CN108383971A - 一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法,本发明属于新型材料领域,主要用于建筑,桥梁,矿山开采,堤坝等需要填充密闭的作业位置。本发明所得到的封堵材料在保证较高的膨胀倍率的同时,延长了起发时间,解决了现有材料在封堵过程中材料起发早,反应速度快,导致的可操作时间短,密封效果差,隐患多的问题。本发明通过采用合理的原料以及合理配比,得到的发泡材料具有初期反应慢,可操作性强;尺寸稳定性较好,膨胀倍率高与充填密闭性好,不回缩得特点;另外材料采用复配多种阻燃剂,阻燃性能大幅提高,保证了施工的安全性。
Description
技术领域
本发明属于充填密闭用新型材料领域,具体涉及一种高阻燃高倍率封堵发泡材料以及制备方法。该材料主要用于建筑,桥梁,矿山开采,堤坝等需要填充密闭的作业位置。
背景技术
在煤矿瓦斯治理中:瓦斯抽放、参数测试、煤层注水、煤层增透等各个方面都需要钻孔技术,而钻孔的密封效果直接影响到钻孔作用的发挥,故需要密封效果较好的钻孔密封材料。
有机类材料是目前煤矿钻孔密封常用的材料之一,其现阶段存在的缺点为:(1)反应时间较快,材料在到达封堵位置前就已开始反应甚至反应结束,导致封堵效果不好,外界空气易在抽放负压的作用经孔周边松动圈的裂隙通道进入瓦斯抽采钻孔;(2)材料对温度的敏感性较强,性能容易受到环境温度的影响,稳定性较差;(3)材料粘结性能不好,且有回缩现象,产生缝隙,导致封堵失效;(3)阻燃性能普遍不高。故需要寻求各方面的性能都能够达到技术要求的封封堵材料。
发明内容
为了达到填充密封的工艺要求,本发明提供了一种专用发泡材料的制备方法。通过采用合理的原料以及合理配比,得到的发泡材料初期反应慢,可操作性强;稳定性较好,性能受到外界环境温度的影响较小;粘结性能好,不回缩,阻燃性能好,膨胀倍率高。
本发明的技术方案
一种高阻燃高倍率封堵发泡材料,其特征在于该材料在制备的过程中,首先要配制白料,白料的成分,按照各自的重量分数计,分别为:聚聚醚多元醇A :10-50份、聚醚多元醇B:10 -30份、聚醚多元醇C:0 -20份、扩链剂:1-10份、阻燃剂A:15-40份、阻燃剂B:0-5份、催化剂0.05-5份、稳泡剂:0.1-3份、发泡剂:10-30份。混合搅拌过程中,考虑到发泡剂的易挥发特性,当其他原料都混合均匀后再加入发泡剂继续搅拌。其次准备黑料,其成分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯或氰酸酯聚亚甲基聚亚苯基酯,按重量份数计,占90-130份。最后黑料与白料混合发泡。
所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料,其特征在于所述的聚醚多元醇A的羟值为480~520 mgKOH/g,官能度为6。
所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料,其特征在于所述的聚醚多元醇B的羟值为410~460 mgKOH/g,官能度为4。
所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料,其特征在于所述的聚醚多元醇C的羟值为54~58 mgKOH/g,官能度为2。
所述一种高阻燃高倍率封堵发泡材料,其特征在于所述的扩链剂为乙二醇,丙三醇,1,4-丁二醇中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
所述一种高阻燃高倍率封堵发泡材料,其特征在于所述的阻燃剂A为三(2-氯乙基)磷酸酯,理论含磷约为9.5%,含氯约为32.5%,粘度(25oC)为60-70mPa.S。
所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料,其特征在于所述的阻燃剂B为无机聚磷酸铵,含磷量为30%~32%,含氮量为14%~16%。
所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料,其特征在于所述催化剂为N,N-二甲基环己胺,二月桂酸二丁基锡,N,N-二甲基苄胺中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料,其特征在于所述稳泡剂为硅油101B、SD-501的一种或两种以任意比例混合的混合物。
所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料,其特征在于所述发泡剂为去离子水、HCFC-141B,中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
所述的煤矿钻孔封堵专用发泡材料的制备方法,其特征在于按照以下步骤进行:(1)原料的准备:按下列比例称取原料,聚醚多元醇A :10-50份、聚醚多元醇B:10 -30份、聚醚多元醇C:0 -20份、扩链剂:1-10份、阻燃剂A:15-40份、阻燃剂B:0-5份、催化剂0.05-5份、稳泡剂:0.1-3份、发泡剂:10-30份。其次准备黑料,其成分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯,按重量份数计,占90-130份。
(2)白料的配制:先将聚醚多元醇、催化剂、阻燃剂、稳泡剂、扩链剂充分搅拌混合,再加入发泡剂继续搅拌,混合均匀。
(3)材料黑料与白料依照0.9-1.3:1比例分开灌装于封孔袋中,得到煤矿钻孔封堵专用材料,用于封孔前,将黑料与白料混合均匀,即可用于煤矿瓦斯抽采钻孔的封堵。
本发明的优点和有益效果
本发明所得到的封堵材料在保证较高的膨胀倍率的同时,延长了起发时间,解决了现有材料在封堵过程中材料起发早,反应速度快,导致的可操作时间短,密封效果差,隐患多的问题。材料在满足封堵要求的力学强度基础上膨胀倍率大大提高,节省了封孔成本。
本发明所得到的封堵材料稳定性较好,材料对温度的敏感性不强,起膨时间、膨胀倍数等性能受到环境的影响较小,在较低温度或者是较高温度下仍能够满足封堵的要求,保证质量。
本发明所得到的封堵材料粘结性较好,而且不会产生回缩现象;另外材料采用复配阻燃剂,阻燃性能较好,保证了封孔过程的安全性。
具体实施方式
下面结合具体方式,进一步说明本发明。
实施例1:分别按下列质量比例称取配制白料所需的原料:聚醚多元醇A:20g、聚醚多元醇B:30 g、扩链剂乙二醇:7g、阻燃剂A:15 g、阻燃剂B:6 g、催化剂N,N-二甲基苄胺:2g、稳泡剂硅油101B:1 g。在常温下搅拌、3分钟后加入发泡剂去离子水:2,HCFC-141B:17g,继续搅拌2min即可得到白料组分。称取异氰酸酯:100g,将两组分混合后,充分搅拌均匀,便得到可用于封堵的发泡材料。
实施例2:分别按下列质量比例称取配制白料所需的原料:聚醚多元醇A:25 g、聚醚多元醇B:30 g、扩链剂丙三醇:10g、阻燃剂A:20 g、催化剂N,N-二甲基环己胺1 g,二月桂酸二丁基锡2 g、稳泡剂硅油101B:2 g。在常温下搅拌、3分钟后加入发泡剂去离子水:3,HCFC-141B:17g,继续搅拌2min即可得到白料组分。称取异氰酸酯:110 g,将两组分混合后,充分搅拌均匀,便得到可用于封堵的发泡材料。
实施例3:分别按下列质量比例称取配制白料所需的原料:聚醚多元醇A:20、聚醚多元醇B:30 g、聚醚多元醇C:15 g、扩链剂1,4-丁二醇:2 g、阻燃剂A:20 g、催化剂N,N-二甲基环己胺1 g,二月桂酸二丁基锡2 g、稳泡剂硅油101B:1 g。在常温下搅拌、3分钟后加入发泡剂HCFC-141B:10g,继续搅拌2min即可得到白料组分。称取异氰酸酯:100 g,将两组分混合后,充分搅拌均匀,便得到可用于封堵的发泡材料。
实施例4:分别按下列质量比例称取配制白料所需的原料:聚醚多元醇A:50、扩链剂丙三醇:9g、阻燃剂A:20 g、催化剂N,N-二甲基环己胺1 g,二月桂酸二丁基锡2 g、稳泡剂硅油101B:1 g。在常温下搅拌、3分钟后加入发泡剂去离子水2g、HCFC-141B:15g,继续搅拌2min即可得到白料组分。称取异氰酸酯:100 g,将两组分混合后,充分搅拌均匀,便得到可用于封堵的发泡材料。
实验结果:
试样 | 试验温度℃ | 起膨时间(S) | 膨胀倍数 |
实施例1 | 13 | 200 | 25 |
实施例1 | 20 | 150 | 26 |
实施例1 | 30 | 120 | 28 |
实施例2 | 20 | 140 | 27 |
实施例3 | 20 | 150 | 22 |
实施例4 | 20 | 200 | 30 |
上表为实施例1-4的封堵发泡材料两组分混合反应后的主要性能指标。
从上述实验结果可知:
本发明所得到的发泡材料,起膨时间相对较长,膨胀倍数较高,而且起膨时间以及膨胀倍数受到环境的影响较小。在较低温度或者是较高温度下仍能够满足要求,保证封堵质量。
Claims (11)
1.一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法,其特征在于该材料在制备的过程中,首先要配制白料,白料的成份,按照各自的重量份数计,分别为:聚醚多元醇A :10-50份、聚醚多元醇B:0-30份、聚醚多元醇C:0-20份、扩链剂:1-10份、阻燃剂A:15-40份、阻燃剂B:0-5份、催化剂0.05-5份、稳泡剂:0.1-3份、发泡剂:10-30份;其次准备黑料,其成分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯,按重量份数计,占90-130份;最后黑料与白料比例为1-1.4:1混合发泡。
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法,其特征在于所述的聚醚多元醇A的羟值为480~520 mgKOH/g,官能度为6。
3.根据权利要求1所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法,其特征在于所述的聚醚多元醇B的羟值为410~460 mgKOH/g,官能度为4。
4.根据权利要求1所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法,其特征在于所述的聚醚多元醇C的羟值为54~58 mgKOH/g,官能度为2。
5.根据权利要求1所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法,其特征在于:所述扩链剂为乙二醇,丙三醇,1,4-丁二醇中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法,其特征在于所述的阻燃剂A为三(2-氯乙基)磷酸酯,理论含磷约为9.5%,含氯约为32.5%,粘度(25oC)为60-70mPa.S。
7.根据权利要求1所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法,其特征在于所述的阻燃剂B为无机聚磷酸铵,含磷量为30%~32%,含氮量为14%~16%。
8.根据权利要求1所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法,其特征在于所述催化剂为N,N-二甲基环己胺,二月桂酸二丁基锡,N,N-二甲基苄胺中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法,其特征在于所述稳泡剂为硅油101B、SD-501的一种或两种以任意比例混合的混合物。
10.根据权利要求1所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料及其制备方法,其特征在于所述发泡剂为去离子水、HCFC-141B中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
11.一种如权利要求1所述的一种高阻燃高倍率封堵发泡材料的制备方法,其特征在于按照以下步骤进行:(1)原料的准备:按下列比例称取原料,聚醚多元醇A :10-50份、聚醚多元醇B:10 -30份、聚醚多元醇C:0 -20份、扩链剂:1-10份、阻燃剂A:15-40份、阻燃剂B:0-5份、催化剂0.05-5份、稳泡剂:0.1-3份、发泡剂:10-30份;其次准备黑料,其成分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯,按重量份数计,占90-130份;(2)白料的配制:先将聚醚多元醇、催化剂、阻燃剂、稳泡剂、扩链剂充分搅拌混合,再加入发泡剂继续搅拌,混合均匀;(3)材料黑料与白料依照0.9-1.3:1比例分别灌装于包装袋中,该包装袋为中间隔离成两个独立空间的袋子,用于灌装材料的两种组分;封堵前,将黑料与白料混合均匀,即可用于相关作业场所的封堵。
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