CN102040825B - 一种煤层用聚氨酯增强堵漏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
适用于煤层的聚氨酯增强堵漏剂，由A组分和B组分构成，其中A组分由聚醚多元醇、扩链剂、阻燃剂和催化剂组成；B组分由聚醚多元醇和异氰酸酯做的预聚体组成。使用时，将A、B组分料按A∶B＝1∶1的体积比混合均匀，注入煤层固化即可。A、B组合料在常温下进行反应，既节约能源又减少供热设备。且反应速度快，反应温度低，阻燃性好，流动性好，粘结性高，无三废，产品质量稳定。非常适合煤矿中煤层的增强堵漏。
Description
技术领域
本发明提供一种煤层用聚氨酯增强堵漏剂及其制备方法。
背景技术
随着煤矿开采技术的提高，煤层内富含的瓦斯已可以在采煤前被抽取出来并用于发电，而抽取瓦斯后，遗留的孔洞经常造成瓦斯的再次积聚，在具有自燃倾向的煤层还可造成自燃发火，破碎的煤岩容易导致塌方，给开采带来不便和安全系数的降低。到目前为止，国内填沙浆等方法费时、费力、施工难度大，且不能保证真正消除事故隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种煤层用聚氨酯增强堵漏剂及其制备方法，具有较好的流动性和粘结性，阻燃性好。
本发明一种煤层用聚氨酯增强堵漏剂，其特征在于由A组分和B组分构成，其中：以重量百分数计
A组分为：
聚醚多元醇： 60-80
扩链剂： 9.0-17
阻燃剂： 10-20
催化剂： 1.0-3.0
B组分为：
聚醚多元醇： 50-70
二苯基甲烷异氰酸酯：30-50
储存稳定剂： 10ppm
所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇，优选DL-2000(相对分子量为2000±200的聚氧化丙烯二元醇)、MN-3050(相对分子量为3000±200的聚氧化丙烯三元醇)或330N(相对分子质量为5000±200用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯二元醇)的一种或多种。
所述扩链剂优选2，4-二氨基-3，5-二甲硫基氯苯(TX-2)。
所述阻燃剂是氯化磷酸酯，优选三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)。
所述催化剂是叔胺类催化剂，优选三乙烯二胺。
所述的二苯基甲烷二异氰酸酯，优选纯MDI、液化MDI、MDI-50中的一种或多种。
所述的储存稳定剂是磷酸或苯甲酰氯。
所述的煤层用聚氨酯增强堵漏剂的制备方法：
制备A组分料：将计量好的聚醚多元醇、扩链剂、阻燃剂、催化剂投入反应釜中，在常温下搅拌3-4小时，即可装桶。
制备B组分料：将基于配方量的聚醚多元醇常温下投入反应釜，升至80-100℃，搅拌，抽真空脱水脱气2-3小时，降温至10-40℃加入二苯基甲烷异氰酸酯，在80-85℃反应2-3小时，降温至10-40℃，加入储存稳定剂，搅匀，装桶。
使用时，将A、B组分料按A∶B＝1∶1的体积比混合均匀，用注浆泵注入煤层孔洞中待固化后即可。
本发明引入2，4-二氨基-3，5-二甲硫基氯苯，使产品具有反应速度快、反应温度低、流动性好、粘结性强、阻燃性高等优点。无三废，质量稳定。填充在抽取瓦斯后的煤层中，令煤层紧密粘结在一起，防止瓦斯的再次聚集，具备足够的强度，并对消除砌壁、密闭等环节因漏风带来的自燃，具有良好的控制作用。
聚氨酯增强堵漏剂以其便利的操作性，优异的流动性和粘结性，可以快速的流淌到煤层缝隙中，在短时间内固化，填充缝隙，对煤岩有较强的粘接力和较高的抗压强度；在外载作用下可产生塑性变形，但不脆裂；反应过程中体积膨胀，对破碎煤岩形成二次挤压力。
A、B组合料在常温下进行反应，既节约能源又减少供热设备。
具体实施方式
以下结合实施例说明本发明，但不限定本发明。
以下实施例中各组分重量单位为kg。
实施例1：
A组分料：
330N： 72
TX-2： 16.5
TCPP： 10
三乙烯二胺： 1.5
B组分料：
330N： 60
纯MDI： 40
磷酸： 10ppm
制备A组分料：投入计量好的330N、TX-2、TCPP、三乙烯二胺投入反应釜中，在常温下搅拌3-4小时，即可装桶。
制备B组分料：将基于配方量的330N常温下投入反应釜，升至80-100℃，搅拌，抽真空脱水脱气2-3小时，降温至10-40℃加入计量好的纯MDI，在80-85℃反应2-3小时，降温至10-40℃，加入计量好的磷酸，搅匀，装桶。
使用时，将A、B组分料按A∶B＝1∶1的体积比混合均匀，用注浆泵注入煤层孔洞中待固化后即可。
实施例2：
A组分料：
330N： 50
MN-3050： 18
TX-2： 13
TCPP： 16
三乙烯二胺： 3
B组分料：
330N： 68
纯MDI： 20
MDI-50： 12
苯甲酰氯： 10ppm
制备A组分料：将计量好的330N、MN-3050、TX-2、TCPP、三乙烯二胺投入反应釜中，在常温下搅拌3-4小时，即可装桶。
制备B组分料：将基于配方量的330N常温下投入反应釜，升至80-100℃，搅拌，抽真空脱水脱气2-3小时，降温至10-40℃加入计量好的纯MDI和MDI-50，在80-85℃反应2-3小时，降温至10-40℃，加入计量好的苯甲酰氯，搅匀，装桶。
使用时，将A、B组分料按A∶B＝1∶1的体积比混合均匀，用注浆泵注入煤层孔洞中待固化后即可。
实施例3：
A组分料：
330N： 40
DL-2000 25
TX-2： 14.5
TCPP： 18
三乙烯二胺： 2.5
B组分料：
330N： 70
纯MDI： 20
液化MDI： 10
磷酸： 10ppm
制备A组分料：将计量好的330N、DL-2000、TX-2、TCPP、三乙烯二胺投入反应釜中，在常温下搅拌3-4小时，即可装桶。
制备B组分料：将基于配方量的330N常温下投入反应釜，升至80-100℃，搅拌，抽真空脱水脱气2-3小时，降温至10-40℃加入计量好的纯MDI和液化MDI，在80-85℃反应2-3小时，降温至10-40℃，加入计量好的磷酸，搅匀，装桶。
使用时，将A、B组分料按A∶B＝1∶1的体积比混合均匀，用注浆泵注入煤层孔洞中待固化后即可。
下表为三组实施例产品性能数据
本发明提供的适用于煤层的聚氨酯增强堵漏剂，以较低的料液粘度(22℃，300--600mPa.s)保证了料液较好的流动性，以满足更长的注浆孔深度(5-10米)，并且将与煤块的粘结强度提升到了1.2MPa以上。最终以不燃级的阻燃效果非常适合用于煤矿中煤层的增强堵漏。
Claims (7)
1.一种煤层用聚氨酯增强堵漏剂，其特征在于由A组分和B组分构成，其中：以重量百分数计，
A组分为：
聚醚多元醇：60-80
扩链剂：9.0-17
阻燃剂：10-20
催化剂：1.0-3.0
其中：聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇，催化剂采用叔胺类催化剂，阻燃剂采用氯化磷酸酯，扩链剂采用2，4-二氨基-3，5-二甲硫基氯苯；
B组分为：
聚醚多元醇：50-70
二苯基甲烷二异氰酸酯：30-50
储存稳定剂：10ppm
其中：聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇；
将A、B组分料按A∶B＝1∶1的体积比混合均匀。
2.如权利要求1所述的煤层用聚氨酯增强堵漏剂，其特征在于所述的聚醚多元醇选用DL-2000、MN-3050或330N的一种或多种。
3.如权利要求1所述的煤层用聚氨酯增强堵漏剂，其特征在于所述的阻燃剂采用三(2-氯丙基)磷酸酯。
4.如权利要求1所述的煤层用聚氨酯增强堵漏剂，其特征在于所述的催化剂采用三乙烯二胺。
5.如权利要求1所述的煤层用聚氨酯增强堵漏剂，其特征在于所述的二苯基甲烷二异氰酸酯，为纯MDI、液化MDI、MDI-50中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的煤层用聚氨酯增强堵漏剂，其特征在于所述的储存稳定剂是磷酸或苯甲酰氯。
7.如权利要求1所述的煤层用聚氨酯增强堵漏剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
制备A组分料：将计量好的聚醚多元醇、扩链剂、阻燃剂、催化剂投入反应釜中，在常温下搅拌3-4小时，即可装桶；
制备B组分料：将基于配方量的聚醚多元醇常温下投入反应釜，升至80-100℃，搅拌，抽真空脱水脱气2-3小时，降温至10-40℃加入异氰酸酯，在80-85℃反应2-3小时，降温至10-40℃，加入储存稳定剂，搅匀，装桶；
使用时，将A、B组分料按A∶B＝1∶1的体积比混合均匀，用注浆泵注入煤层孔洞中待固化后即可。
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