CN112048056A - 一种矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料及其制备方法 - Google Patents

一种矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于煤岩体加固材料技术领域，具体涉及一种矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料及其制备方法，所述聚氨酯注浆加固材料包括体积比为1：1的A组分和B组分，A组分包括去离子水、亲水聚醚多元醇、阻燃剂、聚氨酯催化剂、无机二氧化碳吸收剂和助剂；B组分为低活性改性聚合MDI；所述制备方法包括A组分的制备以及A组分、B组分的混合。本发明除异氰酸酯外，大部分是无机填料，对阻燃有益处，A组份密度大，占比多，成本有优势；B组分采用低活性改性聚合MDI，粘度低，可以保证混合浆液的低粘度、可灌性及较长的浆液扩散半径。

Description

一种矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料及其制备 方法
技术领域
本发明属于煤岩体加固材料技术领域，具体涉及一种矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料及其制备方法。
背景技术
在矿石压力作用下及遇到地质断层、陷落柱时，巷道、工作面顶板煤体酥散，造成巷道变形，顶板冒落，煤帮片落，给安全生产带来隐患。
为加固、堵漏煤矿井下的煤岩体，通常采用注浆法削弱水体对煤岩体强度的弱化作用。双组分聚氨酯体系注浆材料因其固结形成的聚氨酯泡沫具有重量轻、导热系数低、耐化学腐蚀等特点，在环氧树脂、脲醛树脂、丙烯酰胺等众多化学注浆材料中独占鳌头。但双组分聚氨酯体系注浆材料的固结体强度较弱，加固效果不理想，性能仍有待进一步提高。
A组分、B组分反应放热温度高也是双组分聚氨酯体系注浆材料不可忽视的一个技术问题，两种组分的反应温度一般在120-135℃，如果施工中遇到水，放热温度至急剧升高至160℃以上，在此温度下不仅聚氨酯固结体很容易自燃，还可能引燃地下的瓦斯气体，给地下注浆工程带来极大的安全隐患。因此，低放热高分子材料已成为目前煤矿安全的主要方向。近年来，为推动煤矿井下反应型高分子材料的安全使用，避免、杜绝因双组分聚氨酯体系注浆材料施工导致的安全事故的发生，行业标准规定煤矿加固煤岩体用高分子材料A、B组分反应温度最高应不高于140℃。
2020年7月国家安标中心发布的煤矿井下反应型高分子材料补充安全技术要求管理方案中进一步明确加固材料最高反应温度不高于100℃，因此提供一种A、B组分反应温度低于100℃的聚氨酯注浆加固材料是十分必要的。
发明内容
针对现有煤岩体加固材料存在的力学性能差、污染井下水体环境或放热高，易自燃、引发火灾的技术问题，本发明提供一种矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料及其制备方法，本发明使用多种无机填料，对阻燃有益处，A组份密度大，占比多，成本有优势；B组分采用低活性改性聚合MDI，粘度低，可以保证混合浆液的低粘度、可灌性及较长的浆液扩散半径。
第一方面，本发明提供一种矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料，所述聚氨酯注浆加固材料包括体积比为1：1的A组分和B组分，其中，
所述A组分包括如下重量份数的原料：10-50份去离子水、5-40份亲水聚醚多元醇、20-50份阻燃剂、1份聚氨酯催化剂、5-10份无机二氧化碳吸收剂和2-4.5份助剂；
所述B组分为低活性改性聚合MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)。
进一步的，所述A组分包括如下重量份数的原料：15份去离子水、30份亲水聚醚多元醇、35份阻燃剂、1份聚氨酯催化剂、8份无机二氧化碳吸收剂和3份助剂。
进一步的，所述亲水聚醚多元醇分子量为400-2000，羟值为50-500mg KOH/g。
进一步的，所述阻燃剂包括三聚氰胺和聚磷酸铵中的任意一种或两种。阻燃剂选用三聚氰胺和聚磷酸铵，其分子中的活性氨基基团与异氰酸酯反应，使阻燃剂键合到有机分子中，阻燃效果好。
进一步的，所述聚氨酯催化剂包括醋酸钾和DMP-30(2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚)中的任意一种。醋酸钾和DMP-30，可溶于反应体系，碱性较弱，使反应可控平稳的进行。
进一步的，所述二氧化碳吸收剂包括碳酸镁和氧化钙中的任意一种或两种。
进一步的，所述助剂包括水性润湿分散剂、水性防沉淀剂和水性抗静电剂。添加水性润湿分散剂、水性防沉淀剂，保证A组份水相体系的长期稳定性；添加水溶性抗静电剂，保证固化体系长期的抗静电性能。
进一步的，所述低活性改性聚合MDI的NCO(异氰酸酯基)含量为31.5-32.8％，平均官能度为2.1-2.3，25℃粘度为20-35mPa·s。
第二方面，本发明提供一种上述矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料的制备方法，所述制备方法包括A组分的制备以及A组分、B组分的混合，其中，
所述A组分的制备包括如下步骤：
S1：将亲水聚醚多元醇和去离子水加入到篮式研磨机的分散釜中，开启搅拌，转速为1000-1500r/min；
S2：将阻燃剂、聚氨酯催化剂、无机二氧化碳吸附剂加入分散釜中，分散研磨30-40min，温度为50-60℃；
S3：将助剂加入分散釜中，分散20-30min后，得到A组份；
所述A组分、B组分的混合为S4：使用前，将A组分与B组分按照体积比1∶1的比例混合均匀。
以无机阻燃剂选择三聚氰胺为例，本发明聚氨酯注浆加固材料涉及反应如下：
B组分聚合MDI发生三聚反应(①)，生成三聚脲酸酯环，异氰酸酯与水(②)、三聚氰胺(③)及聚醚多元醇(④)反应，制得聚氨酯注浆加固材料，无机二氧化碳吸收剂可对反应过程中生成的二氧化碳进行吸收(⑤)，避免气泡对产品品质的影响，具体反应原理如下：
①异氰酸酯的三聚反应
Figure BDA0002678507300000031
②异氰酸酯与水反应生成聚脲
2RNCO+H2O→RNHCONHR+CO2；
③异氰酸酯与三聚氰胺的-NH2反应生成脲
Figure BDA0002678507300000041
④异氰酸酯和聚醚多元醇的反应
Figure BDA0002678507300000042
⑤无机二氧化碳吸收剂对二氧化碳的吸收
MgCO3+CO2+H2O＝Mg(HCO3)2；
CaO+H2O＝Ca(OH)2；
Ca(OH)2+CO2＝CaCO3+H2O。
本发明的有益效果在于，
(1)本发明聚氨酯加固剂为异氰脲酸酯改性聚氨酯，异氰脲酸酯环很稳定，能耐热，热稳定性优于噁唑烷酮环、碳化二亚胺、脲、氨基甲酸酯、缩二脲、脲基甲酸酯及脲二酮环，一般的异氰脲酸酯的热稳定温度在150℃以上，芳香族异氰脲酸酯的耐热性更高，苯异氰脲酸酯环的热分解温度为380℃以上，同时异氰脲酸酯环还具备良好的阻燃效果；
(2)异氰酸酯的三聚反应，生成三聚脲酸酯环的结构，结构密实，具有较高的力学性能和强度；
(3)三聚反应保证了体系的基础力学性能和热稳定性；
(4)本发明反应基于水相进行，通过调整配方配比，所含的水最终全部蒸发，进而带走反应放热，使反应温度始终低于100℃；
(5)亲水聚醚多元醇保证反应体系有良好的韧性和抗剪强度；
(6)本发明成本低，A组份密度大，占比多，成本有优势；
(7)本发明使用大量无机填料，对阻燃有益处；
(8)本发明采用低活性改性聚合MDI，粘度低，可以保证反应平稳的进行，另外保证了混合浆液的低粘度，提升了可灌性，较长的实际注浆施工浆液扩散半径；
(9)本发明采用分散研磨设备、添加助剂，保证了A组份水相体系的长期稳定性。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明制备的产品性能指标按照中华人民共和国安全生产行业标准AQ1089-2011，煤矿加固煤岩体用高分子材料。
实施例1
一种矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料，所述聚氨酯注浆加固材料包括体积比为1：1的A组分和B组分，
A组分包括去离子水、亲水聚醚多元醇、阻燃剂、聚氨酯催化剂、无机二氧化碳吸收剂、水性润湿分散剂、水性防沉淀剂和水性抗静电剂，其中，
亲水聚醚多元醇为美国Perstorp多元醇公司生产的多元醇TP200，分子量为1010，羟值为165mg KOH/g，
阻燃剂为聚磷酸铵，
聚氨酯催化剂为醋酸钾，
无机二氧化碳吸附剂为重量比1：1的碳酸镁和氧化钙，
水性润湿分散剂为昆山纪研化工材料有限公司AMORSO-7501，活性物50±2，阴离子性界面活性剂，淡色液体，
水性防沉淀剂为东莞市共明实业有限公司GM-600，CAS：2000，
水性抗静电剂为西斯塔化工HJN-730，浅黄至无色透明液体，有效成分50％，非离子性，pH值5-7，易分散于水，溶于乙醇、异丙醇等溶剂及其混合溶剂，粘度(25mpa·s)≥200，
A组分各原料用量如下表1所示；
B组分为低活性改性聚合MDI，低活性改性聚合MDI为亨斯迈Suprasec 2647。
本实施例聚氨酯注浆加固材料的制备方法包括A组分的制备以及A组分、B组分的混合，具体包括如下步骤：
S1：将称量好的亲水聚醚多元醇和去离子水加入到篮式研磨机的分散釜中，开启搅拌，转速为1000r/min；
S2：将阻燃剂、聚氨酯催化剂、无机二氧化碳吸收剂加入分散釜中，分散研磨30min，温度为50℃；
S3：将水性润湿分散剂、水性防沉淀剂和水性抗静电剂加入分散釜中，分散20min后，得到A组份；
S4：使用前，技术人员根据本领域常规手段分别测试A组分和B组分的密度，然后将A组分与B组分按照体积比1：1的比例加入注浆泵使用。
实施例2
一种矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料，所述聚氨酯注浆加固材料包括体积比为1：1的A组分和B组分，
A组分包括去离子水、亲水聚醚多元醇、阻燃剂、聚氨酯催化剂、无机二氧化碳吸收剂、水性润湿分散剂、水性防沉淀剂和水性抗静电剂，其中，
亲水聚醚多元醇为美国Perstorp多元醇公司生产的多元醇PP150，分子量为800，羟值为290mg KOH/g，
阻燃剂为重量比为1：1的三聚氰胺和聚磷酸铵，
聚氨酯催化剂为DMP-30，
无机二氧化碳吸附剂为氧化钙，
水性润湿分散剂为昆山纪研化工材料有限公司AMORSO-7501，活性物50±2，阴离子性界面活性剂，淡色液体；
水性防沉淀剂为东莞市共明实业有限公司GM-600，CAS：2000；
水性抗静电剂为西斯塔化工HJN-730，浅黄至无色透明液体，有效成分50％，非离子性，pH值5-7，易分散于水，溶于乙醇、异丙醇等溶剂及其混合溶剂，粘度(25mpa·s)≥200，
A组分各原料用量如下表1所示；
B组分为低活性改性聚合MDI，低活性改性聚合MDI为万华Wannate 6905。
本实施例聚氨酯注浆加固材料的制备方法包括A组分的制备以及A组分、B组分的混合，具体包括如下步骤：
S1：将称量好的亲水聚醚多元醇和去离子水加入到篮式研磨机的分散釜中，开启搅拌，转速为1300r/min；
S2：将阻燃剂、聚氨酯催化剂、无机二氧化碳吸收剂加入分散釜中，分散研磨25min，温度为55℃；
S3：将水性润湿分散剂、水性防沉淀剂和水性抗静电剂加入分散釜中，分散25min后，得到A组份；
S4：使用前，技术人员根据本领域常规手段分别测试A组分和B组分的密度，然后将A组分与B组分按照体积比1：1的比例加入注浆泵使用。
实施例3
一种矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料，所述聚氨酯注浆加固材料包括体积比为1：1的A组分和B组分，
A组分包括去离子水、亲水聚醚多元醇、阻燃剂、聚氨酯催化剂、无机二氧化碳吸收剂、水性润湿分散剂、水性防沉淀剂和水性抗静电剂，其中，
亲水聚醚多元醇为天津石化公司生产的TEP-505S，
阻燃剂为三聚氰胺，
聚氨酯催化剂为DMP-30，
无机二氧化碳吸附剂为碳酸镁，
水性润湿分散剂为昆山纪研化工材料有限公司AMORSO-7501，活性物50±2，阴离子性界面活性剂，淡色液体；
水性防沉淀剂为东莞市共明实业有限公司GM-600，CAS：2000；
水性抗静电剂为西斯塔化工HJN-730，浅黄至无色透明液体，有效成分50％，非离子性，pH值5-7，易分散于水，溶于乙醇、异丙醇等溶剂及其混合溶剂，粘度(25mpa·s)≥200，
A组分各原料用量如下表1所示；
B组分为低活性改性聚合MDI，低活性改性聚合MDI为万华Wannate 6905。
本实施例聚氨酯注浆加固材料的制备方法包括A组分的制备以及A组分、B组分的混合，具体包括如下步骤：
S1：将称量好的亲水聚醚多元醇和去离子水加入到篮式研磨机的分散釜中，开启搅拌，转速为1500r/min；
S2：将阻燃剂、聚氨酯催化剂、无机二氧化碳吸收剂加入分散釜中，分散研磨40min，温度为60℃；
S3：将水性润湿分散剂、水性防沉淀剂和水性抗静电剂加入分散釜中，分散30min后，得到A组份；
S4：使用前，技术人员根据本领域常规手段分别测试A组分和B组分的密度，然后将A组分与B组分按照体积比1：1的比例加入注浆泵使用。
表1实施例1-3中A组分的原料表(单位：重量份数)
原料 实施例1 实施例2 实施例3
去离子水 15 20 25
亲水聚醚多元醇 30 25 35
阻燃剂 35 25 40
聚氨酯催化剂 1 1 1
无机二氧化碳吸收剂 8 5 10
水性润湿分散剂 0.6 0.5 1
水性防沉淀剂 0.2 0.1 0.3
水性抗静电剂 2.2 1.4 3.2
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，A组分的组成和用量不同，
对比例1中，A组分包括30份去离子水、55份亲水聚醚多元醇、1份聚氨酯催化剂、8份无机二氧化碳吸收剂、0.6份水性润湿分散剂、0.2份水性防沉淀剂和2.2份水性抗静电剂。
对实施例1-3及对比例1的聚氨酯加固剂性能进行测试，结果如下表2所示。
表2性能对比表
Figure BDA0002678507300000101
从上表2可知，本发明实施例各项性能指标均满足行业标准，且使用阻燃剂后的聚氨酯注浆加固材料在最高反应温度、有焰燃烧时间上具有明显改进。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种矿用无机与有机复合的聚氨酯注浆加固材料，其特征在于，所述聚氨酯注浆加固材料包括体积比为1：1的A组分和B组分，其中，
所述A组分包括如下重量份数的原料：10-50份去离子水、5-40份份亲水聚醚多元醇、20-50份阻燃剂、1份聚氨酯催化剂、5-10份无机二氧化碳吸收剂和2-4.5份助剂；
所述B组分为低活性改性聚合MDI。
2.如权利要求1所述的聚氨酯注浆加固材料，其特征在于，所述A组分包括如下重量份数的原料：15份去离子水、30份亲水聚醚多元醇、35份阻燃剂、1份聚氨酯催化剂、8份无机二氧化碳吸收剂和3份助剂。
3.如权利要求1所述的聚氨酯注浆加固材料，其特征在于，所述亲水聚醚多元醇分子量为400-2000，羟值为50-500mg KOH/g的聚氧化乙烯多元醇。
4.如权利要求1所述的聚氨酯注浆加固材料，其特征在于，所述阻燃剂包括三聚氰胺和聚磷酸铵中的任意一种或两种。
5.如权利要求1所述的聚氨酯注浆加固材料，其特征在于，所述聚氨酯催化剂包括醋酸钾和DMP-30中的任意一种。
6.如权利要求1所述的聚氨酯注浆加固材料，其特征在于，所述二氧化碳吸收剂包括碳酸镁和氧化钙中的任意一种或两种。
7.如权利要求1所述的聚氨酯注浆加固材料，其特征在于，所述助剂包括水性润湿分散剂、水性防沉淀剂和水性抗静电剂。
8.如权利要求1所述的聚氨酯注浆加固材料，其特征在于，所述低活性改性聚合MDI的NCO含量为31.5-32.8％，平均官能度为2.1-2.3，25℃粘度为20-35mPa·s。
9.一种如权利要求1所述的聚氨酯注浆加固材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括A组分的制备以及A组分、B组分的混合，其中，
所述A组分的制备包括如下步骤：
S1：将亲水聚醚多元醇和去离子水加入到篮式研磨机的分散釜中，开启搅拌，转速为1000-1500r/min；
S2：将阻燃剂、聚氨酯催化剂、无机二氧化碳吸附剂加入分散釜中，分散研磨30-40min，温度为50-60℃；
S3：将助剂加入分散釜中，分散20-30min后，得到A组份；
所述A组分、B组分的混合为S4：使用前，将A组分与B组分按照体积比1：1的比例混合均匀。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113087869A (zh) * 2021-05-14 2021-07-09 重庆工程职业技术学院 一种煤矿注浆加固材料及其制备方法
CN113736052A (zh) * 2021-09-30 2021-12-03 神华准格尔能源有限责任公司 一种聚氨酯基露天矿高台阶边坡加固材料及其制备方法
CN114605607A (zh) * 2022-04-07 2022-06-10 中国矿业大学 一种相变水合盐聚合充填材料及其制备方法、使用方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201117417D0 (en) * 2011-10-10 2011-11-23 Minova Int Ltd Organomineral solid and foamed material
CN103628451A (zh) * 2013-11-07 2014-03-12 日照市供水工程管理处 水利工程上的防渗止水结构
CN105860022A (zh) * 2016-05-06 2016-08-17 安徽大学 一种蓄热温度低、抗静电的注浆加固材料及其制备方法
CN105884990A (zh) * 2016-06-14 2016-08-24 上海华峰材料科技研究院（有限合伙） 煤矿用难燃型聚氨酯加固抬升材料及其制备方法
WO2017180154A1 (en) * 2016-04-15 2017-10-19 Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited Highly-filled polyurethane composites with fiber reinforcement
CN108864692A (zh) * 2018-05-18 2018-11-23 许水仙 一种高韧性阻燃聚氨酯灌浆材料的制备方法
CN109306072A (zh) * 2018-09-30 2019-02-05 山东诺威新材料有限公司 冻土用聚氨酯加固材料及其制备方法
WO2020116526A1 (ja) * 2018-12-04 2020-06-11 積水化学工業株式会社 ポリウレタン組成物原料液剤、ポリウレタン組成物、及び混合システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201117417D0 (en) * 2011-10-10 2011-11-23 Minova Int Ltd Organomineral solid and foamed material
CN103628451A (zh) * 2013-11-07 2014-03-12 日照市供水工程管理处 水利工程上的防渗止水结构
WO2017180154A1 (en) * 2016-04-15 2017-10-19 Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited Highly-filled polyurethane composites with fiber reinforcement
CN105860022A (zh) * 2016-05-06 2016-08-17 安徽大学 一种蓄热温度低、抗静电的注浆加固材料及其制备方法
CN105884990A (zh) * 2016-06-14 2016-08-24 上海华峰材料科技研究院（有限合伙） 煤矿用难燃型聚氨酯加固抬升材料及其制备方法
CN108864692A (zh) * 2018-05-18 2018-11-23 许水仙 一种高韧性阻燃聚氨酯灌浆材料的制备方法
CN109306072A (zh) * 2018-09-30 2019-02-05 山东诺威新材料有限公司 冻土用聚氨酯加固材料及其制备方法
WO2020116526A1 (ja) * 2018-12-04 2020-06-11 積水化学工業株式会社 ポリウレタン組成物原料液剤、ポリウレタン組成物、及び混合システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐晓辰: "聚氨酯注浆材料阻燃性能的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113087869A (zh) * 2021-05-14 2021-07-09 重庆工程职业技术学院 一种煤矿注浆加固材料及其制备方法
CN113087869B (zh) * 2021-05-14 2023-02-10 重庆工程职业技术学院 一种煤矿注浆加固材料及其制备方法
CN113736052A (zh) * 2021-09-30 2021-12-03 神华准格尔能源有限责任公司 一种聚氨酯基露天矿高台阶边坡加固材料及其制备方法
CN114605607A (zh) * 2022-04-07 2022-06-10 中国矿业大学 一种相变水合盐聚合充填材料及其制备方法、使用方法
CN114605607B (zh) * 2022-04-07 2023-03-03 中国矿业大学 一种相变水合盐聚合充填材料及其制备方法、使用方法

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