CN102964565A - 硅酸盐改性聚氨酯高分子材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学合成领域,具体涉及一种煤岩体加固、堵漏用硅酸盐改性聚氨酯高分子材料及其制备方法。由体积比为1:1的A组分和B组分组成,其中:A组分为液体硅酸钠水玻璃;B组分按照重量份数计由多苯基多亚甲基多异氰酸酯40~50份、改性MDI 40~50份和降粘剂0~10份组成。制备方法为:将B组分原料装入反应釜中搅拌均匀,氮气置换封装;将A、B组分料用双液注浆泵混合注浆,即得产品。产品阻燃性能好;原料液粘度低,在煤岩体中渗透性好;固结体与煤岩体粘结性好;适用于各种通风不良的煤矿、隧道、隧洞中破碎煤层、岩层的快速加固和封堵处理;制备方法采用双液注浆泵压注,泵送性优良,使用方便。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域,具体涉及一种煤岩体加固、堵漏用硅酸盐改性聚氨酯高分子材料及其制备方法。
背景技术
煤矿生产过程中,煤层及松散围岩抗压强度低,破碎松散围岩区和裂隙发育带在动压增大情况下极易产生冒顶、塌陷、地下渗水等安全隐患。通过在破碎煤岩层中注入高分子加固、堵漏材料可有效封堵裂缝和裂纹,并将破碎煤岩体粘结在一起,提高煤岩体整体支撑力,最终达到煤岩加固、堵漏的目的。
常用的煤岩体加固剂主要有环氧树脂类、脲醛树脂类、聚氨酯类等。其中聚氨酯类加固剂具有粘度适中、凝结时间可调、粘结力强、机械强度高、固结后强度大等优点,但是阻燃效果差、成本较高。
常用水玻璃类化学注浆材料已有很多研究,大多具有渗透性好,无毒性、成分简单等优点,但是固结体强度偏弱,粘结力差,固结体基本没有韧性,不能同时起到加固的作用。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种硅酸盐改性聚氨酯高分子材料,具有原料粘度低,渗透性好,与煤层粘合力优,固结体强度高的特点,尤其具备在有水环境中不影响其固化性能的特性,本发明还提供一种其制备方法,采用双液注浆泵压注,泵送性优良,使用方便。
本发明提供的硅酸盐改性聚氨酯高分子材料,由体积比为1:1的A组分和B组分组成,其中:
A组分:液体硅酸钠水玻璃;
B组分按照重量份数计:
多苯基多亚甲基多异氰酸酯: 40~50份;
改性MDI: 40~50份;
降粘剂: 0~10份。
其中:
多苯基多亚甲基多异氰酸酯选用牌号PM200,烟台万华聚氨酯股份有限公司生产。改性MDI为碳化二亚胺改性MDI 5412,山东东大一诺威聚氨酯有限公司生产。降粘剂选用碳酸丙烯酯,山东森杰化工有限公司产品。通过液体硅酸钠水玻璃对聚氨酯材料的改性,合成一种阻燃性佳的复合材料,材料适用于各种通风不良的煤矿、隧道、隧洞中破碎煤层、岩层的快速加固和封堵处理。
本发明提供的硅酸盐改性聚氨酯高分子材料的制备方法,按照如下步骤完成:
(1)制备B组分:将多苯基多亚甲基多异氰酸酯、改性MDI和降粘剂搅拌均匀,氮气置换封装;
(2)将A、B组分料用双液注浆泵混合注浆,即得产品。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)本发明提供的材料,阻燃性能好;原料液粘度低,在煤岩体中渗透性好;固结体与煤岩体粘结性好;
(2)遇水不发生反应,正常固化,固化速度快;强度高、抗压在40mpa以上;
(3)相关原料绿色,无污染,不含有挥发性溶剂,不产生任何有毒气体,对人体无害,完全满足煤岩体加固的使用和环保要求;
(4)适用于各种通风不良的煤矿、隧道、隧洞中破碎煤层、岩层的快速加固和封堵处理;
(5)制备方法采用双液注浆泵压注,泵送性优良,使用方便。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
制备B组分100公斤:称量多苯基多亚甲基多异氰酸酯(牌号PM200,烟台万华聚氨酯股份有限公司生产)45kg、改性MDI 5412(山东东大一诺威有限公司生产)50kg、降粘剂(碳酸丙烯酯,山东森杰化工有限公司生产)5kg,装入反应釜中搅拌,在常温下搅拌混合均匀,即得B组分合格产品,从反应釜中放料装桶氮气置换封装。
取液体硅酸钠水玻璃(A组分)与B组分按照A:B=1:1体积比用双液注浆泵混合注浆,即得产品。
检测产品指标如下:
固结体密度: 1280kg/m3
膨胀倍数: 1.0
抗压强度: 55mpa
粘结强度: 3mpa
实施例2
制备B组分料100公斤:称量多苯基多亚甲基多异氰酸酯A(牌号PM200,烟台万华)45kg、改性MDI 5412(山东东大一诺威有限公司)45kg、降粘剂(碳酸丙烯酯,山东森杰化工有限公司生产)10kg,装入反应釜中搅拌,在常温下搅拌混合均匀,即得B组分合格产品,从反应釜中放料装桶氮气置换封装。
取液体硅酸钠水玻璃(A组分)与B组分按照A:B=1:1体积比用双液注浆泵混合注浆,即得产品。
检测产品指标如下:
固结体密度: 1280kg/m3
膨胀倍数: 1.0
抗压强度: 50mpa
粘结强度: 3mpa
实施例3
制备B组分100公斤:称量多苯基多亚甲基多异氰酸酯(牌号PM200,烟台万华聚氨酯股份有限公司生产)50kg和改性MDI 5412(山东东大一诺威有限公司生产)50kg装入反应釜中搅拌,在常温下搅拌混合均匀,即得B组分合格产品,从反应釜中放料装桶氮气置换封装。
取液体硅酸钠水玻璃(A组分)与B组分按照A:B=1:1体积比搅用双液注浆泵混合注浆,即得产品。
检测产品指标如下:
固结体密度: 1280kg/m3
膨胀倍数: 1.0
抗压强度: 45mpa
粘结强度: 3mpa 。
Claims (5)
1.一种硅酸盐改性聚氨酯高分子材料,其特征在于:由体积比为1:1的A组分和B组分组成,其中:
A组分:液体硅酸钠水玻璃;
B组分按照重量份数计:
多苯基多亚甲基多异氰酸酯:40~50份;
改性MDI: 40~50份;
降粘剂: 0~10份。
2.根据权利要求1所述的硅酸盐改性聚氨酯高分子材料,其特征在于:多苯基多亚甲基多异氰酸酯选用牌号PM200。
3.根据权利要求1所述的硅酸盐改性聚氨酯高分子材料,其特征在于:改性MDI为碳化二亚胺改性MDI 5412。
4.根据权利要求1所述的硅酸盐改性聚氨酯高分子材料,其特征在于:降粘剂选用碳酸丙烯酯。
5.一种权利要求1所述的硅酸盐改性聚氨酯高分子材料的制备方法,其特征在于:按照如下步骤完成:
(1)制备B组分:将多苯基多亚甲基多异氰酸酯、改性MDI和降粘剂搅拌均匀,氮气置换封装;
(2)将A、B组分料用双液注浆泵混合注浆,即得产品。
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