CN103113080A - 一种矿用水玻璃加固堵水材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种矿用水玻璃加固堵水材料的制备方法，制备步骤如下：制备A组份料：先将51～99.9%的水玻璃A与0～50%的水玻璃B装入反应釜中，然后依次加入0.1～2%的催化剂C和0～50%的增塑剂D，在常温下搅拌均匀，待所有组份反应稳定取样检测合格后，即密封包装；制备B组份料：先将51～100%的固化剂A装入反应釜中，然后加入0～50%的聚醚多元醇C，在30～45℃下搅拌均匀后再加入0～50%的固化剂B，取样检测合格后，即可密封包装。将A组份与B组份按1～2∶1体积比在静态混合器混合后得到固结体。本发明简单易行，操作方便，设备便宜，生产成本低，社会效益明显。

Description

一种矿用水玻璃加固堵水材料的制备方法
技术领域
本发明属于矿用加固堵水材料的制备方法领域，具体涉及一种矿用水玻璃加固堵水材料的制备方法。
背景技术
在矿山压力作用下及遇到地质断层、陷落柱时，巷道、工作面顶板煤体酥散，造成巷道变形，顶板冒落，煤帮片落，给安全生产带来隐患。
煤矿在生产过程中遇到上述问题通常采用流水泥浆、聚氨酯类、环氧类等材料对巷道工作面顶板进行维护，但是上述材料在实际应用中给安全生产带来诸多的问题。如下所述：
1.煤矿地质裂隙微细，水泥注浆粒径大，扩散半径小，微小裂隙注不进，固化时间不可调； 
2.煤矿井下环境潮湿有水，聚氨酯类遇水发泡，强度降低；
3.有机类（聚氨酯、环氧类）的注浆材料反应热高、阻燃性低，容易引起煤矿火灾 。
然而现有材料的制备方法存在许多问题：制备方法比较复杂，设备昂贵，原料成本高，材料性能不稳定，有一定的污染性，生产效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种矿用水玻璃加固堵水材料的制备方法，该方法简单易行，操作方便，设备便宜，生产成本低，社会效益明显。
本发明的技术方案：一种矿用水玻璃加固堵水材料的制备方法，该材料由两种独立的A组份与B组份组成，A组份和B组份按照体积比为1～2：1的比例混合，其中所述A组份的原料按照重量百分数为：水玻璃Ａ：51～99.9%，水玻璃B：0～50%，催化剂C：0.1～2%, 增塑剂D：0～50% ；其中所述B组份的原料按照重量百分数为：固化剂A：51～100% , 固化剂B：0～50%，聚醚多元醇C：0～50% 。
一种矿用水玻璃加固堵水材料的制备方法包括以下步骤：
　  a.制备A组份料：先将51～99.9%的水玻璃A与0～50%的水玻璃B装入反应釜中，然后依次加入0.1～2%的催化剂C和0～50%的增塑剂D，在常温下搅拌均匀，待所有组份反应稳定取样检测合格后，即密封包装；
　  b.制备B组份料：先将51~100%的固化剂A装入反应釜中，然后加入0～50%的聚醚多元醇C，在30～45℃下搅拌均匀后再加入0～50%的固化剂B，取样检测合格后，即可密封包装；
c.制备好的A组份与B组份按照1～2：1的体积比在静态混合器混合后得到固结体，检测产品质量指标：固化时间60s~300s; 发泡率倍≧1倍；抗压强度≧35 MPa；阻燃性：不燃。
本发明制得的矿用水玻璃加固堵水材料产品质量指标如下：
（1）固化时间60s～300s；
（2）发泡倍率≧1倍；
（3）抗压强度≧35 MPa；
（4）阻燃性：不燃。 
本发明的有益效果：本发明简单易行，操作方便，设备便宜，生产成本低，社会效益明显。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明
实施例1
一种矿用水玻璃加固堵水材料, 按以下重量比原料配制而成:
Ａ组份料：分别称量水玻璃A模数为1.5的钠水玻璃51千克，水玻璃B模数为1.5的钠钾水玻璃34千克，催化剂C五甲基二亚乙基三胺0.15千克、三聚催化剂2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚0.25千克和二月桂酸二丁基锡0.1千克，增塑剂D 52#氯化石蜡14.5千克。将称量好的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。
B组份料：分别称量固化剂A多苯基多亚甲基多异氰酸酯（烟台万华PM-200）51千克 ，固化剂B甘油三醋酸酯26千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为500的聚氧化丙烯二醇23千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在30℃搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。
使用时将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比1：1在静态混合器混合合得到固结体，检测产品质量指标：固化时间160s,发泡倍率1.3倍，抗压强度40.9MPa，阻燃性：不燃，符合煤矿使用标准。
实施例2
一种矿用水玻璃加固堵水材料, 按以下重量比原料配制而成:
Ａ组份料：分别称量水玻璃A模数为2.6的钠水玻璃70千克，水玻璃B模数为2的钠钾水玻璃15千克，催化剂C五甲基二亚乙基三胺0.2千克、二甲基乙醇胺0.3千克、二甲基环已胺0.5千克，增塑剂D为52#氯化石蜡10千克和邻苯二甲酸二丁脂4千克。将称量好的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。
B组份料：分别称量固化剂A烟台万华PM-200多苯基多亚甲基多异氰酸酯70千克 ，固化剂B甘油三醋酸酯15千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为1000的聚氧化丙烯二醇15千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在35℃搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。
使用时将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比1.2：1在静态混合器混合合得到固结体，检测产品质量指标：固化时间90s,发泡倍率1.4倍，抗压强度42.7MPa，阻燃性：不燃，符合煤矿使用标准。
实施例3
一种矿用水玻璃加固堵水材料, 按以下重量比原料配制而成:
Ａ组份料：分别称量水玻璃A模数为3的钠水玻璃80千克，水玻璃B模数为2.5的钠水玻璃10千克，催化剂C为N、N-二甲基苄胺0.25千克、三聚催化剂2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚0.15千克和二月桂酸二丁基锡0.1千克，增塑剂D为52#氯化石蜡5千克和邻苯二甲酸二丁脂4.5千克。将称量好的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。
B组份料：分别称量固化剂A烟台万华PM-200多苯基多亚甲基多异氰酸酯85千克 ，固化剂B甘油三醋酸酯3千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为2000的聚氧化丙烯二醇12千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在40℃搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。
使用时将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比1.4：1在静态混合器混合合得到固结体，检测产品质量指标：固化时间150s,发泡倍率1.2倍，抗压强度41.7MPa，阻燃性：不燃，符合煤矿使用标准。
实施例4
一种矿用水玻璃加固堵水材料, 按以下重量比原料配制而成:
Ａ组份料：分别称量水玻璃A模数为3.5的钠水玻璃99.9千克，水玻璃B模数为3.5的钠钾水玻璃0千克，催化剂C为二甲基环已胺0.1千克，增塑剂D为52#氯化石蜡0千克。将称量好的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。
B组份料：分别称量固化剂A烟台万华PM-200多苯基多亚甲基多异氰酸酯100千克 ，固化剂B乙二醇乙醚醋酸酯0千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为3000的聚四氢呋喃二醇0千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在45℃搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。
使用时将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比2：1在静态混合器混合合得到固结体，检测产品质量指标：固化时间90s,发泡倍率1.45倍，抗压强度43.6MPa，阻燃性：不燃，符合煤矿使用标准。

Claims (1)

1.一种矿用水玻璃加固堵水材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
a. 制备A组份料：先将51～99.9%的水玻璃A与0～50%的水玻璃B装入反应釜中，然后依次加入0.1～2%的催化剂C和0～50%的增塑剂D，在常温下搅拌均匀，待所有组份反应稳定取样检测合格后，即密封包装；
b. 制备B组份料：先将51~100%的固化剂A装入反应釜中，然后加入0～50%的聚醚多元醇C，在30～45℃下搅拌均匀后再加入0～50%的固化剂B，取样检测合格后，即可密封包装；
c. 制备好的A组份与B组份按照1～2：1的体积比在静态混合器混合后得到固结体，检测产品质量指标：固化时间60s~300s; 发泡率倍≧1倍；抗压强度≧35 MPa；阻燃性：不燃。
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