CN111808491A - 丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料 - Google Patents

丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，涉及表面防护密闭复合材料领域。该种材料所述防护密闭材料由A组份和B组份按照质量比0.4:1~1:1混合而成：A组份包括以下成分：丙烯酸类乳液、成膜助剂、润湿剂、消泡剂、分散剂、多功能助剂及防腐防霉剂，若需要调色，还包括调色剂，这些成分按照一定的质量百分比通过搅拌和反应生成A组份；B组份分包括以下成分：水泥、石英砂、碳酸钙、增稠剂、早强剂及丙烯酸盐，这些成分也按一定的质量百分比通过搅拌和反应生成B组份。本发明通过聚合物乳液对无机材料进行改性，提高巷道喷涂材料的柔韧性，降低施工粉尘与施工工作量，还通过丙烯酸盐的使用提高材料的抗蚀性。

Description

丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭 材料
技术领域
本发明涉及表面防护密闭复合材料领域，具体为一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，可广泛应用于矿山巷道、煤矿巷道及隧道巷道表面防护密封。
背景技术
煤矿建设的规模不断发展，国家矿山深度开采，大型煤矿开采，超长隧道开挖，矿井下巷道遇到的问题愈加特殊与复杂，如断裂裂缝、破碎断裂松散岩层、有害气体、滴漏水等，造成巷道漏风、巷道煤体氧化自燃、碎石掉落等安全隐患，对巷道表面防护性能提出越高的要求。现在我国主要的巷道表面防护材料主要是水泥砂浆喷涂，但是水泥砂浆喷涂中粉尘较大，喷涂厚度较厚，造成工人工作量大，吸入大量粉尘对工人健康造成伤害。
发明内容
本发明为了解决现有的水泥砂浆喷涂粉尘大、喷涂厚度较厚，且粉尘会威胁工人健康的问题，提供了一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，所述防护密闭材料由A组份和B组份按照质量比0.4:1~1:1混合而成：
A组份包括以下成分，所有成分均为重量百分比：
丙烯酸类乳液：85％～90％；
成膜助剂：2％～7％；
润湿剂：4％～8％；
分散剂：0.5％～1％；
消泡剂：0.5％～1％；
多功能助剂：0.5％～1％；
防腐防霉剂：0.5％～1％；
B组份包括以下成分，所有成分均为重量百分比：
水泥：30％～33％；
石英砂：30%～33%；
碳酸钙：30%～33%；；
增稠剂：0.5%～1%；
早强剂：0.5%～1%；
丙烯酸盐：1%～2%。
其中，所述A组份中，丙烯酸类乳液采用、硅丙乳液、苯丙乳液中的一种乳液或两种乳液，要求固含量45%~50%；成膜助剂采用十二碳醇酯；润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂与乙二醇复合，质量比例为1:40；消泡剂采用矿物油消泡剂；分散剂采用聚羧酸铵盐分散剂；多功能助剂选用AMP-95；防腐防霉剂采用卡松与烷基取代异塞唑啉酮复合，质量比例1:3。
所述B组份中，水泥采用标号为425以上的水泥，石英砂和碳酸钙采用200-400目；增稠剂采用羟乙基纤维素；早强剂采用有机早强剂甲酸钙；丙烯酸盐采用丙烯酸钙或丙烯酸镁。
优选的，有时密闭材料需要调色，所以所述A组份中还包括调色剂，所述调色剂的重量百分比为0%~1%，且采用水性色浆。
一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料的制备方法，包括如下步骤：
一、A组份的制备：
（1）润湿剂的制备，将烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂与乙二醇常温常压下混合，质量比为1:40，搅拌速率为300-500 r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（2）防腐防霉剂的制备，将卡松与烷基取代异塞唑啉酮常温常压下混合，质量比为1:3，搅拌速率为300-500 r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（3）将丙烯酸类乳液加入分散桶中，然后依次加入消泡剂、分散剂、润湿剂、成膜助剂、多功能助剂、防腐防霉剂，进行分散搅拌，分散转速1000-1500r/min，分散时间20-30min；若需要上色，则再加入调色剂，然后再进行分散搅拌；
二、B组份的制备：
将水泥、石英砂、碳酸钙、增稠剂、早强剂和丙烯酸盐依次加入干粉搅拌机搅拌混合，搅拌转速55r/min，搅拌时间1h；
三、将A组份与B组份按照质量比0.4:1~1:1采用喷洒装置混合固化，即得丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明提供的一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料， A组份使用丙烯酸类乳液提高材料的柔韧性，延展性、密闭性和粘接性；B组份使用含丙烯酸盐的无机材料，保证材料的力学性能，通过丙烯酸盐的使用提高材料的抗蚀性；本发明通过无机材料与有机材料的结合，即通过聚合物乳液对无机材料进行改性，提高了巷道喷涂材料的柔韧性，材料的粘接性也有所提高，材料的收缩性极大降低；而且通过丙烯酸盐的使用提高材料的抗蚀性，应对巷道中风大及煤炭中酸性物质的腐蚀性；同时在施工中降低粉尘产生和施工工作量，为工人施工提供良好的施工环境；保证材料的更长使用年限和防护密闭效果，本材料可广泛应用于矿山巷道、煤矿巷道及隧道巷道表面防护密封。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，所述防护密闭材料由A组份和B组份按照质量比0.4:1~1:1混合而成：
A组份包括以下成分，所有成分均为重量百分比：
丙烯酸类乳液：85％～90％；
成膜助剂：2％～7％；
润湿剂：4％～8％；
分散剂：0.5％～1％；
消泡剂：0.5％～1％；
多功能助剂：0.5％～1％；
防腐防霉剂：0.5％～1％；
B组份包括以下成分，所有成分均为重量百分比：
水泥：30％～33％；
石英砂：30%～33%；
碳酸钙：30%～33%；；
增稠剂：0.5%～1%；
早强剂：0.5%～1%；
丙烯酸盐：1%～2%。
其中，所述A组份中，丙烯酸类乳液采用、硅丙乳液、苯丙乳液中的一种乳液或两种乳液，要求固含量45%~50%；成膜助剂采用十二碳醇酯；润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂与乙二醇复合，质量比例为1:40；消泡剂采用矿物油消泡剂；分散剂采用聚羧酸铵盐分散剂；多功能助剂选用AMP-95；防腐防霉剂采用卡松与烷基取代异塞唑啉酮复合，质量比例1:3。
所述B组份中，水泥采用标号为425以上的水泥，石英砂和碳酸钙采用200-400目；增稠剂采用羟乙基纤维素；早强剂采用有机早强剂甲酸钙；丙烯酸盐采用丙烯酸钙或丙烯酸镁。
优选的，有时密闭材料需要调色，所以所述A组份中还包括调色剂，所述调色剂的重量百分比为0%~1%，且采用水性色浆。
一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料的制备方法，包括如下步骤：
一、A组份的制备：
（1）润湿剂的制备，将烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂与乙二醇常温常压下混合，质量比为1:40，搅拌速率为300-500 r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（2）防腐防霉剂的制备，将卡松与烷基取代异塞唑啉酮常温常压下混合，质量比为1:3，搅拌速率为300-500 r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（3）将丙烯酸类乳液加入分散桶中，然后依次加入消泡剂、分散剂、润湿剂、成膜助剂、多功能助剂、防腐防霉剂，进行分散搅拌，分散转速1000-1500r/min，分散时间20-30min；若需要上色，则再加入调色剂，然后再进行分散搅拌；
二、B组份的制备：
将水泥、石英砂、碳酸钙、增稠剂、早强剂和丙烯酸盐依次加入干粉搅拌机搅拌混合，搅拌转速55r/min，搅拌时间1h；
三、将A组份与B组份按照质量比0.4:1~1:1采用喷洒装置混合固化，即得丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料。
实施例1
一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料的制备方法，包括如下步骤：
一、A组份的制备：
（1）润湿剂的制备，将0.15g烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂与6g乙二醇常温常压下混合，质量比为1:40，搅拌速率为400r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（2）防腐防霉剂的制备，将0.15g卡松与0.45g烷基取代异塞唑啉酮常温常压下混合，质量比为1:3，搅拌速率为500r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（3）将86.45g纯丙乳液加入分散桶中，然后依次加入0.3g消泡剂，0.8g分散剂，6.15g润湿剂，7g成膜助剂，0.1g多功能助剂，0.6g防腐防霉剂，0.5g调色剂，进行分散搅拌，分散转速1500r/min，分散时间20min；
二、B组份的制备：
将42g白水泥、25g石英砂、30g碳酸钙、0.75g增稠剂、0.75g早强剂和1.5g丙烯酸钙依次加入干粉搅拌机搅拌混合，搅拌转速55r/min，搅拌时间1h；
三、将A组份与B组份按照质量比0.6:1采用喷洒装置混合固化，即得丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，所得到的材料性能指标如下：
拉伸伸展率%：38；
抗压强度MPa：8；
抗拉强度Mpa：2；
粘接强度Mpa：2；
反应温度：51℃；
表干时间：78min；
空气透气率L（s.m²）：0.026。
实施例2
一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料的制备方法，包括如下步骤：
一、A组份的制备：
（1）润湿剂的制备，将0.1g烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂与4g乙二醇常温常压下混合，质量比为1:40，搅拌速率为500r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（2）防腐防霉剂的制备，将0.2g卡松与0.6g烷基取代异塞唑啉酮常温常压下混合，质量比为1:3，搅拌速率为300r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（3）将85g苯丙乳液乳加入分散桶中，然后依次加入0.3g消泡剂，0.95g分散剂，4.1g润湿剂，7g成膜助剂，0.2g多功能助剂，0.8g防腐防霉剂，0.2调色剂，进行分散搅拌，分散转速1000r/min，分散时间25min；
二、B组份的制备：
将42g白水泥、25g石英砂、30g碳酸钙、0.75g增稠剂、0.75g早强剂和1.5g丙烯酸钙依次加入干粉搅拌机搅拌混合，搅拌转速55r/min，搅拌时间1h；
三、将A组份与B组份按照质量比0.4:1采用喷洒装置混合固化，即得丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，所得到的材料性能指标如下：
拉伸伸展率%：33；
抗压强度MPa：9；
抗拉强度Mpa：2；
粘接强度Mpa：2；
反应温度：55℃；
表干时间：66min；
空气透气率L（s.m²）：0.031。
实施例3
一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料的制备方法，包括如下步骤：
一、A组份的制备：
（1）润湿剂的制备，将0.2g烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂与8g乙二醇常温常压下混合，质量比为1:40，搅拌速率为300r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（2）防腐防霉剂的制备，将0.1g卡松与0.3g烷基取代异塞唑啉酮常温常压下混合，质量比为1:3，搅拌速率为400r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（3）将50g苯丙乳液和40g硅丙乳液加入分散桶中，然后依次加入0.3g消泡剂，0.75g分散剂，8.2g润湿剂，3.7g成膜助剂，0.2g多功能助剂，0.4g防腐防霉剂，0调色剂（即不加调色剂），进行分散搅拌，分散转速1300r/min，分散时间25min；
二、B组份的制备：
将42g白水泥、27.5g石英砂、27.5g碳酸钙、1g增稠剂、1g早强剂和1g丙烯酸镁依次加入干粉搅拌机搅拌混合，搅拌转速55r/min，搅拌时间1h；
三、将A组份与B组份按照质量比1:1采用喷洒装置混合固化，即得丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，所得到的材料性能指标如下：
拉伸伸展率%：36；
抗压强度MPa：8；
抗拉强度Mpa：2；
粘接强度Mpa：2；
反应温度：58℃；
表干时间：58min；
空气透气率L（s.m²）：0.030。
本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，其特征在于：所述防护密闭材料由A组份和B组份按照质量比0.4:1~1:1混合而成：
A组份包括以下成分，所有成分均为重量百分比：
丙烯酸类乳液：85％～90％；
成膜助剂：2％～7％；
润湿剂：4％～8％；
分散剂：0.5％～1％；
消泡剂：0.5％～1％；
多功能助剂：0.5％～1％；
防腐防霉剂：0.5％～1％；
B组份包括以下成分，所有成分均为重量百分比：
水泥：30％～33％；
石英砂：30%～33%；
碳酸钙：30%～33%；；
增稠剂：0.5%～1%；
早强剂：0.5%～1%；
丙烯酸盐：1%～2%。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，其特征在于：所述A组份中，丙烯酸类乳液采用纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液中的一种乳液或两种乳液，要求固含量45%~50%。
3.根据权利要求1所述的一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，其特征在于：所述A组份中，成膜助剂采用十二碳醇酯；润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂与乙二醇复合，质量比例为1:40。
4.根据权利要求1所述的一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，其特征在于：所述A组份中，消泡剂采用矿物油消泡剂；分散剂采用聚羧酸铵盐分散剂；多功能助剂选用AMP-95；防腐防霉剂采用卡松与烷基取代异塞唑啉酮复合，质量比例1:3。
5.根据权利要求1所述的一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，其特征在于：所述A组份中还包括调色剂，所述调色剂的重量百分比为0%~1%，且采用水性色浆。
6.根据权利要求1所述的一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，其特征在于：所述B组份中，水泥采用标号为425以上的水泥，石英砂和碳酸钙采用200-400目。
7.根据权利要求1所述的一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料，其特征在于：所述B组份中，增稠剂采用羟乙基纤维素；早强剂采用有机早强剂甲酸钙；丙烯酸盐采用丙烯酸钙或丙烯酸镁。
8.权利要求1所述的一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
一、A组份的制备：
（1）润湿剂的制备，将烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂与乙二醇常温常压下混合，质量比为1:40，搅拌速率为300-500 r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（2）防腐防霉剂的制备，将卡松与烷基取代异塞唑啉酮常温常压下混合，质量比为1:3，搅拌速率为300-500 r/min，搅拌时间5min，搅拌完成备用；
（3）将丙烯酸类乳液加入分散桶中，然后依次加入消泡剂、分散剂、润湿剂、成膜助剂、多功能助剂、防腐防霉剂，进行分散搅拌，分散转速1000-1500r/min，分散时间20-30min；
二、B组份的制备：
将水泥、石英砂、碳酸钙、增稠剂、早强剂和丙烯酸盐依次加入干粉搅拌机搅拌混合，搅拌转速55r/min，搅拌时间1h；
三、将A组份与B组份按照质量比0.4:1~1:1采用喷洒装置混合固化，即得丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料。
9.根据权利要求8所述的一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料的制备方法，其特征在于：A组份的制备中，丙烯酸类乳液采用纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液中的一种乳液或两种乳液，要求固含量45%~50%；成膜助剂采用十二碳醇酯；消泡剂采用矿物油消泡剂；分散剂采用聚羧酸铵盐分散剂；多功能助剂选用AMP-95；
B组份的制备中，水泥采用标号为425以上的水泥，石英砂和碳酸钙采用200-400目；增稠剂采用羟乙基纤维素；早强剂采用有机早强剂甲酸钙；丙烯酸盐采用丙烯酸钙或丙烯酸镁。
10.根据权利要求8所述的一种丙烯酸盐复合聚合物乳液改性无机材料巷道表面防护密闭材料的制备方法，其特征在于：A组份的制备的第三步中，最后加入调色剂后，再进行分散搅拌。
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