CN103788325A - 一种矿用加固高效阻燃抗静电复合材料 - Google Patents

一种矿用加固高效阻燃抗静电复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿用加固高效阻燃抗静电复合材料，该复合材料是由A和B两种组份组成；A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、交联剂0.5-10、发泡剂1-5、表面活性剂1-8，增塑剂2-10、阻燃剂1-20、抗静电剂0-15；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。本发明的高效阻燃加固材料由于添加了膨胀石墨以及其他磷系阻燃剂，使加固材料的阻燃性大大提高；通过添加抗静电剂，使加固材料的导电性能大大提高，达到了国家规定的标准。本加固材料相比聚氨酯泡沫具有明显的阻燃和抗静电优势，氧指数在25％以上，在井下具有非常突出的安全优势；相比酚醛泡沫具有较强的抗压强度、粘结力，且流动性较好。

Description

一种矿用加固高效阻燃抗静电复合材料
技术领域
本发明涉及煤矿加固技术领域，尤其涉及一种矿用加固高效阻燃抗静电复合材料。
背景技术
中国煤田普遍受到奥灰水威胁，煤层抗压强度低，易破碎变形，容易产生裂缝和较大的断裂带；破碎松散围岩区和裂隙发育带在动压增大情况下极易冒顶、产生地下水灾等。通过在煤层破碎岩层中注入高分子化学煤岩体加固剂可将裂缝和裂纹粘结在一起，注入浆体的物料可被强劲地锁紧在一起，防止相互已锁紧的岩块之间发生相对移动，最终达到煤岩加固的目的。
常用的煤岩体加固剂主要有聚氨酯类、环氧树脂类、丙烯酰胺类、丙烯酸盐类、脲醛树脂类等。其中，环氧树脂类加固剂具有良好的粘接性，固化收缩率小，在固化过程中不产生气体，耐热性、耐药品性、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。在所有类型的加固剂中聚氨酯类加固剂因具有粘度适中、凝结时间可调，固结后质量轻、导热系数低、耐化学腐蚀等优点，在很多大中型煤矿中得到了广泛的推广和应用。
聚氨酯材料随具有较好的承压能力和粘结性，但其在加固过程中发出大量的热量经常出现引起煤层自燃的现象，同时其导电性较差，这两点大大限制了其在煤矿上的应用。
为解决煤矿的冒顶、片帮等安全问题，高分子材料已经大量应用于煤矿加固领域，但是现有的高分子材料存在阻燃性差，抗静电性弱的缺点，在煤矿井下使用存在很大的安全隐患。因而，研发一种高效阻燃抗静电的煤矿加固高分子材料极为迫切。
发明内容
本发明目的在于提供一种矿用加固高效阻燃抗静电复合材料。
本发明采取的技术方案是：
本发明的矿用加固高效阻燃抗静电复合材料，是由A和B两种组份组成；A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、交联剂0.5-10、发泡剂1-5、表面活性剂1-8，增塑剂2-10、阻燃剂1-20、抗静电剂0-15；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。
所述的交联剂为三乙醇胺或二月桂酸二丁基锡；所述的发泡剂为水；所述的表面活性剂为硅油或吐温表面活性剂；所述的增塑剂为磷酸酯；所述的阻燃剂为膨胀石墨、磷酸三乙酯或甲基膦酸二甲脂中的一种或几种；所述的抗静电剂为导电石墨或阳离子季铵盐型表面活性剂中的一种或几种。
阻燃剂中膨胀石墨、磷酸三乙酯和甲基膦酸二甲脂的重量比为5-20∶2-10∶2-10。
作为优选之一：A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺2-6、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨1-6、磷酸三乙酯0-3、抗静电剂0-6；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。
作为优选之二：A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺4-8、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨6-12、磷酸三乙酯2-5、抗静电剂4-10；B组份为异氰酸酯，用量为200-300重量份。
作为优选之三：A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺6-10、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨9-15、甲基膦酸二甲酯1-4、抗静电剂5-12；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。
作为优选之四：A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺2-7、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨10-15、甲基膦酸二甲酯1-5、抗静电剂5-15；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。
作为优选之五：A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺2-6、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨6-12、甲基膦酸二甲酯1-4、抗静电剂6-12；B组份为异氰酸酯，用量为200-300重量份。
本发明的积极效果如下：
本发明制备的高效阻燃加固材料由于添加了膨胀石墨以及其他磷系阻燃剂，使加固材料的阻燃性大大提高；通过添加抗静电剂，使加固材料的导电性能大大提高，达到了国家规定的标准。本加固材料相比聚氨酯泡沫具有明显的阻燃和抗静电优势，氧指数在25％以上，在井下具有非常突出的安全优势；相比酚醛泡沫具有较强的抗压强度、粘结力，且流动性较好。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
实施例1
A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺2-6、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨1-6、磷酸三乙酯0-3、抗静电剂0-6；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。
实施例2
A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺4-8、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨6-12、磷酸三乙酯2-5、抗静电剂4-10；B组份为异氰酸酯，用量为200-300重量份。
实施例3
A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺6-10、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨9-15、甲基膦酸二甲酯1-4、抗静电剂5-12；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。
实施例4
A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺2-7、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨10-15、甲基膦酸二甲酯1-5、抗静电剂5-15；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。
实施例5
A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺2-6、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨6-12、甲基膦酸二甲酯1-4、抗静电剂6-12；B组份为异氰酸酯，用量为200-300重量份。
实施例6本发明的矿用加固高效阻燃抗静电复合材料的性能
将实施例1-5制备的复合材料和市场上现有的聚氨酯、酚醛树脂材料进行性能检测如表1所示。
表1本发明的矿用加固高效阳燃抗静电复合材料的性能
Figure BSA0000100723810000051
从表1可以看出本发明的矿用加固高效阻燃抗静电复合材料的性能要明显高于聚氨酯和酚醛树脂的性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种矿用加固高效阻燃抗静电复合材料，其特征在于：该复合材料是由A和B两种组份组成；A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、交联剂0.5-10、发泡剂1-5、表面活性剂1-8，增塑剂2-10、阻燃剂1-20、抗静电剂0-15；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。
2.如权利要求1所述的矿用加固高效阻燃抗静电复合材料，其特征在于：所述的交联剂为三乙醇胺或二月桂酸二丁基锡；所述的发泡剂为水；所述的表面活性剂为硅油或吐温表面活性剂；所述的增塑剂为磷酸酯；所述的阻燃剂为膨胀石墨、磷酸三乙酯或甲基膦酸二甲脂中的一种或几种；所述的抗静电剂为导电石墨或阳离子季铵盐型表面活性剂中的一种或几种。
3.如权利要求2所述的矿用加固高效阻燃抗静电复合材料，其特征在于：阻燃剂中膨胀石墨、磷酸三乙酯和甲基膦酸二甲脂的重量比为5-20∶2-10∶2-10。
4.如权利要求2所述的矿用加固高效阻燃抗静电复合材料，其特征在于：A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺2-6、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨1-6、磷酸三乙酯0-3、抗静电剂0-6；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。
5.如权利要求2所述的矿用加固高效阻燃抗静电复合材料，其特征在于：A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺4-8、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨6-12、磷酸三乙酯2-5、抗静电剂4-10；B组份为异氰酸酯，用量为200-300重量份。
6.如权利要求2所述的矿用加固高效阻燃抗静电复合材料，其特征在于：A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺6-10、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨9-15、甲基膦酸二甲酯1-4、抗静电剂5-12；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。
7.如权利要求2所述的矿用加固高效阻燃抗静电复合材料，其特征在于：A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺2-7、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨10-15、甲基膦酸二甲酯1-5、抗静电剂5-15；B组份为异氰酸酯，用量为150-300重量份。
8.如权利要求2所述的矿用加固高效阻燃抗静电复合材料，其特征在于：A组份是由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇100、三乙醇胺2-6、水1-5、表面活性剂1-3，磷酸酯2-10、膨胀石墨6-12、甲基膦酸二甲酯1-4、抗静电剂6-12；B组份为异氰酸酯，用量为200-300重量份。
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