高鐵防水材料的製作方法

2023-07-03 07:05:16

本發明涉及塗料
技術領域：
，尤其涉及一種高鐵防水材料。
背景技術：
：隨著高速鐵路事業的迅速發展和對高速鐵路高標準要求，高速鐵路用橋梁和高架橋日益增多。高鐵橋梁中採用的是城市橋梁使用的簡支梁的結構形式,橋梁採用的是鋼筋混凝土材質，因此高鐵橋梁中的鋼筋混凝土的負彎矩和混凝土橋面在受到列車的重複荷載引起的高速震動、拉伸剪切和巨大衝擊作用,並且受到外部所處環境的氣候變化帶來溫度和溼度引起的收縮膨脹後,混凝上橋梁會產生一些細微的裂縫,而這些裂縫雖然不能在短期內降低結構的承載能力，但經過一定時期的使用以後勢必在下雨或者橋面有大量積水時引起橋面出現滲水或者嚴重時出現漏水，導致鋼筋的鏽蝕，而水也能和混凝土中活性骨質和鈣物質生成膠體矽鈣睜，這種物質會使混凝土膨脹產生新的裂紋從而影響了高速鐵路的長久使用性和安全性。混凝土橋梁防水的設計不合理，防水材料在施工中質量低劣以及使用中的荷載過都會致使鋼筋混凝土產生裂縫，而混凝土橋梁本身各種反應都有可能使混凝土橋梁產生各種各樣的裂縫，如鹼集料反應、凍融作用、幹縮、硫酸鹽作用等。在使用中由於存在這些裂縫，雨水或者橋面積水容易的就進入到了混凝土中，從而加重混凝土的凍融損壞，尤其是在北方地區，冬季經常使用的撒鹽化雪方法會使冰鹽水進入鋼筋中導致鋼筋腐蝕，減小了鋼筋的承載面積，也就相當於降低了橋梁的鋼筋使用率，最終損壞橋梁。高鐵橋梁混凝土橋面防水層是指鋪築在鐵路軌道板與橋梁混凝土之間的薄層，這層防水層的主要作用是用來以阻擋雨水荷積水分進入主梁的混凝土內，防止水分鏽蝕鋼筋。因此可見防水材料具有雙重的作用一方面起到了隔離水分的用作，另一方面由於具有本身粘性還能通過自身粘結性能與底層形成一個整體，增強抵抗外界荷載和變形的能力。技術實現要素：針對現有技術中存在的上述不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種高鐵防水材料。本發明目的是通過如下技術方案實現的：一種高鐵防水材料，包括A組分和B組分，A組分由下述重量份的原料製備而成：聚醚多元醇98-102份、增塑劑1-10份、4,4'-亞甲基雙(異氰酸苯酯)10-20份、石墨烯/甲烷磺酸溶液4-28份、助劑6-48份；B組分由下述重量份的原料製備而成：端氨基聚醚52-78份、胺類擴鏈劑22-38份。優選地，所述A組分和B組分的質量比為(1-3)：(1-3)。優選地，所述的增塑劑為亞磷酸三異辛基酯、癸二酸二辛脂、乙醯檸檬酸三丁酯中一種或多種的混合物。優選地，所述的助劑為碳酸鈣、高嶺土、檸檬酸三乙酯中一種或多種的混合物。優選地，所述的端氨基聚醚為端氨基聚醚D2000、端氨基聚醚D400、端氨基聚醚T403中一種或多種的混合物。更優選地，所述的端氨基聚醚由端氨基聚醚D2000、端氨基聚醚D400、端氨基聚醚T403混合而成，所述端氨基聚醚D2000、端氨基聚醚D400、端氨基聚醚T403的質量比為(1-3)：(1-3)：(1-3)。優選地，所述的胺類擴鏈劑為4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、1,3-二氨基甲基環己烷、二乙基甲苯二胺中一種或多種的混合物。更優選地，所述的胺類擴鏈劑由4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、1,3-二氨基甲基環己烷、二乙基甲苯二胺混合而成，所述4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、1,3-二氨基甲基環己烷、二乙基甲苯二胺的質量比為(1-3)：(1-3)：(1-3)。優選地，所述的聚醚多元醇的羥值為20-60mgKOH/g，可以為聚醚DL-2000D、聚醚DL-2000D、聚醚DL-4000D、聚醚MN-3050D中一種或多種組成。本發明還提供了上述高鐵防水材料的製備方法，包括以下步驟：(1)按配比將聚醚多元醇和增塑劑加入反應釜中，將溫度升至95-100℃並減壓至-0.092MPa～-0.096MPa真空脫水60-90分鐘後去除真空，降溫至75-85℃加入4,4'-亞甲基雙(異氰酸苯酯)和石墨烯/甲烷磺酸溶液以轉速為300-600轉/分攪拌2-3小時，最後加入助劑以轉速為300-600轉/分攪拌5-15分鐘，降溫至55-65℃，過濾，得到A組分；(2)按配比將端氨基聚醚、胺類擴鏈劑加入反應釜中，將溫度升至105-115℃並減壓至-0.092MPa～-0.096MPa真空脫水1-2小時後去除真空，然後降溫至55-65℃以轉速為300-600轉/分攪拌10-20分鐘，降溫至55-65℃，過濾，得到B份；(3)將A組分與B組分攪拌混合均勻即得。本發明提供的高鐵防水材料，施工工藝簡單穩定，成本低廉，具有優異的機械性性能、防水性、耐侯性，可以應用於高鐵的混凝土防護。具體實施方式實施例中各原料介紹：4,4'-亞甲基雙(異氰酸苯酯)，CAS號：101-68-8。聚醚DL-2000D，採用山東藍星東大化工有限責任公司提供的牌號為DL-2000D，羥值為36-39mgKOH/g的聚醚多元醇。亞磷酸三異辛基酯，CAS號：117-84-0。檸檬酸三乙酯，CAS號：115-86-6。端氨基聚醚D2000，採用山東利源國盛化工有限公司D2000端氨基聚醚，平均分子質量約2000。端氨基聚醚D400，採用山東利源國盛化工有限公司D400端氨基聚醚，平均分子質量約400。端氨基聚醚T403，採用山東利源國盛化工有限公司D400端氨基聚醚，平均分子質量約440。4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷，CAS號：101-14-4。1,3-二氨基甲基環己烷，CAS號：2579-20-6。二乙基甲苯二胺，CAS號：68479-98-1。石墨烯/甲烷磺酸溶液製備：首先將石墨粉(CAS號：7782-42-5)分散在甲烷磺酸(CAS號：75-75-2)中，其中石墨粉與甲烷磺酸的質量為1：10，得到混合液；將體系密封，避免與空氣接觸，並將混合液在超聲儀中以超聲分散2小時，超聲頻率為20KHz；隨後將超聲完成的混合液在3000轉/分的轉速下離心90分鐘除去未剝離的石墨顆粒；石墨烯在甲烷磺酸中得到分離和改性。得到石墨烯/甲烷磺酸溶液。實施例1高鐵防水材料，A組分和B組分的質量比為1：1。A組分原料(重量份)：聚醚DL-2000D100份、亞磷酸三異辛基酯5份、4,4'-亞甲基雙(異氰酸苯酯)14份、石墨烯/甲烷磺酸溶液10份、檸檬酸三乙酯6份。B組分原料(重量份)：端氨基聚醚66份、胺類擴鏈劑30份。所述的端氨基聚醚由端氨基聚醚D2000、端氨基聚醚D400、端氨基聚醚T403按質量比為1：1：1攪拌混合均勻得到。所述的胺類擴鏈劑由4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、1,3-二氨基甲基環己烷、二乙基甲苯二胺按質量比為1：1：1攪拌混合均勻得到。高鐵防水材料的製備：(1)按配比將聚醚DL-2000D和亞磷酸三異辛基酯加入反應釜中，將溫度升至98℃並減壓至-0.095MPa真空脫水70分鐘後去除真空，降溫至80℃，加入4,4'-亞甲基雙(異氰酸苯酯)和石墨烯/甲烷磺酸溶液，保持溫度為80℃，以轉速為400轉/分攪拌2.5小時，最後加入檸檬酸三乙酯以轉速為400轉/分攪拌10分鐘，降溫至60℃，然後用120目鐵網過濾，得到A組分；(2)按配比將端氨基聚醚、胺類擴鏈劑加入反應釜中，將溫度升至110℃並減壓至-0.094MPa真空脫水1.5小時後去除真空，然後降溫至60℃並保持溫度為60℃以轉速為400轉/分攪拌15分鐘，降溫至60℃，然後用120目銅網過濾，得到B份；(3)將A組分與B組分攪拌混合均勻。得到實施例1的高鐵防水材料。實施例2與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的端氨基聚醚由端氨基聚醚D400、端氨基聚醚T403按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。。得到實施例2的高鐵防水材料。實施例3與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的端氨基聚醚由端氨基聚醚D2000、端氨基聚醚T403按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。。得到實施例3的高鐵防水材料。實施例4與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的端氨基聚醚由端氨基聚醚D2000、端氨基聚醚D400按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。。得到實施例4的高鐵防水材料。實施例5與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的胺類擴鏈劑由1,3-二氨基甲基環己烷、二乙基甲苯二胺按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例5的高鐵防水材料。實施例6與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的胺類擴鏈劑由4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、二乙基甲苯二胺按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例6的高鐵防水材料。實施例7與實施例1基本相同，區別僅在於：所述的胺類擴鏈劑由4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、1,3-二氨基甲基環己烷按質量比為1：1攪拌混合均勻得到。得到實施例7的高鐵防水材料。測試例1對實施例1-7製備得到的高鐵防水材料常規指標進行測試。測試方法見表1，具體測試結果見表2。表1：測試方法和儀器表表2：常規指標測試結果表比較實施例1與實施例2-4，實施例1(端氨基聚醚D2000、端氨基聚醚D400、端氨基聚醚T403復配)常規指標明顯優於實施例2-4(端氨基聚醚D2000、端氨基聚醚D400、端氨基聚醚T403中任意二者復配)。比較實施例1與實施例5-7，實施例1(4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、1,3-二氨基甲基環己烷、二乙基甲苯二胺復配)常規指標明顯優於實施例5-7(4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、1,3-二氨基甲基環己烷、二乙基甲苯二胺中任意二者復配)。測試例2對實施例1-7製備得到的高鐵防水材料的阻燃性能進行測試。具體測試結果見表3。表3：阻燃性能測試表氧指數LOI值，％實施例142.6實施例239.1實施例338.4實施例437.2實施例536.6實施例635.8實施例737.1發明人意外的發現，本發明復配的端氨基聚醚、胺類擴鏈劑對阻燃性能也取得了協同增效的技術效果，其具體機理有待發明人進一步研究。比較實施例1與實施例2-4，實施例1(端氨基聚醚D2000、端氨基聚醚D400、端氨基聚醚T403復配)阻燃性能明顯優於實施例2-4(端氨基聚醚D2000、端氨基聚醚D400、端氨基聚醚T403中任意二者復配)；比較實施例1與實施例5-7，實施例1(4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、1,3-二氨基甲基環己烷、二乙基甲苯二胺復配)阻燃性能明顯優於實施例5-7(4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、1,3-二氨基甲基環己烷、二乙基甲苯二胺中任意二者復配)。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp