碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用与流程

1.本技术属于新型生态护坡领域，具体涉及一种碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.传统的护坡方式主要分为砌石、现浇混凝土等刚性护坡，以及雷诺护垫、混凝土植生块等生态护坡。传统的护坡方式主要存在以下缺陷：(1)在经水泥石料修筑的河道中，有净水作用的水生生物难以生长，河流的自净能力大大降低，水质可能恶化；(2)造成河流受阳光影响，水温变化过大，不利于维持水体生态平衡，尤其是高温季节，易使传染病菌滋生，直接影响野生生物物种的生存；(3)传统的混凝土护坡在施工中都不同程度地使用了早强剂、抗冻剂、膨胀剂等，这些添加剂在水中发生反应，对水质和水环境造成不利影响；(4)岸坡上没有天然植物作屏障，会使岸上的垃圾容易流入水中，造成污染。
3.而现有的生态护坡中，雷诺护垫对石料要求较高，需人工平整，钢丝容易锈蚀后出现断裂，不易修复，运行过程中容易出现不均匀沉降，块石受水流淘刷易沿坡面下滑，出现厚薄不一，不满足防护要求的现象。而混凝土植生块则对场地要求较高，铺放前需平整压实，预制过程中需采用定型钢模，严格控制工艺，容易影响施工进度，并且混凝土植生块也不适用于淹没时间较长的水位变幅区。


技术实现要素：

4.基于此，本技术提供一种适用于生态护坡的碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用，该双组份聚氨酯胶黏剂具有优异的力学性能，良好的耐老化性、耐水性和生物相容性，而且适用于海岸施工。
5.为解决此技术问题，本技术的技术方案是：提供一种碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用，包括以下步骤：
6.一种碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂，包括a组分和b组分；其中，所述a组份包括以下重量份的原料成分：
[0007][0008]
第一植物油多元醇的羟基含量为5％～11％，与聚合mdi反应后胶体的拉伸强度大于20mpa。
[0009]
第二植物油多元醇与聚合mdi反应后胶体的发泡率为30％～120％。
[0010]
第三植物油多元醇与聚合mdi在25℃时的凝胶时间小于20min。
[0011]
b组份包括多异氰酸酯。
[0012]
在其中一个实施例中，所述第一植物油多元醇、所述第二植物油多元醇和所述第三植物油多元醇各自独立地包括蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、腰果壳油多元醇和棕榈油多元醇中的一种或多种。
[0013]
在其中一个实施例中，所述抗撕裂助剂包括第四植物油多元醇与聚氨酯扩链剂中的一种或两种。
[0014]
在其中一个实施例中，所述第四植物油多元醇与聚合mdi反应后胶体的断裂延伸率高于50％。
[0015]
在其中一个实施例中，所述补强填料包括碳酸钙、氢氧化铝、二氧化钛和硫酸钡中的一种或多种。
[0016]
在其中一个实施例中，所述流变助剂包括机膨润土、氢化蓖麻油衍生物、气相二氧化硅和聚烯烃中的一种或多种。
[0017]
在其中一个实施例中，所述其他助剂包括光稳定剂、抗氧剂和水解稳定剂中的一种或多种。
[0018]
在其中一个实施例中，光稳定剂包括邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、有机镍螯合物和受阻胺光稳定剂中的一种或多种。
[0019]
在其中一个实施例中，抗氧剂包括茶多酚、生育酚、黄酮类、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯和叔丁基对苯二酚中的一种或多种。
[0020]
在其中一个实施例中，水解稳定剂包括单体型碳化二亚胺、异氰酸酯类、噁唑啉类化合物和环氧化合物中的一种或多种。
[0021]
在其中一个实施例中，所述的碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂的制备方法，分别制备a组分和b组分。其中，制备a组分包括以下步骤。
[0022]
s1、将所述第一植物油多元醇、所述第二植物油多元醇、所述第三植物油多元醇、
所述抗撕裂助剂和所述补强填料在110℃～120℃下真空脱水后，降温至60℃以下混合均匀。
[0023]
s2、加入所述流变助剂和所述其他助剂，得所述a组分，所述b组分采用包含多异氰酸酯的原料制备。
[0024]
本技术还提供一种碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂，所述碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂在生态护坡中的应用。
[0025]
在其中一个实施例中，所述的碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂在生态护坡中的应用，使用时，将所述a组分与所述b组分以(1-10)：1的质量比混合。
[0026]
本技术的碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂所用多元醇全部来源于植物油，具有良好的生物相容性，制备的碎石护坡不会破坏周边环境，可快速恢复该地区的生态和典型植被。本技术所使用的几种植物油多元醇兼具坚固耐用性与环境友好性。其中，第一植物油多元醇、第四植物油多元醇和补强填料使碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂具备优异的力学性能。而第二植物油多元醇使得碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂固化后呈现微发泡状态，增加了碎石与碎石之间的连接面，从而提高碎石护坡的牢固性。第三植物油多元醇可以根据施工需求调整碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂的固化速度，使其满足海岸护坡苛刻的施工要求。
具体实施方式
[0027]
下面结合实施方式和实施例，对本技术作进一步详细的说明。应理解，这些实施方式和实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围，提供这些实施方式和实施例的目的是使对本技术公开内容理解更加透彻全面。还应理解，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式和实施例，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下作各种改动或修改，得到的等价形式同样落于本技术的保护范围。此外，在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为充分地理解，应理解，本技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
[0028]
除非另有定义，本技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
[0029]
术语
[0030]
本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的选择范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。需要说明的是，当用至少两个选自“和/或”、“或/和”、“及/或”的连词组合连接至少三个项目时，应当理解，在本技术中，该技术方案毫无疑问地包括均用“逻辑与”连接的技术方案，还毫无疑问地包括均用“逻辑或”连接的技术方案。比如，“a及/或b”包括a、b和a b三种并列方案。又比如，“a，及/或，b，及/或，c，及/或，d”的技术方案，包括a、b、c、d中任一项(也即均用“逻辑或”连接的技术方案)，也包括a、b、c、d的任意的和所有的组合，也即包括a、b、c、d中任两项或任三项的组合，还包括a、b、c、d的四项组合(也即均用“逻辑与”连接的技术方案)。
[0031]
本技术中所使用的“其组合”、“其任意组合”、“其任意组合方式”等中包括所列项
目中任两个或任两个以上项目的所有合适的组合方式。
[0032]
本技术中，“合适的组合方式”、“合适的方式”、“任意合适的方式”等中所述“合适”，以能够实施本技术的技术方案、解决本技术的技术问题、实现本技术预期的技术效果为准。
[0033]
本技术中，“优选”、“更好”、“更佳”、“为宜”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本技术保护范围的限制。
[0034]
本技术中，“进一步”、“更进一步”、“特别”等用于描述目的，表示内容上的差异，但并不应理解为对本技术保护范围的限制。
[0035]
本技术中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0036]
本技术目的之一在于提供一种碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用，由于添加的多元醇全部来源于植物油，具有良好的生物相容性，制备的碎石护坡不会破坏周边环境，可快速恢复该地区的生态和典型植被。
[0037]
本技术一实施方式提供了一种碎石护坡专用双组份聚氨酯胶黏剂，包括a组分和b组分。其中，a组份包括以下重量份的原料成分：
[0038][0039]
第一植物油多元醇的羟基含量为5％～11％，优选为高拉伸强度植物油多元醇，例如可以是5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％。与聚合mdi反应后胶体的拉伸强度大于20mpa，例如可以是21mpa、22mpa、23mpa、24mpa、25mpa、26mpa、27mpa、28mpa、29mpa、30mpa等。
[0040]
聚合mdi是褐色透明状液体，实际上它是含有不同官能度的多异氰酸酯混合物。通常要求mdi应占混合物总量的50％左右，因所含多苯基甲烷多异氰酸酯的缩合度不一样，除含有总量一半的纯mdi外，还含有缩合度大于1的多异氰酸酯。
[0041]
在一个具体的示例中，第二植物油多元醇与聚合mdi反应后胶体的发泡率为30％～120％，优选为高湿气敏感性植物油多元醇，例如可以是40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、110％、120％等。
[0042]
在一个具体的示例中，第三植物油多元醇与聚合mdi在25℃时的凝胶时间小于20min，优选为快固植物油多元醇，例如可以是19min、18min、17min、16min、15min、14min、13min、12min、11min、10min等。
13150。
[0061]
第三植物油多元醇：购自张家港市飞航科技有限公司，型号为fh-8450，购自卡德莱化工(珠海)有限公司，型号为9201。
[0062]
抗撕裂助剂：购自广州市和椿电子科技有限公司，型号为2187，购自张家港市飞航科技有限公司，型号为gd-260。
[0063]
光稳定剂：购自巴斯夫，型号为tinuvin101。
[0064]
抗氧剂：购自巴斯夫，型号为1010。
[0065]
水解稳定剂：购自湖北新蓝天新材料股份有限公司，型号为kh-560。
[0066]
聚醚多元醇：购自山东蓝星东大有限公司，型号为mn-500和mn-1000。
[0067]
实施例1
[0068]
(1)a组分的制备，以重量份计：
[0069]
将35份第一植物油多元醇921、
[0070]
10份第二植物油多元醇hm-13160、
[0071]
5份第三植物油多元醇fh-8450、
[0072]
1份抗撕裂助剂2187、
[0073]
45.3份重质碳酸钙、
[0074]
2份气相法白炭黑。
[0075]
将以上各组分混合后在115℃下真空脱水，降温至50℃以下，加入0.5份光稳定剂tinuvin101、0.2份抗氧剂1010和1份水解稳定剂kh-560，在真空条件下混合均匀，即得所述a组分。
[0076]
(2)按质量比a组分∶b组分为4∶1的比例混合均匀，即得碎石护坡专用双组分聚氨酯胶粘剂。
[0077]
实施例2
[0078]
(1)a组分的制备，以重量份计:
[0079]
将32份第一植物油多元醇941、
[0080]
10份第二植物油多元醇hm-13160、
[0081]
5份第三植物油多元醇fh-8450、
[0082]
1份抗撕裂助剂2187、
[0083]
48.3份重质碳酸钙、
[0084]
2份气相法白炭黑。
[0085]
将以上各组分混合后在115℃下真空脱水，降温至50℃以下，加入0.5份光稳定剂tinuvin101、0.2份抗氧剂1010和1份水解稳定剂kh-560，在真空条件下混合均匀，即得所述a组分。
[0086]
(2)按质量比a组分∶b组分为4∶1的比例混合均匀，即得碎石护坡专用双组分聚氨酯胶粘剂。
[0087]
实施例3
[0088]
(1)a组分的制备，以重量份计：
[0089]
将35份第一植物油多元醇921、
[0090]
8份第二植物油多元醇hm-13150、
[0091]
5份第三植物油多元醇fh-8450、
[0092]
1份抗撕裂助剂2187、
[0093]
47.3份重质碳酸钙、
[0094]
2份气相法白炭黑。
[0095]
将以上各组分混合后在115℃下真空脱水，降温至50℃以下，加入0.5份光稳定剂tinuvin101、0.2份抗氧剂1010和1份水解稳定剂kh-560，在真空条件下混合均匀，即得所述a组分。
[0096]
(2)按质量比a组分∶b组分为4∶1的比例混合均匀，即得碎石护坡专用双组分聚氨酯胶粘剂。
[0097]
实施例4
[0098]
(1)a组分的制备，以重量份计：
[0099]
将35份第一植物油多元醇921、
[0100]
10份第二植物油多元醇hm-13160、
[0101]
3份第三植物油多元醇9201、
[0102]
1份抗撕裂助剂2187、
[0103]
47.3份重质碳酸钙、
[0104]
2份气相法白炭黑。
[0105]
将以上各组分混合后在115℃下真空脱水，降温至50℃以下，加入0.5份光稳定剂tinuvin101、0.2份抗氧剂1010和1份水解稳定剂kh-560，在真空条件下混合均匀，即得所述a组分。
[0106]
(2)按质量比a组分∶b组分为4∶1的比例混合均匀，即得碎石护坡专用双组分聚氨酯胶粘剂。
[0107]
实施例5
[0108]
(1)a组分的制备，以重量份计：
[0109]
将26份第一植物油多元醇921、
[0110]
10份第二植物油多元醇hm-13160、
[0111]
5份第三植物油多元醇fh-8450、
[0112]
10份抗撕裂助剂gd-260、
[0113]
45.3份重质碳酸钙、
[0114]
2份气相法白炭黑。
[0115]
将以上各组分混合后在115℃下真空脱水，降温至50℃以下，加入0.5份光稳定剂tinuvin101、0.2份抗氧剂1010和1份水解稳定剂kh-560，在真空条件下混合均匀，即得所述a组分。
[0116]
(2)按质量比a组分∶b组分为4∶1的比例混合均匀，即得碎石护坡专用双组分聚氨酯胶粘剂。
[0117]
实施例6
[0118]
(1)a组分的制备，以重量份计：
[0119]
将35份第一植物油多元醇921、
[0120]
10份第二植物油多元醇hm-13160、
[0121]
5份第三植物油多元醇fh-8450、
[0122]
1份抗撕裂助剂2187、
[0123]
45.3份钛白粉、
[0124]
2份气相法白炭黑。
[0125]
将以上各组分混合后在115℃下真空脱水，降温至50℃以下，加入0.5份光稳定剂tinuvin101、0.2份抗氧剂1010和1份水解稳定剂kh-560，在真空条件下混合均匀，即得所述a组分。
[0126]
(2)按质量比a组分∶b组分为4∶1的比例混合均匀，即得碎石护坡专用双组分聚氨酯胶粘剂。
[0127]
实施例7
[0128]
(1)a组分的制备，以重量份计：
[0129]
将35份第一植物油多元醇921、
[0130]
10份第二植物油多元醇hm-13160、
[0131]
5份第三植物油多元醇fh-8450、
[0132]
1份抗撕裂助剂2187、
[0133]
46.8份重质碳酸钙、
[0134]
0.5份byk-410。
[0135]
将以上各组分混合后在115℃下真空脱水，降温至50℃以下，加入0.5份光稳定剂tinuvin101、0.2份抗氧剂1010和1份水解稳定剂kh-560，在真空条件下混合均匀，即得所述a组分。
[0136]
(2)按质量比a组分∶b组分为4∶1的比例混合均匀，即得碎石护坡专用双组分聚氨酯胶粘剂。
[0137]
对比例1
[0138]
(1)a组分的制备，以重量份计：
[0139]
将33份聚醚多元醇mn-500、
[0140]
10份第二植物油多元醇hm-13160、
[0141]
5份第三植物油多元醇fh-8450、
[0142]
1份抗撕裂助剂2187、
[0143]
45.3份重质碳酸钙、
[0144]
2份气相法白炭黑。
[0145]
将以上各组分混合后在115℃下真空脱水，降温至50℃以下，加入0.5份光稳定剂tinuvin101、0.2份抗氧剂1010和1份水解稳定剂kh-560，在真空条件下混合均匀，即得所述a组分。
[0146]
(2)按质量比a组分∶b组分为4∶1的比例混合均匀，即得碎石护坡专用双组分聚氨酯胶粘剂。
[0147]
对比例2
[0148]
(1)a组分的制备，以重量份计：
[0149]
将35份第一植物油多元醇921、
[0150]
10份聚醚多元醇mn-1000、
[0151]
5份第三植物油多元醇fh-8450、
[0152]
1份抗撕裂助剂2187、
[0153]
45.3份重质碳酸钙、
[0154]
2份气相法白炭黑。
[0155]
将以上各组分混合后在115℃下真空脱水，降温至50℃以下，加入0.5份光稳定剂tinuvin101、0.2份抗氧剂1010和1份水解稳定剂kh-560，在真空条件下混合均匀，即得所述a组分。
[0156]
(2)按质量比a组分∶b组分为4∶1的比例混合均匀，即得碎石护坡专用双组分聚氨酯胶粘剂。
[0157]
对实施例和对比例的碎石护坡专用双组分聚氨酯胶粘剂的性能进行测试，测试方法和结果如下：
[0158]
硬度测试方法：gb/t2411-2008塑料和硬橡胶，使用硬度计测定压痕硬度(邵氏硬度)。
[0159]
拉伸强度和断裂延伸率测试方法：参考标准gb/t528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定。
[0160]
测试结果如表1所示。
[0161]
表1
[0162][0163][0164]
由表1可知，实施例1-7的碎石护坡专用双组份聚氨酯胶粘剂具有较高的硬度、拉伸强度和断裂延伸率，说明第一植物油多元醇、第四植物油多元醇、抗撕裂助剂和补强填料的加入，可以显著提高碎石护坡专用双组份聚氨酯胶粘剂的力学性能，以满足碎石护坡领域对聚氨酯胶黏剂非常高的要求。
[0165]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0166]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。