CN103304984B - 一种无机改性聚氨酯灌浆材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无机改性聚氨酯灌浆材料，包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的组分：85～98份硅酸钠溶液，0.5～3份催化剂，1～5份扩链剂，0～8份水；所述B组分包括以下重量份的组分：10～80份改性聚合MDI-PU2101，10～75份改性聚合MDI-PU2102，5～20份降粘剂，5～15份增塑剂。本发明的材料制备方法简单，材料通过双液注浆泵注入煤岩体内，快速固化后能达到加固煤岩体的功能；材料与常规聚氨酯灌浆材料相比具有较低的最高反应温度、极佳的阻燃性能和较低的成本，力学性能也能保持在较高水平，且在有水环境下仍能保持较高的强度等优点；材料不含有毒挥发性和腐蚀性物质，满足井下对材料的安全及环保要求。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，尤其涉及一种无机改性聚氨酯灌浆材料及其制备方法。
背景技术
煤矿巷道在掘进过程，破碎或松散煤岩体往往会导致冒顶、片帮等煤矿事故的发生，不仅严重危及旷工的生命安全，而且还严重影响了煤矿企业的生产效率。因此，煤矿在生产过程中，一般都要对破碎煤岩体进行注浆加固。注浆材料种类较多，有无机类注浆材料和有机类注浆材料之分。无机类材料应用较为广泛的是水玻璃水泥双液灌浆，材料优点是成本低，反应基本不放热，但固化速度慢，抗压强度及粘结强度低，渗透性和韧性差。有机类灌浆材料应用最为广泛的是聚氨酯灌浆材料，材料固化速度可调，抗压强度和粘结强度好，渗透性和韧性好，加固效果要大大优于无机类材料，但产品成本高，且反应放热量大，阻燃性不好，容易导致次生灾害的发生，且材料在有水环境中有较大倍率的发泡，材料强度显著降低，从而较大影响加固效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无机改性聚氨酯灌浆材料，与常规聚氨酯灌浆材料相比具有较低的最高反应温度、极佳的阻燃性能和较低的成本。
本发明还提供了一种上述无机改性聚氨酯灌浆材料的制备方法，该制备方法简单。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种无机改性聚氨酯灌浆材料，包括A组分和B组分，
所述A组分包括以下重量份的组分：
85～98份硅酸钠溶液，0.5～3份催化剂，1～5份扩链剂，0～8份水；
所述B组分包括以下重量份的组分：
10～80份改性聚合MDI-PU2101，10～75份改性聚合MDI-PU2102，5～20份降粘剂，5～15份增塑剂。
作为一种优选的技术方案，所述硅酸钠溶液的波美度为48～51，模数为2.5～2.8。
作为一种优选的技术方案，所述催化剂为叔胺类催化剂。
作为一种优选的技术方案，所述叔胺类催化剂为双(二甲基氨基乙基)醚。
作为一种优选的技术方案，所述扩链剂为一缩二乙二醇。
作为一种优选的技术方案，所述改性聚合MDI-PU2101的粘度为800～1500mPa·s，-NCO含量为21～24％。
作为一种优选的技术方案，所述改性聚合MDI-PU2102的粘度为1500～2500mPa·s，-NCO含量为19～22％。
作为一种优选的技术方案，所述降粘剂为混合型二元酸二甲酯(DBE)，主要成分为丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯，由杜邦公司生产。
作为一种优选的技术方案，所述增塑剂为三醋酸甘油酯，含量>99.7％，水分含量<0.08％。
作为一种优选的技术方案，所述A组分和B组分的体积比为1:1或质量比为1.25:1。
本发明还提供了一种上述无机改性聚氨酯灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：
A组分的制备方法如下：将85～98份硅酸钠溶液、0.5～3份催化剂、1～5份扩链剂和0～8份水搅拌混合均匀后得到A组分；
B组分的制备方法如下：将10～80份改性聚合MDI-PU2101、10～75份改性聚合MDI-PU2102、5～20份降粘剂和5～15份增塑剂搅拌混合均匀后得到B组分；
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，混合均匀后固化，得到无机改性聚氨酯灌浆材料。
作为一种优选的技术方案，所述改性聚合MDI-PU2101的制备方法如下：将19份聚醚多元醇D与81份多亚甲基多苯基多异氰酸酯加入反应釜中，然后加入占总质量0.02％的二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀后升温至75℃，边加热边搅拌，3小时后冷却得到改性聚合MDI-PU2101。
作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇D的起始剂为环氧丙烷，分子量2000～3000，官能度2～4，粘度300～1000mPa·s。
作为一种优选的技术方案，所述改性聚合MDI-PU2102的制备方法如下：15份聚醚多元醇E与85份多亚甲基多苯基多异氰酸酯加入反应釜中，然后加入占总质量0.02％的二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀后升温至75℃，边加热边搅拌，3小时后冷却得到改性聚合MDI-PU2102。
作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇E的起始剂为环氧丙烷，分子量1000～2000，官能度2～4，粘度200～500mPa·s。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
1、本发明的材料中A组分和B组分都具有较低的粘度，渗透性好，能渗透到细微的煤岩体裂隙中。
2、本发明的材料固化速度可根据工程需要来条件，调节区间大。
3、本发明的材料加入了大量的无机材料，阻燃性极佳，接近不燃级别。
4、本发明的材料因降低了反应基团的含量，反应放热量大大降低，最高反应温度小于100℃。
5、本发明的材料在有水环境下不发泡，可有效保证材料本体强度。
6、本发明的材料主要用于煤矿掘进巷道破碎顶板、围岩的加固以及工作面的超前加固等领域，尤其适用于高瓦斯矿井及自燃发火期较短的煤矿。
7、本发明的材料制备方法简单，材料通过双液注浆泵注入煤岩体内，快速固化后能达到加固煤岩体的功能；材料与常规聚氨酯灌浆材料相比具有较低的最高反应温度、极佳的阻燃性能和较低的成本，力学性能也能保持在较高水平，且在有水环境下仍能保持较高的强度等优点；材料不含有毒挥发性和腐蚀性物质，满足井下对材料的安全及环保要求。
8、本发明的材料主要用于煤矿破碎煤岩体及断层的加固，防止顶板冒顶及片帮事故的发生；材料通过无机硅酸盐溶液对有机聚氨酯灌浆材料进行复合改性，使材料同时具备有机材料和无机材料的优点，材料不仅具有较高的抗压强度、抗拉强度和粘结强度，且因无机材料的加入使材料的成本得到了较大的降低，阻燃性也得到极大的提高，材料放热量也得到显著的降低，而且在有水条件下材料也不会发生发泡反应，材料强度能得到有效的保证，大大提高了材料的应用安全性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
无机改性聚氨酯灌浆材料的性能测试按照《煤矿加固煤岩体用高分子材料》行业标准所述方法进行测试。
固化时间：A组分、B组分按体积比1:1称量所需质量(根据所测试的密度进行换算)，A+B总质量不少于200g，用玻璃棒搅拌均匀后记录材料从混合到不流动的时间。
无机改性聚氨酯灌浆材料的性能可达到：
固化时间(25℃)：60～210秒(可调)
粘度：A<400mPa·s，B<500mPa·s。
抗压强度：≥40MPa
抗拉强度：≥15MPa
粘结强度：≥3MPa
最高反应温度：<100℃
阻燃性：显著高于MT113-1995要求。
双(二甲基氨基乙基)醚，由美国气体产品公司生产，牌号为Dabco BL-11。
改性聚合MDI-PU2101由尤洛卡矿业安全工程股份有限公司生产，产品粘度800～1500mPa·s，-NCO含量21％～24％。
改性聚合MDI-PU2102由尤洛卡矿业安全工程股份有限公司生产，产品粘度1500～2500mPa·s，-NCO含量19％～22％。
降粘剂为混合型二元酸二甲酯(DBE)，主要成分为丁二酸二甲酯，戊二酸二甲酯，己二酸二甲酯，由杜邦公司生产。
增塑剂为三醋酸甘油酯，含量>99.7％，水分含量<0.08％。
以下无机改性聚氨酯灌浆材料的应用设备为1:1气动双液注浆泵及其配套装置。
以下所用的改性聚合MDI-PU2101的制备方法如下：将19份聚醚多元醇D与81份多亚甲基多苯基多异氰酸酯加入反应釜中，然后加入占总质量0.02％的二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀后升温至75℃，边加热边搅拌，3小时后冷却得到改性聚合MDI-PU2101。
聚醚多元醇D的起始剂为环氧丙烷，分子量2000～3000，官能度2～4，粘度300～1000mPa·s。
以下所用的改性聚合MDI-PU2102的制备方法如下：15份聚醚多元醇E(起始剂为环氧丙烷，分子量1000～2000，官能度2～4，粘度200～500mPa·s)与85份多亚甲基多苯基多异氰酸酯加入反应釜中，然后加入占总质量0.02％的二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀后升温至75℃，边加热边搅拌，3小时后冷却得到改性聚合MDI-PU2102。
聚醚多元醇E的起始剂为环氧丙烷，分子量1000～2000，官能度2～4，粘度200～500mPa·s。
实施例1
制备A组分50kg：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)95.5份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚1份，扩链剂一缩二乙二醇3.5份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分50kg：改性MDI-PU2101添加量为65份，改性MDI-PU2102添加量为10份，降粘剂DBE为10份，增塑剂三醋酸甘油酯为15份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
制备得到的无机改性聚氨酯加固材料的性能如下：
固化时间(25℃)：148秒
粘度：A-298mPa·s，B-212mPa·s
抗压强度：42.4MPa
抗拉强度：16.7MPa
粘结强度：3.1MPa
最高反应温度：92.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1秒，酒精喷灯实验0.1S。
实施例2
制备A组分50kg：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)95份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚2份，扩链剂一缩二乙二醇3份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分50kg：改性MDI-PU2101添加量为55份，改性MDI-PU2102添加量为20份，降粘剂DBE为15份，增塑剂三醋酸甘油酯为10份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
制备得到的破碎顶板聚氨酯注浆加固材料的性能如下：
固化时间(25℃)：78秒
粘度：A-335mPa·s，B-239mPa·s
抗压强度：48.4MPa
抗拉强度：17.6MPa
粘结强度：3.3MPa
最高反应温度：95.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1秒，酒精喷灯实验0.1秒。
实施例3
制备A组分50kg：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)94.5份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚2份，扩链剂一缩二乙二醇3.5份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分50kg：改性MDI-PU2101添加量为20份，改性MDI-PU2102添加量为55份，降粘剂DBE为18份，增塑剂三醋酸甘油酯为7份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，待冷却后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
制备得到的破碎顶板聚氨酯注浆加固材料的性能如下：
固化时间(25℃)：71秒
粘度：A-389mPa·s，B-368mPa·s
抗压强度：55.4MPa
抗拉强度：19.4MPa
粘结强度：3.5MPa
最高反应温度：98.3℃
阻燃性：酒精灯实验0.1秒，酒精喷灯实验0.1秒。
实施例4
制备A组分50kg：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)92份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚2.5份，扩链剂一缩二乙二醇3份，水2.5份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分50kg：改性MDI-PU2101添加量为10份，改性MDI-PU2102添加量为65份，降粘剂DBE为12份，增塑剂三醋酸甘油酯为13份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比1∶1或者按质量比1.25∶1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，待冷却后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：83S
粘度：A-256mPa·s，B-271mPa·s
抗压强度：53.6MPa
抗拉强度：17.3MPa
粘结强度：3.3MPa
最高反应温度：90.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1S，酒精喷灯实验0.1S。
实施例5
制备A组分50kg：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)90份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚1份，扩链剂一缩二乙二醇4.5份，水4.5份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分50kg：改性MDI-PU2101添加量为25份，改性MDI-PU2102添加量为50份，降粘剂DBE为20份，增塑剂三醋酸甘油酯为5份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比1∶1或者按质量比1.25∶1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，待冷却后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：162S
粘度：A-261mPa·s，B-243mPa·s
抗压强度：46.5MPa
抗拉强度：16.8MPa
粘结强度：3.2MPa
最高反应温度：89.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1S，酒精喷灯实验0.1S。
实施例6
制备A组分50kg：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)86份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚3份，扩链剂一缩二乙二醇5份，水6份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分50kg：改性MDI-PU2101添加量为15份，改性MDI-PU2102添加量为60份，降粘剂DBE为18份，增塑剂三醋酸甘油酯为7份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比1∶1或者按质量比1.25∶1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，待冷却后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：78S
粘度：A-199mPa·s，B-281mPa·s
抗压强度：56.3MPa
抗拉强度：18.2MPa
粘结强度：3.6MPa
最高反应温度：95.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1S，酒精喷灯实验0.1S。
实施例7
制备A组分50kg：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)91份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚1.5份，扩链剂一缩二乙二醇4份，水3.5份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分50kg：改性MDI-PU2101添加量为30份，改性MDI-PU2102添加量为40份，降粘剂DBE为15份，增塑剂三醋酸甘油酯为15份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比1∶1或者按质量比1.25∶1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，待冷却后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：93S
粘度：A-237mPa·s，B-215mPa·s
抗压强度：53.4MPa
抗拉强度：17.7MPa
粘结强度：3.4MPa
最高反应温度：92.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1S，酒精喷灯实验0.1S。
实施例8
制备A组分50kg：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)94份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚0.5份，扩链剂一缩二乙二醇2.5份，水3份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分50kg：改性MDI-PU2101添加量为16份，改性MDI-PU2102添加量为58份，降粘剂DBE为20份，增塑剂三醋酸甘油酯为6份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比1∶1或者按质量比1.25∶1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，待冷却后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：185S
粘度：A-225mPa·s，B-249mPa·s
抗压强度：42.9MPa
抗拉强度：15.6MPa
粘结强度：3.1MPa
最高反应温度：88.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1S，酒精喷灯实验0.1S。
实施例9
制备A组分：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)88份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚3份，扩链剂一缩二乙二醇4.5份，水4.5份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分：改性MDI-PU2101添加量为35份，改性MDI-PU2102添加量为40份，降粘剂DBE为17份，增塑剂三醋酸甘油酯为8份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：65S
粘度：A-252mPa·s，B-231mPa·s
抗压强度：46.1MPa
抗拉强度：16.1MPa
粘结强度：3.3MPa
最高反应温度：95.4℃
阻燃性：酒精灯实验0.1S，酒精喷灯实验0.1S。
实施例10
制备A组分：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)85份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚3份，扩链剂一缩二乙二醇5份，水7份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分：改性MDI-PU2101添加量为18份，改性MDI-PU2102添加量为57份，降粘剂DBE为17份，增塑剂三醋酸甘油酯为8份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：72S
粘度：A-276mPa·s，B-323mPa·s
抗压强度：45.8MPa
抗拉强度：15.4MPa
粘结强度：3.2MPa
最高反应温度：93.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1S，酒精喷灯实验0.1S。
实施例11
制备A组分：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)96份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚0.8份，扩链剂一缩二乙二醇2.2份，水1份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分：改性MDI-PU2101添加量为75份，改性MDI-PU2102添加量为10份，降粘剂DBE为10份，增塑剂三醋酸甘油酯为5份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：168秒
粘度：A-270mPa·s，B-389mPa·s
抗压强度：45.1MPa
抗拉强度：16.3MPa
粘结强度：3.2MPa
最高反应温度：88.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1S，酒精喷灯实验0.1S。
实施例12
制备A组分：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)97份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚0.5份，扩链剂一缩二乙二醇2.5份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分：改性MDI-PU2101添加量为70份，改性MDI-PU2102添加量为10份，降粘剂DBE为15份，增塑剂三醋酸甘油酯为5份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：195秒
粘度：A-278mPa·s，B-233mPa·s
抗压强度：42.6MPa
抗拉强度：15.7MPa
粘结强度：3.1MPa
最高反应温度：86.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1秒，酒精喷灯实验0.1S。
实施例13
制备A组分：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)98份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚0.5份，扩链剂一缩二乙二醇1.5份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分：改性MDI-PU2101添加量为10份，改性MDI-PU2102添加量为75份，降粘剂DBE为10份，增塑剂三醋酸甘油酯为5份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：179秒
粘度：A-292mPa·s，B-394mPa·s
抗压强度：47.2MPa
抗拉强度：16.9MPa
粘结强度：3.3MPa
最高反应温度：91.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1秒，酒精喷灯实验0.1S。
实施例14
制备A组分：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)93份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚1.5份，扩链剂一缩二乙二醇3.5份，水2份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分：改性MDI-PU2101添加量为80份，改性MDI-PU2102添加量为10份，降粘剂DBE为5份，增塑剂三醋酸甘油酯为5份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：126秒
粘度：A-265mPa·s，B-469mPa·s
抗压强度：43.6MPa
抗拉强度：16.9MPa
粘结强度：3.2MPa
最高反应温度：93.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1秒，酒精喷灯实验0.1S。
实施例15
制备A组分：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)90份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚3份，扩链剂一缩二乙二醇4份，水3份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分：改性MDI-PU2101添加量为55份，改性MDI-PU2102添加量为25份，降粘剂DBE为5份，增塑剂三醋酸甘油酯为15份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：70S
粘度：A-249mPa·s，B-228mPa·s
抗压强度：46.2MPa
抗拉强度：15.5MPa
粘结强度：3.2MPa
最高反应温度：94.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1S，酒精喷灯实验0.1S。
实施例16
制备A组分：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)95份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚2.2份，扩链剂一缩二乙二醇1份，水1.8份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分：改性MDI-PU2101添加量为25份，改性MDI-PU2102添加量为50份，降粘剂DBE为15份，增塑剂三醋酸甘油酯为10份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：85S
粘度：A-255mPa·s，B-281mPa·s
抗压强度：44.7MPa
抗拉强度：15.4MPa
粘结强度：3.1MPa
最高反应温度：92.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1S，酒精喷灯实验0.1S。
实施例17
制备A组分：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)85.7份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚1.8份，扩链剂一缩二乙二醇4.5份，水8份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分：改性MDI-PU2101添加量为10份，改性MDI-PU2102添加量为75份，降粘剂DBE为10份，增塑剂三醋酸甘油酯为5份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：80S
粘度：A-215mPa·s，B-394mPa·s
抗压强度：54.2MPa
抗拉强度：17.0MPa
粘结强度：3.3MPa
最高反应温度：92.5℃
阻燃性：酒精灯实验0.1S，酒精喷灯实验0.1S。
实施例18
制备A组分：硅酸钠水溶液(波美度48～51，模数为2.5～2.8)94.5份，催化剂双(二甲基氨基乙基)醚1.5份，扩链剂一缩二乙二醇2份，水2份，装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
制备B组分：改性MDI-PU2101添加量为20份，改性MDI-PU2102添加量为60份，降粘剂DBE为15份，增塑剂三醋酸甘油酯为5份。装入100L小型混合釜中，常温常压下搅拌均匀后装桶密封备用。
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，根据测试要求所需的总质量计算所需各组分质量，将混合充分的材料倒入到标准模具中室温固化，放置24小时后测试力学指标。粘结性能按标准要求严格制样，放入25℃烘箱保存24小时后测试。
固化时间(25℃)：90秒
粘度：A-302mPa·s，B-382mPa·s
抗压强度：46.4MPa
抗拉强度：16.4MPa
粘结强度：3.3MPa
最高反应温度：92.6℃
阻燃性：酒精灯实验0.1秒，酒精喷灯实验0.1秒。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种无机改性聚氨酯灌浆材料，其特征在于，包括A组分和B组分，
所述A组分包括以下重量份的组分：
85～98份硅酸钠溶液，0.5～3份催化剂，1～5份扩链剂，0～8份水；
所述B组分包括以下重量份的组分：
10～80份改性聚合MDI-PU2101，10～75份改性聚合MDI-PU2102，5～20份降粘剂，5～15份增塑剂；
所述改性聚合MDI-PU2101的制备方法如下：将19份聚醚多元醇D与81份多亚甲基多苯基多异氰酸酯加入反应釜中，然后加入占总质量0.02％的二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀后升温至75℃，边加热边搅拌，3小时后冷却得到改性聚合MDI-PU2101；
所述改性聚合MDI-PU2102的制备方法如下：15份聚醚多元醇E与85份多亚甲基多苯基多异氰酸酯加入反应釜中，然后加入占总质量0.02％的二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀后升温至75℃，边加热边搅拌，3小时后冷却得到改性聚合MDI-PU2102；
所述聚醚多元醇D的起始剂为环氧丙烷，分子量2000～3000，官能度2～4，粘度300～1000mPa·s；
所述聚醚多元醇E的起始剂为环氧丙烷，分子量1000～2000，官能度2～4，粘度200～500mPa·s。
2.根据权利要求1所述的无机改性聚氨酯灌浆材料，其特征在于，所述硅酸钠溶液的波美度为48～51，模数为2.5～2.8；
所述催化剂为叔胺类催化剂。
3.根据权利要求2所述的无机改性聚氨酯灌浆材料，其特征在于，所述叔胺类催化剂为双(二甲基氨基乙基)醚。
4.根据权利要求1所述的无机改性聚氨酯灌浆材料，其特征在于，所述扩链剂为一缩二乙二醇；
所述改性聚合MDI-PU2101的粘度为800～1500mPa·s，-NCO含量为21～24％；
所述改性聚合MDI-PU2102的粘度为1500～2500mPa·s，-NCO含量为19～22％；
所述降粘剂为混合型二元酸二甲酯。
5.根据权利要求1所述的无机改性聚氨酯灌浆材料，其特征在于，所述增塑剂为三醋酸甘油酯，含量>99.7％，水分含量<0.08％；
所述A组分和B组分的体积比为1:1或质量比为1.25:1。
6.权利要求1至5任一所述的无机改性聚氨酯灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A组分的制备方法如下：将85～98份硅酸钠溶液、0.5～3份催化剂、1～5份扩链剂和0～8份水搅拌混合均匀后得到A组分；
B组分的制备方法如下：将10～80份改性聚合MDI-PU2101、10～75份改性聚合MDI-PU2102、5～20份降粘剂和5～15份增塑剂搅拌混合均匀后得到B组分；
将A组分和B组分按体积比为1:1或质量比为1.25:1的比例取样，混合均匀后固化，得到无机改性聚氨酯灌浆材料。
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