CN108822785A - 一种煤与水泥的界面粘结剂及其制备方法 - Google Patents

一种煤与水泥的界面粘结剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108822785A
CN108822785A CN201810758990.3A CN201810758990A CN108822785A CN 108822785 A CN108822785 A CN 108822785A CN 201810758990 A CN201810758990 A CN 201810758990A CN 108822785 A CN108822785 A CN 108822785A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coal
parts
cement
interface adhesive
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810758990.3A
Other languages
English (en)
Inventor
杨政鹏
帅波
张雪峰
张春静
张海波
管学茂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Technology
Original Assignee
Henan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Technology filed Critical Henan University of Technology
Priority to CN201810758990.3A priority Critical patent/CN108822785A/zh
Publication of CN108822785A publication Critical patent/CN108822785A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203—Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206—Polyhydroxy compounds aliphatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • C08G18/6492—Lignin containing materials; Wood resins; Wood tars; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H6/00—Macromolecular compounds derived from lignin, e.g. tannins, humic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

本发明属于矿用材料领域，具体涉及一种煤与水泥的界面粘结剂及其制备方法。本发明是将煤基腐植酸在催化剂作用下依次与二苯基甲烷二异氰酸酯和二聚甘油反应，即得界面粘结剂。界面粘结剂的制备原料组成为二苯基甲烷二异氰酸酯55‑65份，煤基腐植酸15‑25份，二聚甘油10‑20份和催化剂1‑5份。本发明制备的界面粘结剂通过聚合反应生成，其具有亲水更亲油的分子结构，该粘结剂不仅能够提高水泥浆液在煤体表面浸润性以及渗透性，而且易于向煤与水泥界面聚集，有效改善水泥和煤界面粘结效果；同时本发明的粘结剂具有制备方法简单、成本低以及使用方便的特点。

Description

一种煤与水泥的界面粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明属于矿用材料领域，特别涉及一种煤与水泥的界面粘结剂及其制备方法。
背景技术
随着煤矿开采深度和开采强度的不断扩大，巷道在高地应力与强采动作用下极易出现变形、围岩整体移动、煤岩软化、裂隙闭合、围岩渗透性变差等问题，严重影响煤矿安全。因此，需要对煤矿进行支护。注浆加固是目前普遍使用且行之有效的手段之一，常用的煤矿注浆材料包括无机和有机两大种类。有机注浆材料主要是聚氨酯类材料，这类注浆材料虽然具有渗透性强、力学性能高等优点，但其存在易燃、价格高、污染环境、易老化等方面的问题；无机注浆材料主要是水泥类注浆材料，具有强度高、耐久性好和材料来源方便的优点，但由于煤为有机岩，其表面致密且疏水，导致水泥类注浆材料与煤体界面之间存在浸润性与渗透性比较差的问题，进而会导致水泥很难附着在煤体表面，因而难以有效加固破碎煤体。因此开发一种煤与水泥的界面粘结剂以有效加固破碎煤体非常有必要。
发明内容
综上所述，为了解决现有的技术问题，本发明提供了一种煤与水泥的界面粘结剂及其制备方法，其采用的技术方案如下：
一种煤与水泥的界面粘结剂，通过下法获得：将煤基腐植酸在催化剂作用下依次与二苯基甲烷二异氰酸酯和二聚甘油反应，即得所述界面粘结剂。
制备原料的重量份如下：煤基腐植酸15-25份，二苯基甲烷二异氰酸酯55-65份，二聚甘油10-20份，催化剂1-5份。
进一步，所述的催化剂为乙基吗啉、二月桂酸二丁基锡、二甲基乙醇胺、三乙烯二胺中的一种或几种。
进一步，所述煤基腐植酸由褐煤中提取得到，为现有技术。如可参照中国专利201610044976.8“一种煤基腐殖酸改性水性聚氨酯复合材料的制备方法”中公开的内容进行。但煤基腐植酸的提取并不限于上述方法。
具体的，一种煤与水泥的界面粘结剂的制备方法，步骤如下：
（1）常温常压下将二苯基甲烷二异氰酸酯和催化剂混合搅拌均匀；
（2）加入煤基腐植酸，常温常压下充分搅拌反应1h；
（3）再加入二聚甘油，常温常压下充分搅拌反应1h得到所述的粘结剂。
有益效果：
（1）本发明的界面粘结剂通过催化剂引发二苯基甲烷二异氰酸酯与煤基腐植酸和二聚甘油反应制得，生成具有亲水且更亲油的分子结构，因而其可以溶于水泥浆液中，同时显著提高了水泥浆液在煤体表面的浸润和渗透性。
（2）本发明的煤基腐植酸由煤中提取得到，其与煤具有强的吸附作用，因而制得的界面粘结剂易于向煤与水泥界面聚集，进而使水泥和煤的界面粘结效果得到有效改善。
（3）本发明的界面粘结剂制备方法简单，成本低，水泥浆液中用量少，与煤和水泥界面粘结效果好，使用方便，填补了该项技术的空白且有利于推广应用。
具体实施方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此，其中煤基腐植酸的提取根据一种煤基腐殖酸改性水性聚氨酯复合材料的制备方法（专利号CN201610044976.8）中公开的内容获得：
实施例1
一种煤与水泥的界面粘结剂的制备方法如下：
（1）在装有搅拌器的容器中加入60份二苯基甲烷二异氰酸酯和2份二月桂酸二丁基锡并搅拌均匀；
（2）将20份煤基腐植酸加入到步骤（1）的容器中搅拌均匀，反应1h；
（3）将18份二聚甘油加入步骤（2）的产物中并搅拌均匀，反应1h得到所述的粘结剂。
上述份数皆为重量份，以下实施例同。
步骤（2）中的煤基腐植酸通过下法获得：
首先在反应容器中加入煤粉，以固液比1g：5ml的比例加入1.5mol/L的HNO3，恒温水浴加热，保持温度60℃，磁力搅拌60min进行氧化预处理，过滤得到预氧化的固体粉末；然后按照固液比1g：10ml的比例向固体粉末加入1.5%的NaOH溶液，60℃抽提60min，过滤得到腐植酸钠溶液；再向腐植酸钠溶液中加入盐酸调节pH值至1~2，静置24h，移去上层清液后将混合物离心，用稀盐酸进行洗涤，再用少量去离子水洗涤，真空60℃干燥研磨后即得。
将3%（干料含量）粘结剂加入水灰比1:1的水泥浆液中，搅拌均匀后与煤样粘结，固化反应3天后，测得粘结强度为0.68 MPa。
实施例2
一种煤与水泥的界面粘结剂的制备方法如下：
（1）在装有搅拌器的容器中加入62份二苯基甲烷二异氰酸酯和3份乙基吗啉并搅拌均匀；
（2）将25份煤基腐植酸加入到步骤（1）的容器中搅拌均匀，反应1h；
（3）将20份二聚甘油加入步骤（2）的产物中并搅拌均匀，反应1h得到所述的粘结剂。
将6%（干料含量）粘结剂加入水灰比1:1的水泥浆液中，搅拌均匀后与煤样粘结，固化反应3天后，测得粘结强度为0.76 MPa。
实施例3
一种煤与水泥的界面粘结剂的制备方法如下：
（1）在装有搅拌器的容器中加入60份二苯基甲烷二异氰酸酯和4份二甲基乙醇胺并搅拌均匀；
（2）将17份煤基腐植酸加入到步骤（1）的容器中搅拌均匀，反应1h；
（3）将10份二聚甘油加入步骤（2）的产物中并搅拌均匀，反应1h得到所述的粘结剂。
将4%（干料含量）粘结剂加入水灰比1:1的水泥浆液中，搅拌均匀后与煤样粘结，固化反应3天后，测得粘结强度为0.54 MPa。
实施例4
一种煤与水泥的界面粘结剂的制备方法如下：
（1）在装有搅拌器的容器中加入64份二苯基甲烷二异氰酸酯和2份二甲基乙醇胺、3份三乙烯二胺并搅拌均匀；
（2）将20份煤基腐植酸加入到步骤（1）的容器中搅拌均匀，反应1h；
（3）将12份二聚甘油加入步骤（2）的产物中并搅拌均匀，反应1h得到所述的粘结剂。
将2%（干料含量）粘结剂加入水灰比1:1的水泥浆液中，搅拌均匀后与煤样粘结，固化反应3天后，测得粘结强度为0.5 MPa。
实施例5
一种煤与水泥的界面粘结剂的制备方法如下：
（1）在装有搅拌器的容器中加入58份二苯基甲烷二异氰酸酯和2份二月桂酸二丁基锡、1份二甲基乙醇胺并搅拌均匀；
（2）将22份煤基腐植酸加入到步骤（1）的容器中搅拌均匀，反应1h；
（3）将15份二聚甘油加入步骤（2）的产物中并搅拌均匀，反应1h得到所述的粘结剂。
将5%（干料含量）粘结剂加入水灰比1:1的水泥浆液中，搅拌均匀后与煤样粘结，固化反应3天后，测得粘结强度为0.65 MPa。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种煤与水泥的界面粘结剂，其特征在于，制备原料的重量份如下：煤基腐植酸15-25份，二苯基甲烷二异氰酸酯55-65份，二聚甘油10-20份，催化剂1-5份。
2.如权利要求1所述的一种煤与水泥的界面粘结剂，其特征在于，所述的催化剂为乙基吗啉、二月桂酸二丁基锡、二甲基乙醇胺、三乙烯二胺中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种煤与水泥的界面粘结剂，其特征在于，所述煤基腐植酸由褐煤中提取得到。
4.一种煤与水泥的界面粘结剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）常温常压下将二苯基甲烷二异氰酸酯和催化剂混合搅拌均匀；
（2）加入煤基腐植酸，常温常压下充分搅拌反应1h；
（3）再加入二聚甘油，常温常压下充分搅拌反应1h得到所述的粘结剂；
其中，制备原料的重量份如下：煤基腐植酸15-25份，二苯基甲烷二异氰酸酯55-65份，二聚甘油10-20份，催化剂1-5份。
5.如权利要求4所述的一种煤与水泥的界面粘结剂的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为乙基吗啉、二月桂酸二丁基锡、二甲基乙醇胺、三乙烯二胺中的一种或几种。
6.如权利要求4所述的一种煤与水泥的界面粘结剂的制备方法，其特征在于，所述煤基腐植酸由褐煤中提取得到。
CN201810758990.3A 2018-07-11 2018-07-11 一种煤与水泥的界面粘结剂及其制备方法 Pending CN108822785A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810758990.3A CN108822785A (zh) 2018-07-11 2018-07-11 一种煤与水泥的界面粘结剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810758990.3A CN108822785A (zh) 2018-07-11 2018-07-11 一种煤与水泥的界面粘结剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108822785A true CN108822785A (zh) 2018-11-16

Family

ID=64136043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810758990.3A Pending CN108822785A (zh) 2018-07-11 2018-07-11 一种煤与水泥的界面粘结剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108822785A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116144040A (zh) * 2022-12-28 2023-05-23 中煤科工开采研究院有限公司 一种用于注浆材料改性的pH响应纳米自组装核-壳结构粒子调节剂及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1181093A (zh) * 1995-02-21 1998-05-06 曼库索化学有限公司 化学粘结剂
US20090043000A1 (en) * 2006-02-24 2009-02-12 Phb Industrial S.A. Composition for preparing a degradable polyol polyester, process for obtaining a polyol polyester, an elastomer, foams, paints and adhesives, and a degradable polyol polyester foam
CN103045067A (zh) * 2013-01-18 2013-04-17 重庆市智翔铺道技术工程有限公司 一种水泥混凝土桥面用防水材料及其制备方法
CN103540122A (zh) * 2012-07-13 2014-01-29 深圳市科中大交通建材有限公司 一种碳纤维增强的聚氨酯道路缝补材料及其制备方法
CN104497946A (zh) * 2015-01-26 2015-04-08 温州泓呈祥科技有限公司 一种耐水性抗变形粘结剂
CN105542115A (zh) * 2016-01-22 2016-05-04 江苏大学 一种煤基腐殖酸改性水性聚氨酯复合材料的制备方法
CN106632946A (zh) * 2017-01-03 2017-05-10 华南理工大学 以二异氰酸酯为核的低黏度端羟基树脂及其制备方法与应用
CN107814888A (zh) * 2017-11-02 2018-03-20 北方民族大学 一种煤基聚合物水凝胶及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1181093A (zh) * 1995-02-21 1998-05-06 曼库索化学有限公司 化学粘结剂
US20090043000A1 (en) * 2006-02-24 2009-02-12 Phb Industrial S.A. Composition for preparing a degradable polyol polyester, process for obtaining a polyol polyester, an elastomer, foams, paints and adhesives, and a degradable polyol polyester foam
CN103540122A (zh) * 2012-07-13 2014-01-29 深圳市科中大交通建材有限公司 一种碳纤维增强的聚氨酯道路缝补材料及其制备方法
CN103045067A (zh) * 2013-01-18 2013-04-17 重庆市智翔铺道技术工程有限公司 一种水泥混凝土桥面用防水材料及其制备方法
CN104497946A (zh) * 2015-01-26 2015-04-08 温州泓呈祥科技有限公司 一种耐水性抗变形粘结剂
CN105542115A (zh) * 2016-01-22 2016-05-04 江苏大学 一种煤基腐殖酸改性水性聚氨酯复合材料的制备方法
CN106632946A (zh) * 2017-01-03 2017-05-10 华南理工大学 以二异氰酸酯为核的低黏度端羟基树脂及其制备方法与应用
CN107814888A (zh) * 2017-11-02 2018-03-20 北方民族大学 一种煤基聚合物水凝胶及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116144040A (zh) * 2022-12-28 2023-05-23 中煤科工开采研究院有限公司 一种用于注浆材料改性的pH响应纳米自组装核-壳结构粒子调节剂及其制备方法
CN116144040B (zh) * 2022-12-28 2023-08-22 中煤科工开采研究院有限公司 一种用于注浆材料改性的pH响应纳米自组装核-壳结构粒子调节剂及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102924692B (zh) 一种高渗透性聚氨酯接枝改性环氧树脂互穿网络聚合物灌浆材料及其制备方法
CN105176474B (zh) 一种适用于湿面裂缝的道路灌缝胶及其制备方法
CN107298958B (zh) 一种适用于潮湿及水下环境的环氧树脂胶粘剂
CN111218264B (zh) 一种树脂封堵剂及其制备方法
CN103497747B (zh) 一种固井水泥浆添加剂及其制备方法
CN108676506A (zh) 一种双组份改性聚醚密封胶及其制备方法
CN101531890B (zh) 一种用于油田深部暂堵的调剖剂的制备方法
CN105111411B (zh) 一种环氧改性聚氨酯‑水玻璃复合注浆材料
CN103224701A (zh) 一种高强度低放热矿用阻燃注浆加固材料及其制备方法
CN110484222A (zh) 一种环氧树脂基固井液及其制备方法
CN110183607B (zh) 一种双组份堵水加固灌浆材料及其制备方法
CN110746948A (zh) 一种高强度复合堵漏剂
CN104592715B (zh) 一种高渗透突变型灌浆材料
CN108822785A (zh) 一种煤与水泥的界面粘结剂及其制备方法
CN104559137B (zh) 高弹性无溶剂聚氨酯堵漏材料及其制备方法与应用
CN105112032B (zh) 一种改性天然岩沥青增韧剂及其增韧的油井水泥浆体系
CN114349931B (zh) 一种改性硅酸盐注浆加固材料及其制备方法与应用
CN107602048A (zh) 一种聚合物复合防水砂浆的制备方法
CN103435776A (zh) 一种跑道用环保型pu塑胶的制备方法
CN116445144B (zh) 一种低收缩高强度植物基树脂堵剂及其制备方法
CN106046753A (zh) 一种耐腐蚀亲水性聚氨酯复合注浆液及其制作方法
CN109233259A (zh) 一种有机无机复合加固料及其制备方法
CN110981324A (zh) 一种高抗压耐久型防水砂浆的制备方法
CN115322301B (zh) 一种聚氨酯改性劈裂渗透加固注浆材料及制备方法与应用
CN115626790B (zh) 一种快速修复混凝土微裂缝的生物材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181116