抗水分散聚氨酯泡沫注浆材料的制备及性能研究

针对传统聚氨酯(PU)泡沫注浆材料强度低、耐久性和抗水分散性差、无法用于动水环境堵水加固的缺陷,采用聚醚多元醇和聚酯多元醇复配作为多元醇体系、聚醋酸乙烯酯(PVAc)的碳酸丙烯酯溶液作为增黏树脂,制备了抗水分散型PU泡沫注浆材料。研究了各原材料用量对PU泡沫注浆材料抗压强度、耐水解和抗水分散等性能的影响。结果表明,当m(异氰酸酯)∶m(聚醚多元醇)∶m(聚酯多元醇)∶m(扩链剂)∶m(增塑剂)∶m(发泡剂)∶m(增黏树脂)∶m(表面活性剂)∶m(催化剂)=125∶55∶45∶8∶30∶10∶15∶2.0∶1.5时,制备的PU泡沫注浆材料具有良好的抗压强度、耐久性能和抗水分散性能,可用于动水环境的堵水加固处理。     

单组份水溶性聚氨酯灌浆材料研究

采用亲水性聚醚多元醇与TDI反应合成了单组份水溶性聚氨酯灌浆材料,研究了NCO含量、溶剂用量、缓凝剂用量对灌浆材料性能的影响.结果表明,NCO含量在7％～11％、溶剂用量在15％～25％、缓凝剂用量在2％左右时,制备的单组份水溶性聚氨酯灌浆材料性能较好,适用于工程的快速堵水或潮湿基面的防护.     

功能化预制构件专用聚羧酸超塑化剂的研制及应用

采用高活性聚醚大单体异丁烯基聚乙二醇醚(HPEG)与丙烯酸、不饱和单体,在复合高效引发体系下进行自由基聚合,引入功能性单体N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DAP),合成了一种功能化预制构件专用聚羧酸超塑化剂(PCE-1)。并研究了大单体分子质量、功能单体种类和用量、引发体系和用量对其性能的影响。结果表明,PCE-1的最佳制备工艺为:m(HPEG6000)∶m(AA)∶m(HP)∶m(TGA)=100∶10∶1.2∶0.5,DAP、还原剂P1用量分别为大单体质量的1.5%、0.3%。混凝土试验结果表明,PCE-1具有较好的综合性能,其早强性优于国内外同类产品,适用于预制构件的生产,且其抗压强度能满足施工要求。     

高保坍型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以常规聚醚大单体TPEG、丙烯酸(AA)作为主要原材料,引入新型不饱和小单体丙烯酸羟丙酯(HPA)和磷酸酯,在双氧水(HP)-次磷酸钠(SHP)引发体系下采用常温自由基溶液聚合反应制备高保坍型聚羧酸减水剂PC-0。研究AA、HPA、巯基乙醇和SHP用量对PC-0性能的影响。结果表明,该减水剂的最佳制备工艺为:m(TPEG)∶m(AA)∶m(HPA)∶m(磷酸酯)=100∶12∶2∶0.8,m(HP)∶m(SHP)=3∶1,SHP、巯基乙醇用量分别为大单体质量的2%、1%。经C30和C50混凝土验证试验表明,PC-0的初始、60 min和120 min坍落度保持性能都明显优于国内外同类市售的聚羧酸减水剂。     

缓释型聚羧酸保坍剂的合成与性能研究

以常规聚醚单体TPEG、丙烯酸(AA)为主要原料,引入新型不饱和小单体甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸单酯(MS),在双氧水(HP)-维生素C(Vc)引发体系下,采用常温自由基溶液聚合反应制备缓释型聚羧酸保坍剂PC-1。研究MS、AA、Vc和巯基丙酸(T1)等用量对PC-1性能的影响,并采用红外光谱对合成的PC-1进行结构表征。结果表明,PC-1具有预期的化学结构,PC-1的最佳制备工艺为:m(TPEG)∶m(AA)∶m(MS)=100∶5∶6,Vc、T1用量分别为大单体质量的0.2%、1.0%。掺PC-1的C30混凝土初始和60、120、180 min坍落度保持性均明显优于同类聚羧酸保坍剂。     

改性聚醚型聚羧酸减水剂合成及流动性能的研究

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG2400)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、马来酸酐(MA)、过硫酸铵(APS)为原料,合成了改性聚醚型聚羧酸减水剂,然后测定其流动性能。结果表明,聚醚型聚羧酸减水剂的最佳合成参数为反应单体摩尔比TPEG∶MA∶AMPS=1∶2∶3,引发剂用量为单体质量的4%,固含量为30%,反应时间为5 h,反应温度为80℃;当折固掺量为0.1%减水剂,水灰比为0.35时,水泥的净浆流动度可以达312 mm。由于将MA、AMPS和TPEG聚合,TPEG中存在醚键提供了较厚的亲水性立体保护膜,使得水泥粒子有稳定的分散性,故合成的聚醚型聚羧酸减水剂具有优良的性能。     

新型聚醚EPEG常温制备保坍型聚羧酸高性能减水剂及其性能研究

采用新型聚醚(EPEG)、丙烯酸、保坍功能小单体、L-抗坏血酸、双氧水、巯基乙酸为主要原料,于常温合成保坍型聚羧酸高性能减水剂(EBT-01)。通过与采用不同醚合成的保坍型聚羧酸减水剂对比结果表明,该新型聚醚(EPEG)具有活性高、合成的产品性能好且稳定等优点。水泥净浆流动度及混凝土试验结果表明,其最佳合成工艺为:常温条件下,酸醚比2.5,酯醚比3.0,引发剂、链转移剂用量分别为单体总质量0.28%、0.45%,滴加时间1 h,滴加结束后于15～35℃保温反应0.5 h。将EBT-01与通用减水型聚羧酸高性能减水剂按m(EBT-01)∶m(PC-01)=4∶6进行复配时,混凝土2 h坍落度基本无损失。     

漂珠复合保温材料的研制

用双酚A环氧树脂(E-51)与二甲苯烷二异氰酸酯(PAPI)合成聚异氰酸酯-唑烷酮黏合剂,加入漂珠,制备漂珠复合保温材料。黏合剂配方为:m(PAPI)∶m(E-51)∶m(聚醚多元醇)∶m(催化剂)=1∶0.3∶0.25∶0.15,漂珠复合保温材料的配方为:m(漂珠)∶m(黏合剂)=1∶0.8,水的加入量为漂珠质量的1%,一次室温成型,熟化温度80℃,熟化时间30min。该保温材料的表观密度为370kg/m3,抗压强度为4.18MPa,吸水率为4.4%,导热系数为0.056W/(m·℃),最高使用温度为300℃。     

酰胺亚胺型聚羧酸系减水剂的合成及性能研究

以二乙烯三胺和顺丁烯二酸酐为原材料经酯化反应制备酰胺亚胺功能单体(AMIDE),将其与异戊烯基聚氧乙烯醚大单体(TPEG)和不饱和酸丙烯酸(AA)共聚合成一种酰胺亚胺型聚羧酸系减水剂(AMIDE-PCE)。考察了TPEG分子、AA、AMIDE、引发剂H_2O_2、还原剂VC和链转移剂用量对产品性能的影响。确定了合成产品最佳的配比为:n(TPEG3000)∶n(AA)∶n(AMIDE)=1.0∶3.5∶1.0,H_2O_2和链转移剂用量分别为单体总质量的1.5%和1.8%,m(VC)∶m(H_2O_2)=0.5∶1.0。与市售聚醚型聚羧酸系减水剂(e-PCE)相比,AMIDE-PCE具有优异的分散性、明显的缓凝和增强效果。     

酰胺型聚羧酸减水剂的制备及其性能研究

以顺丁烯二酸酐(MAH)与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主要原料,采用两步合成法制备酰胺型聚羧酸减水剂。试验结果表明,当n(AMPS)∶n(AM)=1.5∶8.5,n(丙烯酸)∶n(酰胺化活性单元)∶n(聚醚大单体)=0.85∶0.15∶0.35,聚醚大单体采用HPEG时,合成的酰胺型聚羧酸减水剂性能达到最佳。减水剂(固含量40%)掺量为0.5%时,新拌混凝土初始坍落度220 mm,1 h经时损失15 mm,混凝土3 d抗压强度达到设计值的42%,28 d抗压强度达到设计值的115%。