CN103525079B - 一种复合型注浆密封材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合型注浆密封材料及其制备方法，由A、B两组分组成，A、B两组分的重量比为1:1，其中A组分原料以重量份数计为：聚合物多元醇40‑70份，催化剂0.1‑1.0份，填料30‑60份；B组分原料以质量份数计为：多异氰酸酯40‑70份，稀释剂0‑10份，填料30‑60份，A、B两组分中填料为粉煤灰、石灰石粉、惰性二氧化硅粉中的一种或多种复合。将A、B两组分原料分别混合均匀，其中B组分采用氮气置换包装。本发明反应温度低，具有阻燃性，粘接强度高、韧性好、可压缩性大，且可根据工程需要，反应时间可调。且制备方法简单易行，对生产设备及人员要求低，生产周期短，全过程不仅不产生三废，而且能利用固体废弃物，不影响环境和工人健康。

Description

一种复合型注浆密封材料及其制备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种复合型注浆密封材料及其制备方法。

背景技术

我国煤矿通常采用在冒落地点架木垛、填砂浆等方法进行处理，但这些方法费时、费力、施工难度大，且不能保证真正消除事故隐患。再就是，在进行煤矿瓦斯抽采口封口时，封口材料的性能对瓦斯的抽采效果很关键。因此，开发为煤矿井下加固、充填、密闭使用的材料很有必要，也必将取得很好的社会效益和经济效益。所以，寻找新的注浆密封材料达到加固煤岩具有重要的研究意义。

常用的密封注浆材料有：水泥类浆液、水玻璃——氯化钙浆液、水玻璃——铝酸钠浆液等无机注浆材料和环氧树脂类、丙烯酰胺类、丙烯酸盐类、脲醛树脂类等有机注浆材料。但水泥浆材属颗粒型材料，对某些细微裂缝的处理不能得到满意的效果；水玻璃——氯化钙浆液，需要进行交替注浆，工艺较复杂；水玻璃——铝酸钠浆液，因铝酸钠不属于工业成品，无货源，也不能采用；环氧树脂类加固剂具有良好的粘结性，固化收缩率小，在固化过程中不产生气体，耐热性、耐药性、耐久性优良，但浆体僵硬，柔韧不足；丙烯酰胺类加固剂，浆液粘度小，可灌性好，胶凝时间可控，透水性低，但价格昂贵，抗压强度低，耐久性较差，具有腐蚀性，浆液有毒性，会造成环境污染；丙烯酸盐类加固剂可灌性好，浆液胶凝时间可控，但抗压强度较低。

粉煤灰等固体废弃物的利用主要集中在建材方面，但用于注浆材料方面少有使用研究和文献报道，由于粉煤灰中绝大多数为玻璃微珠，这些玻璃微珠光滑、致密、粒细。在浆液中有滚珠作用，能减少颗粒间内摩阻力，从而使注浆材料在施工中提高可泵性和可注性，并且能够使注浆材料在泵送和灌注过程中减少分离、沉降作用和降低析水率。在满足矿山注浆技术要求的情况下，能够在注浆充填工程中大量使用粉煤灰等固体废弃物，将对固体废弃物的应用范围的扩大起重要意义。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提出一种复合型注浆密封材料及其制备方法，反应温度低，具有阻燃性，粘合后强度高、抗剪切性强、韧性好、可压缩性大、耐冲击，并且相关原料低气味、不含有挥发性溶剂，不产生任何有毒气体，还可以大量地利用粉煤灰等工业废渣，完全满足煤矿加固材料的使用和环保要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种复合型注浆密封材料，由A、B两组分组成，A、B两组分的重量比为1:1,所述的A组分原料以重量份数计为：聚合物多元醇40-70份，催化剂0.1-1.0份，填料30-60份；所述的B组分原料以重量份数计为：多异氰酸酯40-70份，稀释剂0-10份，填料30-60份。

所述的A、B两组分中填料为粉煤灰、石灰石粉、惰性二氧化硅粉中的一种或多种复合。

所述聚合物多元醇为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，其中聚醚多元醇的官能度为2-6，分子量为100-2000，粘度为100-1000mPa·s；聚酯多元醇的官能度为2-4，分子量为200-3000，粘度为500-2000mPa·s。

所述异氰酸酯为多甲基多苯基多异氰酸酯，-NCO含量35-40%。

所述A组份催化剂为N，N’-二甲基环己胺、三乙烯四胺、N,N,N’,N’N’’-五甲基二亚乙基三胺中的一种或几种；

所述的B组分稀释剂为丙酮或二甲苯。

所述的A、B两组分中填料的比表面积为300-1000m²/kg，含水率小于0.5%。

一种聚氨酯/填料复合的注浆/密封材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将聚合物多元醇投入反应釜中，常温常压下搅拌，然后将催化剂和填料加入反应釜中搅拌均匀即得到A组分；

步骤二，将多异氰酸酯，稀释剂和填料投入反应釜中，并通氮气保护，常温常压搅拌均匀即得到B组分；

步骤三，将A、B两组分按1:1重量比混合通过双液注浆泵密封注浆。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明充分利用粉煤灰、石灰石粉等固体废弃物，利用简单的材料取得了突出的效果，使材料具有成本低、抗压强度高、反应温度低，阻燃性，粘合强度高、抗剪切性强及韧性好。且制备方法简单易行，对生产设备及人员要求低，生产周期短，全过程不产生三废，不影响环境和工人健康。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明技术方案做进一步详细说明。

实施例1：A组分选用聚醚多元醇300g，聚酯多元醇300g投入反应釜中，常温常压下搅拌，然后将三乙烯四胺1.5g和粉煤灰300g加入反应釜中搅拌均匀即可；

B组分选用多异氰酸酯600g，石灰石粉300g投入反应釜中，并通氮气保护，常温常压搅拌均匀即可。

按照A:B=1:1重量比取A、B组分各100g，搅拌混合制成固结体，检测产品指标如表1所示。

表1产品指标

实施例2：A组分选用聚醚多元醇300g，聚酯多元醇300g投入反应釜中，常温常压下搅拌，然后将三乙烯四胺1.5g和粉煤灰600g加入反应釜中搅拌均匀即可；

B组分选用多异氰酸酯600g，丙酮15g和石灰石粉600g投入反应釜中，并通氮气保护，常温常压搅拌均匀即可。

按照A:B=1:1重量比取A、B组分各100g，搅拌混合制成固结体，检测产品指标如表2所示。

表2产品指标

实施例3：A组分选用聚醚多元醇300g，聚酯多元醇300g投入反应釜中，常温常温下搅拌，然后将三乙烯四胺1.5g和粉煤灰450g加入反应釜中搅拌均匀即可；

B组分选用多异氰酸酯600g，丙酮10g和石灰石粉450g投入反应釜中，并通氮气保护，常温常压搅拌均匀即可。

按照A:B=1:1重量比取A、B组分各100g，搅拌混合制成固结体，检测产品指标如表3所示。

表3产品指标

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种复合型注浆密封材料，其特征在于,由A、B两组分组成，A组分包括聚合物多元醇、催化剂和填料，B组分包括多异氰酸酯、稀释剂和填料，A、B两组分重量比为1:1，所述的A组分原料以重量份数计为：聚合物多元醇40-70份，催化剂0.1-1.0份，填料45-60份；所述的B组分原料以重量份数计为：多异氰酸酯40-60份，稀释剂0-1.5份，填料30-60份，所述的A、B两组分中填料为粉煤灰、石灰石粉、惰性二氧化硅粉中的一种或多种复合；

所述A组份催化剂为N，N’-二甲基环己胺、三乙烯四胺、N,N,N’,N’N”-五甲基二亚乙基三胺中的一种或几种；

所述的B组分稀释剂为丙酮或二甲苯。

2.根据权利要求1所述一种复合型注浆密封材料，其特征在于：所述聚合物多元醇为聚醚多元醇和聚酯多元醇中的一种或两种以1:1复合，其中聚醚多元醇的官能度为2-6，分子量为100-2000，粘度为100-1000mPa·s；聚酯多元醇的官能度为2-4，分子量为200-3000，粘度为500-2000mPa·s。

3.根据权利要求1所述的一种复合型注浆密封材料，其特征在于：所述多异氰酸酯为多甲基多苯基多异氰酸酯，-NCO含量35-40％。

4.根据权利要求1所述的一种复合型注浆密封材料，其特征在于：所述的A、B两组分中填料的比表面积为300-1000m²/kg，含水率小于0.5％。

5.根据上述任一权利要求所述的一种复合型注浆密封材料的制备方法，其特征在于：该注浆密封材料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将聚合物多元醇投入反应釜中，常温常压下搅拌，然后将催化剂和填料加入反应釜中搅拌均匀即得到A组分；

步骤二，将多异氰酸酯，稀释剂和填料投入反应釜中，并通氮气保护，常温常压搅拌均匀即得到B组分；

步骤三，将A、B两组分按1:1重量比混合通过双液注浆泵密封注浆。