CN102516493B - 一种采矿专用的聚氨酯加固堵水材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种采矿专用的聚氨酯加固堵水材料及其制备方法。属于聚氨酯组合物。其特征在于由A、B两组分组成，其重量比例为A∶B＝1∶1，其中：A组分由如下以重量份数计的原料组成：聚醚多元醇63～77，泡沫稳定剂3.0～6.0，阻燃剂20～30，催化剂0.1～1，B组分由如下以重量份数计的原料组成：聚醚多元醇10～20，多异氰酸酯80～90，储存稳定剂0.001。提供了一种粘度适中，施工方便，填充性好；室温固化、省时省力；粘结强度高，加固效果好；兼具优异的堵水性能和阻燃性能的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料及其制备方法。具有反应速度快、反应温度低、流动性好、粘结性强、阻燃性高的优点。适用于矿区岩层填充加固堵水防渗处理。
Description
技术领域
本发明是一种采矿专用的聚氨酯加固堵水材料及其制备方法。属于聚氨酯组合物。
背景技术
矿产资源的持续开采，导致岩层深度不断增加，随着开采时间的延续，岩壁会出现裂纹，，隧道、巷道等混凝土构筑物也会因老化出现裂缝，甚至发生塌方、透水事故，对安全生产构成威胁。因此，及时填充岩层裂缝，稳定岩层结构，及时修复加固隧道、巷道中的混凝土裂缝，对于确保采矿作业正常运行，高产、稳产、安全生产，至关重要。
现有技术中，采用水泥浆填充裂缝，填充加固效果欠佳，而且费时、费力、施工难度大。粘度适中，施工方便，填充性好；室温固化、省时省力；粘结强度高，加固效果好的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料尚未见有文献报导。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种粘度适中，施工方便，填充性好；室温固化、省时省力；粘结强度高，加固效果好；兼具优异的堵水性能和阻燃性能的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：
本发明的聚氨酯加固堵水材料，由A、B两组分组成，其体积比例为A∶B＝1∶1，其中：
A组分由如下以重量份数计的原料组成：
B组分由如下以重量份数计的原料组成：
聚醚多元醇 10～20
多异氰酸酯 80～90
储存稳定剂 0.001
按照如下步骤制备：
①.A组分的制备
按照拟定配方将准确计量的聚醚多元醇、泡沫稳定剂、阻燃剂、催化剂投入反应釜中，室温下，搅拌混合3～4小时，出料、密封包装；
②.B组分的制备
按照拟定配方，准确称取聚醚多元醇投入聚合反应釜中，搅拌下，升温至80～100℃，真空脱水脱气2～3小时，降温至10～40℃，投入按照配方准确计量的异氰酸酯，在80～85℃温度下，反应2～3小时，降温至10～40℃，加入储存稳定剂，搅匀，出料，密封包装。
本发明的目的还可以通过如下措施来达到：
本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料，所述A组分原料组分中的聚醚多元醇是羟值为400～460mgKOH/g的聚氧化丙烯四元醇NJ-4110、羟值为400-460mgKOH/g的聚氧化丙烯四元醇635H中的一种或两种组合；所述B组分原料组分中的聚醚多元醇是相对分子量为400±10的聚氧化丙烯二元醇DL-400、相对分子量为300±10的聚氧化丙烯三元醇N-303中的一种或两种组合。
本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料，所述A组分原料组分中的泡沫稳定剂是从南京德美世创化工有限公司的D-3、中山市东俊化工有限公司的H3201、南京德美世创化工有限公司的B8538中选择出来的任意一种或其任意两种以上组合。
本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料，所述A组分原料组分中的阻燃剂是三-2-氯丙基-磷酸酯。
本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料，所述A组分原料组分中的催化剂采用二月桂酸二丁基锡和/或丁酸亚锡。
本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料，所述B组分原料组分中的异氰酸酯是从多亚甲基多苯基多异氰酸酯MR200、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200、多亚甲基多苯基多异氰酸酯44V20中选择出来的任意一种或其任意两种以上组合。
本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料的使用方法，其特征在于使用时，按照A组分∶B组分＝1∶1的重量组成比例混合均匀，用注浆泵注入待填充加固堵水的裂缝或空洞中待固化后即可。
本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料，所述B组分原料组分中的储存稳定剂是苯甲酰氯或磷酸。
本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料，其特征在于适用于矿区岩层填充加固堵水防渗，亦适用于铁路、公路隧道、地下、水下建筑墙壁混凝土层裂缝空隙的填充加固堵水防渗处理。
本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料及其制备方法，相比现有技术具有如下积极效果：
1.提供了一种粘度适中，施工方便，填充性好；室温固化、省时省力；粘结强度高，加固效果好；兼具优异的堵水性能和阻燃性能的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料及其制备方法。
2.具有反应速度快、反应温度低、流动性好、粘结性强、阻燃性高的优点。
3.无三废，质量稳定。与岩层紧密粘结在一起，具备足够的强度，起到加固效果，有效的解决了岩体的支护，使破碎岩体粘成整体，提高自身的支撑力，如遇到涌水情况，还能有效的起到堵水的效果。
4.本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料，以较低的料液粘度22℃，400--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，并且最终达到55Mpa以上的压缩强度，与岩层的粘结强度到了6MPa以上。阻燃效果达到MT-113要求，通过预聚体的制备，减少了放热量，还能有效的堵水，非常适合用于各种矿中的加固堵水。
5.使用该产品可以经济方便快捷有效预防和减少事故的发生，减少人员、财产损失和停产及被迫关闭风险，为社会带来巨大的社会和经济效益。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例作进一步详述：
实施例1按照下列步骤制备本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料
①.A组分的制备
将准确计量的羟值为400-460mgKOH/g的聚氧化丙烯四元醇635H 67重量份、泡沫稳定剂H3201 5重量份、阻燃剂三(2-氯丙基)磷酸酯TCPP 27重量份、催化剂二月桂酸二丁基锡1重量份投入反应釜中，室温下，搅拌混合3～4小时，出料、密封包装；
②.B组分的制备
准确称取相对分子量为400±10的聚氧化丙烯二元醇DL-40020重量份投入聚合反应釜中，搅拌下，升温至80～100℃，真空脱水脱气2～3小时，降温至10～40℃，投入准确计量的多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200 80重量份，在80～85℃温度下，反应2～3小时，降温至10～40℃，加入储存稳定剂磷酸0.001重量份，搅匀，出料，密封包装。
使用时，按照A组分∶B组分＝1∶1的重量组成比例混合均匀，用注浆泵注入待填充加固堵水的裂缝或空洞中待固化后即可。
实施例2～实施例5
按照实施例1的方法和步骤，按照表1的配方制备本发明的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料
表1
Claims (6)
1.一种采矿专用的聚氨酯加固堵水材料的制备方法，其特征在于由A、B两组分组成，其重量比例为A：B＝1：1，其中：
A组分由如下以重量份数计的原料组成：
聚醚多元醇 63～77
泡沫稳定剂 3.0～6.0
阻燃剂 20～30
催化剂 0.1～1
所述聚醚多元醇是羟值为400～460mgKOH/ g的聚氧化丙烯四元醇 NJ－ 4110 、羟值为400－460 mgKOH/ g的聚氧化丙烯四元醇635H中的一种或两种组合；
B组分由如下以重量份数计的原料组成：
聚醚多元醇 10～20
多异氰酸酯 80～90
储存稳定剂 0.001
所述聚醚多元醇是相对分子量为400±10的聚氧化丙烯二元醇DL-400、相对分子量为300±10的聚氧化丙烯三元醇N-303中的一种或两种组合；
所述异氰酸酯是从多亚甲基多苯基多异氰酸酯MR200、多亚甲基多苯基多异氰酸酯 PM200、多亚甲基多苯基多异氰酸酯44V20中选择出来的任意一种或其任意两种以上组合；
按照如下步骤制备：
①. A组分的制备
按照拟定配方将准确计量的聚醚多元醇、泡沫稳定剂、阻燃剂、催化剂投入反应釜中，室温下，搅拌混合3～4小时，出料、密封包装；
②.B组分的制备
按照拟定配方，准确称取聚醚多元醇投入聚合反应釜中，搅拌下，升温至80～100℃，真空脱水脱气2～3小时，降温至10～40℃，投入按照配方准确计量的异氰酸酯，在80～85℃温度下，反应2～3小时，降温至10～40℃，加入储存稳定剂，搅匀，出料，密封包装。
2.根据权利要求1的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料的制备方法，其特征在于A组分原料组分中的泡沫稳定剂是从南京德美世创化工有限公司的D－3、中山市东俊化工有限公司的H3201、南京德美世创化工有限公司的B8538中选择出来的任意一种或其任意两种以上组合。
3.根据权利要求1的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料的制备方法，其特征在于A组分原料组分中的阻燃剂是三－2－氯丙基－磷酸酯。
4.根据权利要求1的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料的制备方法，其特征在于A组分原料组分中的催化剂采用二月桂酸二丁基锡和/或丁酸亚锡。
5.根据权利要求1的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料的制备方法，其特征在于所述B组分原料组分中的储存稳定剂是苯甲酰氯或磷酸。
6.根据权利要求1的采矿专用的聚氨酯加固堵水材料的制备方法，其特征在于按照如下步骤制备：
①. A组分的制备
将准确计量的羟值为400－460 mgKOH/ g的聚氧化丙烯四元醇635H 67重量份、泡沫稳定剂H 3201 5重量份、阻燃剂三（2—氯丙基）磷酸酯TCPP 27重量份、催化剂二月桂酸二丁基锡 1重量份投入反应釜中，室温下，搅拌混合3～4小时，出料、密封包装；
②.B组分的制备
准确称取相对分子量为400±10的聚氧化丙烯二元醇DL-40020重量份投入聚合反应釜中，搅拌下，升温至80～100℃，真空脱水脱气2～3小时，降温至10～40℃，投入准确计量的多亚甲基多苯基多异氰酸酯 PM200 80重量份，在80～85℃温度下，反应2～3小时，降温至10～40℃，加入储存稳定剂磷酸0.001重量份，搅匀，出料，密封包装。
使用时，按照A组分：B组分=1：1的重量组成比例混合均匀，用注浆泵注入待填充加固堵水的裂缝或空洞中待固化后即可。
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