又會再產(chǎn)生二次或三次漏水。這是 因為從隧道或構(gòu)造物外側(cè)土壤內(nèi)與地盤流出的地下水，經(jīng)由裂縫、二次接縫、包泥處或蜂巢 等處流出，止水行為若不能達到深層的固結(jié)與封填并加以阻擋，則將很難達到長久止水效 能。所以建筑業(yè)以采用逆行性高壓灌注止水工法，效果卓越，廣為建筑界、營造界一些 重大建設(shè)工程之業(yè)主接受；如地下鐵、衛(wèi)生下水道、捷運系統(tǒng)等，甚至一般建筑工地及民宅 修護等。聚氨酯灌漿材料是一種防滲、堵漏的高效材料。它是聚氨基甲酸酯的高聚物，由異 氰酸酯和多羥基聚醚反應(yīng)而成的聚氨酯樹脂，與其他有關(guān)助劑共同組成的化學(xué)漿液。聚氨 酯灌漿材料具有其他漿液(如丙烯氨酰、水玻璃類、木質(zhì)素類、脲醛樹脂類等)所沒有的優(yōu) 點，因此會在未來廣泛應(yīng)用于土木工程建筑中的錨固、加固、密封、防水封、防水等工程上。由于聚氨酯漿液中含有過量未反應(yīng)的異氰酸酯基因，其漿液遇水后立即產(chǎn)生化學(xué) 反應(yīng)，并產(chǎn)生二氧化碳氣體，造成體積迅速膨脹，產(chǎn)生較大膨脹壓力，并促進漿液二次膨脹， 加大擴散范圍，最終交聯(lián)生成不溶于水的聚合體，即有一定強度的硬性凝膠體?，F(xiàn)有的聚氨酯灌漿材料主要采用TDI等多異氰酸酯作為原料，但是TDI等具 有較大揮發(fā)性，易造成對施工人員以及環(huán)境的負面影響。而現(xiàn)有的環(huán)保型聚氨酯灌漿 材料在發(fā)泡倍率以及抗收縮效果仍然存在不完善的地方，仍需要進一步改進。根據(jù) Q/320282NS012-2009檢測標準常規(guī)的產(chǎn)品膨脹率達到15-20倍，收縮率為5-10%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服了現(xiàn)有的聚氨酯灌漿材料難以同時兼顧環(huán) 保性以及高效發(fā)泡率和抗收縮率的缺陷，提供了一種新型聚氨酯預(yù)聚體及聚氨酯灌漿材 料，以及它們的制備方法。本發(fā)明的聚氨酯灌漿材料為一種單組份的疏水型灌漿材料，具有 較高的發(fā)泡效率和尺寸穩(wěn)定性，擴展了環(huán)保型聚氨酯灌漿材料的應(yīng)用范圍。本發(fā)明的目的之一在于提供了一種聚氨酯預(yù)聚體的制備方法，其包括下述步驟 將有機多異氰酸酯化合物與有機多羥基化合物混合后進行反應(yīng)即可；其中所述有機多異氰 酸酯化合物中的-NCO與所述有機多羥基化合物中的-OH的摩爾比為4-15 1;所述有機多 異氰酸酯化合物選自多亞甲基多苯基多異氰酸酯(簡稱PAPI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(簡稱MDI)和碳化二亞胺改性MDI 5412中的二種或兩種以上；所述有機多羥基化合物包括官 能度為2-4且數(shù)均分子量為300-5000的下述物質(zhì)中的一種或多種聚醚多元醇、聚酯多元
醇和聚醚-聚酯多元醇。其中，所述的碳化二亞胺改性MDI 5412為山東東大一諾威聚氨酯有限公司的產(chǎn)品。在本發(fā)明一較佳的實施方式中，所述有機多羥基化合物為官能度2-4且數(shù)均分子 量為300-5000的下述物質(zhì)中的一種或多種聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚醚_聚酯多元醇。本發(fā)明中，所述的聚醚多元醇較佳地為聚環(huán)氧乙烷多元醇、聚環(huán)氧丙烷多元醇和 聚環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷多元醇中的一種或多種。在本發(fā)明另一較佳的實施方式中，所述有機多羥基化合物還包括數(shù)均分子量為 60-400的小分子脂肪族多元醇。其中，所述小分子脂肪族多元醇較佳地為丙二醇、丁二醇、 己二醇和三羥甲基丙烷中的一種或多種。所述小分子脂肪族多元醇的用量較佳地為所述有 機多羥基化合物總質(zhì)量的50%以下，更佳地為10-50%。本發(fā)明中，所述PAPI的用量較佳地為1_98%，更佳地為60_90% ；所述MDI的用 量較佳地為1_98%，更佳地為10-40% ；所述碳化二亞胺改性MDI5412的用量較佳地為 1-98%，更佳地為10-40% ；所述百分比為占所述有機多異氰酸酯化合物總質(zhì)量的百分比。本發(fā)明中，所述MDI可選用本領(lǐng)域各種規(guī)格的MDI，本發(fā)明優(yōu)選MDI-100。所述PAPI 可選用本領(lǐng)域各種規(guī)格的PAPI，本發(fā)明優(yōu)選煙臺萬華聚氨酯股份有限公司的PM200，上海 拜耳(中國)有限公司的44V20和巴斯夫的M20S中的一種或多種。本發(fā)明中，所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度可根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)方法進行選擇，較佳地為 80-85°C。所述反應(yīng)的反應(yīng)時間可根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)方法進行選擇，以使有機多異氰酸酯化合 物的含量不再變化為佳，一般為2-3小時。在本發(fā)明一較佳的實施方案中，在進行所述反應(yīng)前對所述有機多羥基化合物進行 脫水脫氣處理，降溫至10-40°C后加入所述有機多異氰酸酯化合物進行反應(yīng)。所述的脫水脫 氣處理可采用本領(lǐng)域常規(guī)的脫水脫氣方法進行，較佳地為于80-100°C抽真空脫水脫氣2-3 小時。在本發(fā)明一較佳的實施方式中，所述反應(yīng)在有機共溶劑中進行，所述有機共溶劑 選自芳烴、脂肪烴、酮和鹵代烴中的兩種以上。加入有機共溶劑可以降低反應(yīng)中生成的預(yù)聚 物的粘度，有利于反應(yīng)更加均勻地進行。所述芳烴可選用本領(lǐng)域各種常規(guī)使用的芳烴類溶 劑，較佳地為苯、二甲苯和甲苯中的一種或多種。所述酮可選用本領(lǐng)域各種常規(guī)使用的酮類 溶劑，較佳地為丙酮和/或丁酮。所述氯代烴可選用本領(lǐng)域各種常規(guī)使用的氯代烴類溶劑， 較佳地為二氯甲烷。較佳地，所述有機共溶劑為丙酮和二甲苯。所述有機共溶劑的用量可 根據(jù)本領(lǐng)域聚氨酯灌漿材料中使用的有機溶劑的常規(guī)用量進行選擇，較佳地為所述聚氨酯 預(yù)聚體質(zhì)量的5 %以下，但不包括0 %。本發(fā)明中所述的聚氨酯預(yù)聚體為由有機多異氰酸酯化合物和有機多羥基化合物 聚合得到的有機物。在本發(fā)明另一較佳的實施方式中，在進行所述反應(yīng)前對所述有機多羥基化合物脫 水脫氣處理，降溫至10-40°C后，加入所述有機多異氰酸酯化合物和所述有機溶劑共同進行 反應(yīng)；所述有機溶劑的種類和用量同前述。
本發(fā)明的目的之二在于提供了 一種由上述方法制得的聚氨酯預(yù)聚體。在所述聚氨 酯預(yù)聚體中，-NCO的質(zhì)量百分比為1_30%。本發(fā)明的目的之三在于提供了一種聚氨酯灌漿材料，其包括下述組分本發(fā)明所 述的聚氨酯預(yù)聚體、所述有機共溶劑、催化劑、緩聚劑和表面活性劑。在本發(fā)明一較佳的實施方式中，所述聚氨酯灌漿材料由所述的聚氨酯預(yù)聚體、所 述有機共溶劑、催化劑、緩聚劑和表面活性劑組成。較佳地，本發(fā)明的聚氨酯灌漿材料還可根據(jù)需要包括本領(lǐng)域中常規(guī)添加的其他改 性劑，如增塑劑、增強劑和填料中的一種或多種。在本發(fā)明另一較佳的實施方式中，所述聚氨酯灌漿材料由所述的聚氨酯預(yù)聚體、 所述有機共溶劑、催化劑、緩聚劑、表面活性劑和增塑劑組成。其中，所述催化劑指聚氨酯灌漿材料中各種常規(guī)使用的催化劑，如叔胺類催化劑 和/或有機金屬類催化劑。所述的叔胺類催化劑可選用聚氨酯灌漿材料領(lǐng)域中常用的各種 叔胺類催化劑，較佳地為三乙胺、三乙烯二胺、N-甲基嗎啡啉和二甲基芐胺等中的一種或多 種。所述有機金屬類催化劑可選用聚氨酯灌漿材料領(lǐng)域中常用的各種有機金屬類催化劑， 較佳地為有機錫類催化劑，更佳地為二月桂酸二丁基錫和/或丁酸亞錫等。其中，所述聚氨酯灌漿材料中有機共溶劑的用量根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)方法進行選擇， 較佳地為所述預(yù)聚體質(zhì)量的5-50%。其中，所述催化劑的用量可選用本領(lǐng)域此類催化劑的常規(guī)用量，較佳地為預(yù)聚體 質(zhì)量的0. 1% -5%0其中，所述緩聚劑可選用聚氨酯灌漿材料中各種常規(guī)使用的緩聚劑，較佳地為弱 酸類緩聚劑，更佳地為磷酸或苯甲酰氯。其中，所述緩聚劑的用量可選用本領(lǐng)域緩聚劑的常規(guī)用量，較佳地為預(yù)聚體質(zhì)量 的 0. 1-1%。其中，所述表面活性劑可選用聚氨酯灌漿材料中各種常規(guī)使用的表面活性劑，如 離子型表面活性劑和/或非離子型表面活性劑，較佳地為水溶性硅油、聚乙烯基吡咯烷酮、 吐溫80和吐溫60等中的一種或多種。其中，所述表面活性劑的用量可選用本領(lǐng)域表面活性劑的常規(guī)用量，較佳地為預(yù) 聚體質(zhì)量的1-10%。其中，所述增塑劑可選用聚氨酯灌漿材料中各種常規(guī)使用的增塑劑，較佳地為二 丁酯、二辛酯和磷酸三苯酯中的一種或多種，較佳地為鄰苯二甲酸二辛酯(簡稱D0P)和/ 或鄰苯二甲酸二丁酯。其中，所述增塑劑的用量可選用本領(lǐng)域增塑劑的常規(guī)用量，較佳地為所述預(yù)聚體 質(zhì)量的1-30%。其中，所述增強劑或所述填料的用量皆可采用本領(lǐng)域常規(guī)用量。所述增強劑包括 補強劑，如炭黑等。本發(fā)明所述聚氨酯灌漿材料的制備方法為將各組分充分攪拌混合即可。本發(fā)明中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本發(fā)明各 較佳實施例。本發(fā)明的原料和試劑皆市售可得。
本發(fā)明的積極進步效果在于1、本發(fā)明提供了一種新型的單組份疏水型聚氨酯灌漿材料。本發(fā)明的灌漿材料為 一種環(huán)保型的灌漿料，對環(huán)境以及人員毒性小，并且該灌漿材料還能夠很好地改善發(fā)泡率 和抗收縮性能，具有更廣泛的應(yīng)用范圍及前景。2、本發(fā)明的灌漿材料為單組份材料，不需要將催化劑與其他組分分別包裝，降低 了包裝成本，更加便于使用與運輸。
具體實施例方式下面用實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制，實施例中的原料均 為常規(guī)市售產(chǎn)品。PAPI為煙臺萬華聚氨酯股份有限公司的PM200。碳化二亞胺改性MDI 5412購于山東東大一諾威聚氨酯有限公司生產(chǎn)。MDI-100購于煙臺萬華聚氨酯股份有限公司。實施例1—、聚氨酯預(yù)聚體的制備方法反應(yīng)在一個裝有攪拌器、熱電偶溫度計和氯化鈣干 燥管的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)進行。具體操作為將30克N-204聚醚(數(shù)均分子量為400的二元醇)投入反應(yīng)釜， 升至100士2°C，攪拌，抽真空脫水脫氣3小時，降溫至40士2°C，后加入180克PAPI和20 克MDI-100 (有機多異氰酸酯化合物中的-NCO與有機多羥基化合物中-OH的摩爾比為 10 1)，在80士2°C反應(yīng)2小時，降溫到40°C得聚氨酯預(yù)聚體230克。二、聚氨酯灌漿材料的制備在上述聚氨酯預(yù)聚體中加入提前準備的復(fù)配包，其 中包括1. 3克三乙烯二胺，7. 5克吐溫60，0. 23克磷酸，20克D0P，7. 59克二甲苯和20克 丙酮，攪拌到得到一個穩(wěn)定的透明液體，即為聚氨酯灌漿材料，其性質(zhì)如下固含量(％ ) 83% ；固化時間(加入5%水后的固化時間/25°C ) :360s ；粘度(25°C ) :230mP. s ；發(fā)泡率 2900% ；抗壓強度16MPa ；收縮率(25°C，24小時后)2%0實施例2一、聚氨酯預(yù)聚體的制備方法在與實施例1相同的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，將40克 EP-330N聚醚(數(shù)均分子量為5000的聚醚三元醇)投入反應(yīng)釜，升至100士2°C，攪拌，抽真 空脫水脫氣3小時，降溫至40士2°C后加入150克PAPIUO克MDI-100和30克碳化二亞胺 改性MDI 5412 (有機多異氰酸酯化合物中的-NCO與有機多羥基化合物中-OH的摩爾比為 15 1)，在80士2°C反應(yīng)2小時，降溫到40°C得到聚氨酯預(yù)聚體230克。二、聚氨酯灌漿材料的制備在上述聚氨酯預(yù)聚體中加入提前準備的復(fù)配包，其 中包括2克二甲基芐胺，7. 5克吐溫80，0. 23克苯甲酰氯，20克D0P，5. 5克二氯甲烷和30 克丙酮，攪拌到得到一個穩(wěn)定的透明的液體，即為聚氨酯灌漿材料，其性質(zhì)如下固含量 81% ；固化時間(加入5%水后的固化時間/25°C ) :200s ；粘度(25°C ) :380mP. s ；發(fā)泡率 2600% ；抗壓強度15MPa ；收縮率(25°C，24小時后)3%0實施例3一、聚氨酯預(yù)聚體的制備方法在與實施例1相同的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，將40克 DL-2000聚醚(數(shù)均分子量為2000的二元醇)和4. 5克1，4 丁 二醇投入反應(yīng)釜，升
6至100 士 2°C，攪拌，抽真空脫水脫氣3小時，降溫至40 士 2°C后，加入170克PAPI和30 克MDI-100 (有機多異氰酸酯化合物中的-NCO與有機多羥基化合物中-OH的摩爾比為 10.5 1)，在80士2°C反應(yīng)2小時，降溫到40°C得到聚氨酯預(yù)聚體244. 5克。二、聚氨酯灌漿材料的制備在上述聚氨酯預(yù)聚體中加入提前準備的復(fù)配包，其中 包括1克三乙烯二胺，0. 2克二月桂酸二丁基錫，7. 5克吐溫80，0. 5克磷酸，25克D0P，5. 2 克二甲苯，30克丙酮，攪拌到得到一個穩(wěn)定的透明的液體，即為聚氨酯灌漿材料，其性質(zhì)如 下固含量80%;固化時間(加入5%水后的固化時間/25°C) :350s ；粘度(25°C ) :160mP. s;發(fā)泡率2900% ；抗壓強度14MPa ；收縮率(25°C，24小時后)2%0實施例4一、聚氨酯預(yù)聚體的制備方法在與實施例1相同的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，將30克 SA-380聚醚(數(shù)均分子量為590的四元醇)投入反應(yīng)釜，升至100士2°C，攪拌，抽真空脫水 脫氣3小時，降溫至40士2°C后加入190克PAPI和10克MDI-100 (有機多異氰酸酯化合物 中的-NCO與有機多羥基化合物中-OH的摩爾比為4. 5 1)，在80士2°C反應(yīng)2小時，降溫 到40°C得到聚氨酯預(yù)聚體230克。二、聚氨酯灌漿材料的制備在上述聚氨酯預(yù)聚體中加入提前準備的復(fù)配包，其中 包括1. 3克三乙烯二胺，7. 5克吐溫80，1克苯甲酰氯，5克DOP，6克二甲苯，50克丙酮，攪拌 到得到一個穩(wěn)定的透明的液體，即為聚氨酯灌漿材料，其性質(zhì)如下固含量79. 5% ；固化時 間(加入5%水后的固化時間/250C ) :340s ；粘度(250C ) :200mP. s ；發(fā)泡率:3000%;抗壓 強度14MPa;收縮率(25°C，24小時后)3%0實施例5一、聚氨酯預(yù)聚體的制備方法在與實施例1相同的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，將20克3360 聚酯(數(shù)均分子量為600的三元聚酯)，20克N210 (數(shù)均分子量為1000的二元醇)投入反 應(yīng)釜，升至100士2°C，攪拌，抽真空脫水脫氣3小時，降溫至40士2°C后加入150克PAPIUO 克MDI-100和30克改性MDI 5412 (有機多異氰酸酯化合物中的-NCO與有機多羥基化合物 中-OH的摩爾比為7 1)，在80士2°C反應(yīng)2小時，降溫到40°C得到聚氨酯預(yù)聚體230克。二、聚氨酯灌漿材料的制備在上述聚氨酯預(yù)聚體中加入提前準備的復(fù)配包，其中 包括2克二甲基芐胺，7. 5克吐溫80，0. 5克苯甲酰氯，20克D0P，5. 5克二氯甲烷，30克丙酮， 攪拌到得到一個穩(wěn)定的透明的液體，即為聚氨酯灌漿材料，其性質(zhì)如下固含量81% ；固化 時間(加入5%水后的固化時間/250C ) :360s ；粘度(250C ) :200mP. s ；發(fā)泡率:2600%;抗 壓強度16MPa ；收縮率(25°C，24小時后)2%0實施例6一、聚氨酯預(yù)聚體的制備方法在與實施例1相同的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，將30克 EP-330N聚醚和4. 5克三羥甲基丙烷投入反應(yīng)釜，升至100士2°C，攪拌，抽真空脫水脫氣3 小時，降溫至40士2°C后加入4克PAPI和196克MDI-100 (有機多異氰酸酯化合物中的-NCO 與有機多羥基化合物中-OH的摩爾比為13 1)，在80士2°C反應(yīng)2小時，降溫到40°C得到 聚氨酯預(yù)聚體234. 5克。二、聚氨酯灌漿材料的制備在200克上述聚氨酯預(yù)聚體中加入提前準備的復(fù)配 包，其中包括N-甲基嗎啡啉10克(預(yù)聚體質(zhì)量5% )，聚乙烯吡咯烷酮20克(預(yù)聚體質(zhì) 量10% )，苯甲酰氯2克(預(yù)聚體質(zhì)量)，苯4. 4克，丁酮20克，攪拌到得到一個穩(wěn)定的透明的液體，即為聚氨酯灌漿材料，其性質(zhì)如下固含量78% ；固化時間(加入5%水后的 固化時間/250C ) :65s ；粘度(250C ) :200mP. s ；發(fā)泡率3000% ；抗壓強度:14MPa ；收縮率 (25 °C, 24 小時后):3%0實施例7一、聚氨酯預(yù)聚體的制備方法在與實施例1相同的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，將30克 EP-330N聚醚(數(shù)均分子量為5000的聚醚三元醇)、15克丙二醇和15克己二醇投入反應(yīng) 釜，升至100士2°C，攪拌，抽真空脫水脫氣3小時，降溫至40士2°C后加入196克PAPI和4克 MDI-100 (有機多異氰酸酯化合物中的-NCO與有機多羥基化合物中-OH的摩爾比為5 1)， 在80士2°C反應(yīng)2小時，降溫到40°C得到聚氨酯預(yù)聚體260。二、聚氨酯灌漿材料的制備在200克上述聚氨酯預(yù)聚體中加入提前準備的復(fù)配 包，其中包括三乙胺0.2克(預(yù)聚體質(zhì)量0. 1%)，水溶性硅油2克(預(yù)聚體質(zhì)量1%)，苯甲 酰氯0. 2克(預(yù)聚體質(zhì)量0. )，甲苯15克，丙酮70克，攪拌到得到一個穩(wěn)定的透明的液 體，即為聚氨酯灌漿材料，其性質(zhì)如下固含量70% ；固化時間(加入5%水后的固化時間 /250C ) :800s ；粘度(250C ) :300mP. s ；發(fā)泡率=30000% ；抗壓強度:13MPa ；收縮率(25°C, 24小時后)2. 5%0實施例8一、聚氨酯預(yù)聚體的制備方法在與實施例1相同的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，將50克 EP-330N聚醚(數(shù)均分子量為5000的聚醚三元醇)投入反應(yīng)釜，升至100士2°C，攪拌，抽真 空脫水脫氣3小時，降溫至40士2°C后加入120克PAPI、78克MDI-100和2克碳化二亞胺 改性MDI 5412 (有機多異氰酸酯化合物中的-NCO與有機多羥基化合物中-OH的摩爾比為 15 1)，在80士2°C反應(yīng)2小時，降溫到40°C得到聚氨酯預(yù)聚體250克。二、聚氨酯灌漿材料的制備在200克上述聚氨酯預(yù)聚體中加入提前準備的復(fù)配 包，其中包括丁酸亞錫4克(預(yù)聚體質(zhì)量2% )，吐溫8010克(預(yù)聚體質(zhì)量5% )，苯甲酰 氯0. 2克(預(yù)聚體質(zhì)量0. )，二甲苯5克，丙酮16克，攪拌到得到一個穩(wěn)定的透明的液 體，即為聚氨酯灌漿材料，其性質(zhì)如下固含量85% ；固化時間(加入5%水后的固化時間 /25 0C ) :600s ；粘度(25 0C ) :300mP. s ；發(fā)泡率:2800%;抗壓強度:13MPa ；收縮率(25 °C, 24 小時后)3%。實施例9一、聚氨酯預(yù)聚體的制備方法在與實施例1相同的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，將30克 EP-330N聚醚(數(shù)均分子量為5000的聚醚三元醇)投入反應(yīng)釜，升至100士2°C，攪拌，抽 真空脫水脫氣3小時，降溫至40士2°C后加入4克MDI-100和196克碳化二亞胺改性MDI 5412(有機多異氰酸酯化合物中的-NCO與有機多羥基化合物中-OH的摩爾比為14 1)， 在80士2°C反應(yīng)2小時，降溫到40°C得到聚氨酯預(yù)聚體230克。二、聚氨酯灌漿材料的制備在200克上述聚氨酯預(yù)聚體中加入提前準備的復(fù)配 包，其中包括三乙烯二胺4克(預(yù)聚體質(zhì)量2% )，吐溫8010克(預(yù)聚體質(zhì)量5% )，苯甲酰 氯0. 2克(預(yù)聚體質(zhì)量0. )，二甲苯12克，丙酮30克，攪拌到得到一個穩(wěn)定的透明的液 體，即為聚氨酯灌漿材料，其性質(zhì)如下固含量78% ；固化時間(加入5%水后的固化時間 /250C ) :600s ；粘度(250C ) :200mP. s ；發(fā)泡率2600%;抗壓強度18MPa ；收縮率(25°C, 24 小時后)2%。
實施例10一、聚氨酯預(yù)聚體的制備方法在與實施例1相同的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，將50克 EP-330N聚醚(數(shù)均分子量為5000的聚醚三元醇)投入反應(yīng)釜，升至100士2°C，攪拌，抽 真空脫水脫氣3小時，降溫至40士2°C后加入120克PAPI和80克碳化二亞胺改性MDI M12(有機多異氰酸酯化合物中的-NCO與有機多羥基化合物中-OH的摩爾比為15 1)， 在80士2°C反應(yīng)2小時，降溫到40°C得到聚氨酯預(yù)聚體250克。二、聚氨酯灌漿材料的制備在200克上述聚氨酯預(yù)聚體中加入提前準備的復(fù)配 包，其中包括三乙烯二胺4克(預(yù)聚體質(zhì)量2% )，吐溫8010克(預(yù)聚體質(zhì)量5% )，苯甲酰 氯0. 2克(預(yù)聚體質(zhì)量0. )，二甲苯14克，丙酮36克，攪拌到得到一個穩(wěn)定的透明的液 體，即為聚氨酯灌漿材料，其性質(zhì)如下固含量65% ；固化時間(加入5%水后的固化時間 /250C ) :90s ；粘度(250C ) :240mP. s ；發(fā)泡率=2800% ；抗壓強度:15MPa ；收縮率(25°C, 24 小時后)3%。實施例11—、聚氨酯預(yù)聚體的制備方法在與實施例1相同的玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，將50克 EP-330N聚醚(數(shù)均分子量為5000的聚醚三元醇)投入反應(yīng)釜，升至100士2°C，攪拌，抽真 空脫水脫氣3小時，降溫至40士2°C后加入180克PAPI、20克碳化二亞胺改性MDI 5412 (有 機多異氰酸酯化合物中的-NCO與有機多羥基化合物中-OH的摩爾比為15 1)、4克二甲 苯和6克丙酮，在60士2°C反應(yīng)4小時，降溫到40°C得到聚氨酯預(yù)聚體250克。二、聚氨酯灌漿材料的制備在200克上述聚氨酯預(yù)聚體中加入提前準備的復(fù)配 包，其中包括三乙烯二胺4克(預(yù)聚體質(zhì)量2% )，吐溫8010克(預(yù)聚體質(zhì)量5% )，苯甲酰 氯0. 2克(預(yù)聚體質(zhì)量0. )，二甲苯10克，丙酮30克，攪拌到得到一個穩(wěn)定的透明的液 體，即為聚氨酯灌漿材料，其性質(zhì)如下固含量65% ；固化時間(加入5%水后的固化時間 /250C ) :90s ；粘度(250C ) :270mP. s ；發(fā)泡率=2800% ；抗壓強度15. 5MPa ；收縮率(25°C, 24小時后):3%0
權(quán)利要求
1.一種聚氨酯預(yù)聚體的制備方法，其特征在于其包括下述步驟將有機多異氰酸 酯化合物與有機多羥基化合物混合后進行反應(yīng)即可；其中所述有機多異氰酸酯化合物中 的-NCO與所述有機多羥基化合物中的-OH的摩爾比為4-15 1;所述有機多異氰酸酯化 合物選自多亞甲基多苯基多異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯和碳化二亞胺改性MDI 5412 中的二種或以上；所述有機多羥基化合物包括官能度2-4且數(shù)均分子量為300-5000的下述 物質(zhì)中的一種或多種聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚醚_聚酯多元醇。
2.如權(quán)利要求1所述的聚氨酯預(yù)聚體的制備方法，其特征在于所述聚醚多元醇為聚 環(huán)氧乙烷多元醇、聚環(huán)氧丙烷多元醇和聚環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷多元醇中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的聚氨酯預(yù)聚體的制備方法，其特征在于所述有機多羥基 化合物還包括數(shù)均分子量為60-400的小分子脂肪族多元醇，所述小分子脂肪族多元醇較 佳地為丙二醇、丁二醇、己二醇和三羥甲基丙烷中的一種或多種；所述小分子脂肪族多元醇 的用量較佳地為所述有機多羥基化合物總質(zhì)量的50%以下，更佳地為10-50%。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的聚氨酯預(yù)聚體的制備方法，其特征在于所述多 亞甲基多苯基多異氰酸酯的用量為1-98%，較佳地為60-90% ；所述二苯基甲烷二異氰酸酯 的用量為1_98%，較佳地為10-40% ；所述碳化二亞胺改性MDI 5412的用量為1_98%，較 佳地為10-40% ；所述百分比為占所述有機多異氰酸酯化合物總質(zhì)量的百分比。
5.如權(quán)利要求1所述的聚氨酯預(yù)聚體的制備方法，其特征在于所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度 為80-85°C ；所述反應(yīng)的反應(yīng)時間為2-3小時。
6.如權(quán)利要求1所述的聚氨酯預(yù)聚體的制備方法，其特征在于所述反應(yīng)在有機共溶 劑中進行，所述有機共溶劑選自芳烴、脂肪烴、酮和鹵代烴中的兩種以上；所述芳烴較佳地 為苯、二甲苯和甲苯中的一種或多種；所述酮較佳地為丙酮和/或丁酮；所述氯代烴較佳地 為二氯甲烷；所述有機共溶劑較佳地為丙酮和二甲苯；所述有機共溶劑的用量較佳地為所 述聚氨酯預(yù)聚體質(zhì)量的5%以下，但不包括0%。
7.一種由權(quán)利要求1 6中任一項所述的聚氨酯預(yù)聚體的制備方法制得的聚氨酯預(yù)聚體。
8.一種聚氨酯灌漿材料，其特征在于其包括下述組分權(quán)利要求7所述的聚氨酯預(yù)聚 體、權(quán)利要求6所述的有機共溶劑、催化劑、緩聚劑和表面活性劑。
9.如權(quán)利要求8所述的聚氨酯灌漿材料，其特征在于所述的聚氨酯灌漿材料還包括 增塑劑、增強劑和填料中的一種或多種；所述增塑劑較佳地為二丁酯、二辛酯和磷酸三苯酯 中的一種或多種，更佳地為鄰苯二甲酸二辛酯和/或鄰苯二甲酸二丁酯；所述增塑劑的用 量較佳地為所述預(yù)聚體質(zhì)量的1-30% ；所述增強劑較佳地為補強劑，更佳地為炭黑。
10.如權(quán)利要求8或9所述的聚氨酯灌漿材料，其特征在于所述催化劑為叔胺類催化 劑和/或有機金屬類催化劑；所述催化劑的用量為所述預(yù)聚體質(zhì)量的0. 1-5% ；所述叔胺 類催化劑較佳地為三乙胺、三乙烯二胺、N-甲基嗎啡啉和二甲基芐胺中的一種或多種；所 述有機金屬類催化劑較佳地為有機錫類催化劑，更佳地為二月桂酸二丁基錫和/或丁酸亞 錫；所述緩聚劑為弱酸類緩聚劑，較佳地為磷酸或苯甲酰氯；所述緩聚劑的用量為預(yù)聚體 質(zhì)量的0. 1-1% ；所述表面活性劑為離子型表面活性劑和/或非離子型表面活性劑，較佳地 為水溶性硅油、聚乙烯基吡咯烷酮、吐溫80和吐溫60中的一種或多種；所述表面活性劑的 用量為預(yù)聚體質(zhì)量的1-10% ；所述有機共溶劑的用量為所述預(yù)聚體質(zhì)量的5-50%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚氨酯預(yù)聚體的制備方法，其包括將多異氰酸酯與有機多羥基化合物混合后進行反應(yīng)；所述多異氰酸酯中-NCO與有機多羥基化合物中-OH的摩爾比為4-15∶1；所述多異氰酸酯為PAPI、MDI和碳化二亞胺改性MDI 5412中的二種或以上；所述有機多羥基化合物包括官能度2-4且數(shù)均分子量為300～5000聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚醚-聚酯多元醇中的一種或多種。本發(fā)明還涉及聚氨酯預(yù)聚體以及聚氨酯灌漿材料。該聚氨酯灌漿材料為一種單組份灌漿材料，對環(huán)境以及施工人員毒性小，并且還能夠很好地改善發(fā)泡率和抗收縮性能，在包裝時不需要對催化劑進行獨立包裝，降低了包裝成本，更加便于使用與運輸，具有更廣泛的應(yīng)用范圍及前景。
文檔編號C08G18/42GK102093536SQ20101061780
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者于鵬程, 杜輝, 王振波, 董建國, 馬立青 申請人:上海東大聚氨酯有限公司