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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张丽
郝德开
边宪磊
王超
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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

硅酸盐改性聚氨酯高分子材料及其制备方法
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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