CN112142946A - 一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料及其制备方法 - Google Patents
一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112142946A CN112142946A CN202010851478.0A CN202010851478A CN112142946A CN 112142946 A CN112142946 A CN 112142946A CN 202010851478 A CN202010851478 A CN 202010851478A CN 112142946 A CN112142946 A CN 112142946A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vegetable oil
- parts
- reinforcing material
- coal mine
- polyalcohol
- 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
Links
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 title claims abstract description 58
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 42
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 42
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 14
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 11
- GTRSAMFYSUBAGN-UHFFFAOYSA-N tris(2-chloropropyl) phosphate Chemical compound CC(Cl)COP(=O)(OCC(C)Cl)OCC(C)Cl GTRSAMFYSUBAGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 claims description 8
- AATNZNJRDOVKDD-UHFFFAOYSA-N 1-[ethoxy(ethyl)phosphoryl]oxyethane Chemical compound CCOP(=O)(CC)OCC AATNZNJRDOVKDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 claims description 5
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 239000012974 tin catalyst Substances 0.000 claims description 4
- HQUQLFOMPYWACS-UHFFFAOYSA-N tris(2-chloroethyl) phosphate Chemical compound ClCCOP(=O)(OCCCl)OCCCl HQUQLFOMPYWACS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WAPWXMDDHHWKNM-UHFFFAOYSA-N 3-[2,3-bis[3-(dimethylamino)propyl]triazinan-1-yl]-n,n-dimethylpropan-1-amine Chemical compound CN(C)CCCN1CCCN(CCCN(C)C)N1CCCN(C)C WAPWXMDDHHWKNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 claims description 3
- KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L tin(ii) 2-ethylhexanoate Chemical group [Sn+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylcyclohexylamine Chemical compound CN(C)C1CCCCC1 SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 2
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical class OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 claims description 2
- VONWDASPFIQPDY-UHFFFAOYSA-N dimethyl methylphosphonate Chemical compound COP(C)(=O)OC VONWDASPFIQPDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 claims description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 2
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 150000003021 phthalic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 2
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 claims description 2
- 125000005590 trimellitic acid group Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 5
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- NYTGXUXRZXHXQK-UHFFFAOYSA-N methyl 2-chlorohexadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC(Cl)C(=O)OC NYTGXUXRZXHXQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZFOZVQLOBQUTQQ-UHFFFAOYSA-N Tributyl citrate Chemical compound CCCCOC(=O)CC(O)(C(=O)OCCCC)CC(=O)OCCCC ZFOZVQLOBQUTQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000668854 Howardia biclavis Species 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013064 chemical raw material Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphate Chemical compound COP(=O)(OC)OC WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- C08G18/36—Hydroxylated esters of higher fatty acids
-
- 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
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4829—Polyethers containing at least three hydroxy groups
-
- 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
- C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
- C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
- C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
- C08G18/6696—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/36 or hydroxylated esters of higher fatty acids of C08G18/38
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L75/04—Polyurethanes
- C08L75/08—Polyurethanes from polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/14—Lining predominantly with metal
- E21D11/18—Arch members ; Network made of arch members ; Ring elements; Polygon elements; Polygon elements inside arches
- E21D11/22—Clamps or other yieldable means for interconnecting adjacent arch members either rigidly, or allowing arch member parts to slide when subjected to excessive pressure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料及其制备方法，属于煤矿加固材料技术领域，所述煤矿加固材料由A组分和B组分按体积比1:1制得。其中A组分含有10‑70份的植物油多元醇、20‑80份的聚醚多元醇、5‑15份的阻燃剂、0.1‑3份催化剂及1‑10份的助剂。B组包含70‑100份聚合MDI和0‑30份的阻燃剂。本发明的优点在于：(1)本发明通过配方设计，植物油多元醇可替代10％‑60％石化基聚醚多元醇，生产成本低、性能稳定可靠；(2)制备方法简单，体系无甲醛等有害物质释放。植物油多元醇，具有绿色、环保的优势；(3)助剂中植物油酯与阻燃剂有协同作用，对煤矿加固材料的阻燃性能、力学性能有益。
Description
技术领域
本发明属于煤矿加固材料技术领域，具体涉及一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料及其制备方法。
背景技术
煤炭是我国的主体能源，2019年煤炭消费量占能源消费量总量的57.7％，煤炭在我国经济社会发展中发挥了重要作用。随着煤矿开采规模的扩展，煤矿开采环境越发复杂和恶化，煤矿顶板事故一直是煤矿安全生产中的重大隐患。在煤矿生产过程中，一般都要对采掘巷道中的断层、破碎带节理、软弱夹层等进行注浆加固，来避免顶板岩层的离层甚至冒顶。聚氨酯加固材料具有体系均一、凝胶快速可调、力学性能可靠等突出优点，但材料本身成本高且大量使用来自石油资源的化工原料(如聚醚多元醇)，对资源保护和有效利用带来挑战和压力。为此，煤矿加固材料领域急需一种性能可靠、成本更低、绿色环保的新型产品。
采用生物质多元醇与石油类多元醇相比，前者能耗降低23％，非可再生资源消耗降低61％，向大气排放温室气体减少36％。为此，本专利期望采用来自非石油资源的化工原料——植物油多元醇，实现加固材料生产成本降低，并通过配方优化实现加固材料可靠性能。另外，采用绿色环保的原材料具有重要意义，也是加固材料发展的鼓励方向。
发明内容
本发明的目的是通过引入来自非石油资源的原材料，实现煤矿加固材料的成本降低和性能可靠，为煤矿开采提供安全、高效、环保的技术途径。通过部分来自非石油资源的原材料，通过配方的优化，制得均一稳定、性能可靠的煤矿加固材料。有望降低加固材料的生产成本，并具有绿色环保的突出特点。
本发明所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料的组成如下：
所述利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料由A、B双组分按体积比1:1制得。其中：
所述A组分由10-70份的植物油多元醇、20-80份的聚醚多元醇、5-15份的阻燃剂、0.1-3份催化剂及1-10份的助剂组成，优选上述A组分组成为100重量份；
所述B组分由70-100份聚合MDI和0-30份的阻燃剂组成，优选上述B组分组成为100重量份；
以上为重量份数，所述高性能煤矿加固材料异氰酸酯指数R＝0.9-1.5，优选R＝1.1-1.3。
所述聚醚多元醇为2-6官能度，分子量为300-1000；
所述植物油多元醇为2-8官能度，分子量为300-1500；
所述阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯丙基)磷酸酯、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯中的一种或几种，优选为三(2-氯丙基)磷酸酯；
所述催化剂为胺类催化剂、有机锡类催化剂的一种或两种；
所述胺类催化剂为三乙烯二胺、N,N-二甲基环己胺、N,N,N,N,N-五甲基二亚乙基三胺、三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、三乙醇胺中的一种或几种；所述有机锡类催化剂选自辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡；
所述助剂包括稳定剂、增塑剂；
所述稳定剂选自硅油、吐温系列产品，占0.5-4份；所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类、偏苯三酸酯类、柠檬酸酯类、植物油酯类中的一种或几种，占0-9份。优选来自可再生植物油的合成产品，如来自大豆油、棕榈油、玉米油、葵花子油等植物油的合成植物油酯增塑剂，更优选，增塑剂为氯代棕榈油甲酯。
所述聚合MDI为棕色液体，-NCO含量30％-32％。
本发明所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料的制备方法，包含以下步骤：
1)制备A组分：将准确称量的聚醚多元醇、植物油多元醇、阻燃剂加入反应釜中搅拌均匀，然后加入称量好的催化剂及助剂，搅拌10min-60min，混合均匀即可装桶。
2)制备B组分：将准确称量的聚合MDI和阻燃剂投入反应釜中，搅拌10min-60min，混合均匀即可装桶。
本发明所述一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料制备方法，其特征在于，该煤矿加固材料生产工艺简单，植物油多元醇替代石化基多元醇10％-60％，生产成本低，且有节能减排优势。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)本发明通过配方设计，植物油多元醇可替代10％-60％石化基聚醚多元醇，制备的加固材料生产成本低、性能稳定可靠；(2)本发明加固材料制备方法简单，体系无甲醛等有害物质释放。植物油多元醇来自可再生植物油，减少了石油资源消耗，具有绿色、环保的优势；(3)助剂中植物油酯与阻燃剂有协同作用，对煤矿加固材料的阻燃、力学性能有益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，但绝不用来限制本发明的范围。
本发明重点考察加固材料的抗压强度、抗拉强度和粘结强度，性能测试按照AQ1089-2011《煤矿加固煤岩体用高分子材料》标准规定成型、测试。本发明加固材料力学性能结果列于表1，阻燃性能结果列于表2。
实施例1
A组分制备：称量植物油多元醇635A(官能度6，分子量700)33份，植物油多元醇13200(官能度2，分子量560)9份，聚醚多元醇305(官能度3，分子量500)42份，三(2-氯丙基)磷酸酯10.5份，二月桂酸二丁基锡0.7份，三乙烯二胺0.1份，吐温80稳定剂0.7份，氯代棕榈酸甲酯增塑剂4份。
B组分制备：称量聚合MDI(PM200或M200)80份，三(2-氯丙基)磷酸酯20份，搅拌10min-60min，混合均匀即可。
将A、B组分等体积配比制备加固材料试样，按照AQ1089-2011标准要求，测试加固材料抗压强度、抗拉强度、粘结强度及阻燃性能。
实施例2
A组分制备：称量植物油多元醇635A(官能度6，分子量700)33份，植物油多元醇13200(官能度2，分子量560)17份，聚醚多元醇305(官能度3，分子量500)33份，三(2-氯丙基)磷酸酯15份，二月桂酸二丁基锡0.7份，三(二甲氨基丙基)六氢三嗪0.1份，吐温80稳定剂1.2份。
B组分制备：称量聚合MDI(PM200或M200)77份，三(2-氯丙基)磷酸酯23份，搅拌10min-60min，混合均匀即可。
将A、B组分等体积配比制备加固材料试样，按照AQ1089-2011标准要求，测试加固材料抗压强度、抗拉强度、粘结强度及阻燃性能。
实施例3
A组分制备：称量植物油多元醇13150(官能度3.3，分子量1100)18份，植物油多元醇635A(官能度6，分子量700)18份，聚醚多元醇303(官能度3，分子量300)45份，聚醚多元醇4110(官能度4，分子量500)5份，甲基磷酸二甲酯10份，辛酸亚锡0.6份，三乙烯二胺0.6份，硅油AK158稳定剂0.8份，柠檬酸三丁酯2份。
B组分制备：称量聚合MDI(PM200或M200)90份，三(2-氯丙基)磷酸酯10份，搅拌10min-60min，混合均匀即可。
将A、B组分等体积配比制备加固材料试样，按照AQ1089-2011标准要求，测试加固材料抗压强度、抗拉强度、粘结强度及阻燃性能。
实施例4
A组分制备：称量植物油多元醇635A(官能度6，分子量700)25份，称量植物油多元醇13150(官能度3.3，分子量1100)16份，聚醚多元醇305(官能度3，分子量500)46份，乙基膦酸二乙酯8份，二月桂酸二丁基锡0.6份，三乙烯二胺0.6份，硅油AK158稳定剂0.8份，氯代棕榈酸甲酯增塑剂3份。
B组分制备：称量聚合MDI(PM200或M200)78份，乙基膦酸二乙酯22份，搅拌10min-60min，混合均匀即可。
将A、B组分等体积配比制备加固材料试样，按照AQ1089-2011标准要求，测试加固材料抗压强度、抗拉强度、粘结强度及阻燃性能。
实施例5
A组分制备：称量植物油多元醇13150(官能度3.3，分子量1100)8份，聚醚多元醇305(官能度3，分子量500)75份，三(2-氯丙基)磷酸酯10份，二月桂酸二丁基锡1.0份，三乙醇胺0.3份，吐温80稳定剂1.2份，氯代棕榈酸甲酯增塑剂4.5份。
B组分制备：称量聚合MDI(PM200或M200)80份，三(2-氯丙基)磷酸酯20份，搅拌10min-60min，混合均匀即可。
将A、B组分等体积配比制备加固材料试样，按照AQ1089-2011标准要求，测试加固材料抗压强度、抗拉强度、粘结强度及阻燃性能。
实施例6
A组分制备：称量植物油多元醇635A(官能度6，分子量700)28份，聚醚多元醇305(官能度3，分子量500)57份，乙基膦酸二乙酯9份，二月桂酸二丁基锡0.3份，三乙烯二胺0.3份，吐温80稳定剂0.9份，氯代棕榈酸甲酯增塑剂4.5份。
B组分制备：称量聚合MDI(PM200或M200)77份，三(2-氯乙基)磷酸酯23份，搅拌10min-60min，混合均匀即可。
将A、B组分等体积配比制备加固材料试样，按照AQ1089-2011标准要求，测试加固材料抗压强度、抗拉强度、粘结强度及阻燃性能。
对比例
A组分制备：称量植物油多元醇635A(官能度6，分子量700)28份，聚醚多元醇305(官能度3，分子量500)57份，乙基膦酸二乙酯9份，二月桂酸二丁基锡0.3份，三乙烯二胺0.3份，吐温80稳定剂0.9份，邻苯二甲酸二辛酯4.5份。
B组分制备：称量聚合MDI(PM200或M200)77份，三(2-氯乙基)磷酸酯23份，搅拌10min-60min，混合均匀即可。
将A、B组分等体积配比制备加固材料试样，按照AQ1089-2011标准要求，测试加固材料抗压强度、抗拉强度、粘结强度。
表1实施例及对比例制备的煤矿加固材料的力学性能测试结果单位:MPa
| 力学性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例 |
| 抗压强度 | 66 | 56 | 72 | 66 | 76 | 73 | 69 |
| 抗拉强度 | 22 | 17 | 28 | 26 | 34 | 29 | 26 |
| 粘结强度 | 9.6 | 7.3 | 10.8 | 11.2 | 12.3 | 12.7 | 11.2 |
表2实施例及对比例制备的煤矿加固材料的阻燃性能测试结果
本专利通过引入植物油多元醇制备煤矿加固材料，具有绿色环保的优势，并可实现生产成本的降低。氯代棕榈油甲酯增塑剂的选用，实现了煤矿加固材料的可靠性能，尤其是力学性能和粘结强度方面。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受以上实施例的限制。其他的任何不背离本发明的精神实质与和原理下的改变、替代、组合、简化等均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料，其特征在于，所述煤矿加固材料由A组分和B组分按体积比1:1制得；其中：
所述A组分由10-70份的植物油多元醇、20-80份的聚醚多元醇、5-15份的阻燃剂、0.1-3份催化剂及1-10份的助剂组成；
所述B组分由70-100份聚合MDI和0-30份的阻燃剂组成；
以上为重量份数，所述高性能煤矿加固材料异氰酸酯指数R＝0.9-1.5，优选R＝1.1-1.3。
2.按照权利要求1所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料，其特征在于，所述聚醚多元醇为2-6官能度，分子量为300-1000。
3.按照权利要求1所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料，其特征在于，所述植物油多元醇为2-8官能度，分子量为300-1500。
4.按照权利要求1所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料，其特征在于，所述阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯丙基)磷酸酯、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯中的一种或几种，优选为三(2-氯丙基)磷酸酯。
5.按照权利要求1所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料，其特征在于，所述催化剂为胺类催化剂、有机锡类催化剂的一种或两种。
6.按照权利要求5所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料，其特征在于，所述胺类催化剂为三乙烯二胺、N,N-二甲基环己胺、N,N,N,N,N-五甲基二亚乙基三胺、三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、三乙醇胺中的一种或几种；所述有机锡类催化剂选自辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡。
7.按照权利要求1所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料，其特征在于，所述助剂包括稳定剂、增塑剂。所述稳定剂选自硅油、吐温系列产品，占0.5-4份；所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类、偏苯三酸酯类、柠檬酸酯类、植物油酯类中的一种或几种，占0-9份。优选来自可再生植物油的合成产品，如来自大豆油、棕榈油、玉米油、葵花子油等植物油的合成植物油酯增塑剂，更优选，增塑剂为氯代棕榈油甲酯。
8.按照权利要求1所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料，其特征在于，所述聚合MDI为棕色液体，-NCO含量30％-32％。
9.按照权利要求1所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
1)制备A组分：将准确称量的聚醚多元醇、植物油多元醇、阻燃剂加入反应釜中搅拌均匀，然后加入称量好的催化剂及助剂，搅拌10min-60min，混合均匀即可装桶。
2)制备B组分：将准确称量的聚合MDI和阻燃剂投入反应釜中，搅拌10min-60min，混合均匀即可装桶。
10.按照权利要求10所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料，其特征在于，该煤矿加固材料制备方法简单，植物油多元醇替代石化基多元醇10％-60％，生产成本低，且有节能减排优势。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010851478.0A CN112142946A (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010851478.0A CN112142946A (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112142946A true CN112142946A (zh) | 2020-12-29 |
Family
ID=73888814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010851478.0A Pending CN112142946A (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112142946A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113943482A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-18 | 山西潞安晋安矿业工程有限责任公司 | 一种煤矿加固煤岩体用聚氨酯材料 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102532454A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-04 | 山东东大一诺威新材料有限公司 | 煤矿用永久加固聚氨酯材料及其制备方法 |
| CN103304771A (zh) * | 2013-06-15 | 2013-09-18 | 尤洛卡矿业安全工程股份有限公司 | 一种聚氨酯加固材料及其制备方法 |
| CN104974332A (zh) * | 2015-07-03 | 2015-10-14 | 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 | 一种无发泡快固化高强聚氨酯堵漏防水灌浆材料 |
| CN109265977A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-25 | 江苏叙然信息科技有限公司 | 一种运动场地面层材料及制备工艺 |
| CN111303366A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-19 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种无卤阻燃有机高分子注浆加固材料及其制备方法 |
-
2020
- 2020-08-21 CN CN202010851478.0A patent/CN112142946A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102532454A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-04 | 山东东大一诺威新材料有限公司 | 煤矿用永久加固聚氨酯材料及其制备方法 |
| CN103304771A (zh) * | 2013-06-15 | 2013-09-18 | 尤洛卡矿业安全工程股份有限公司 | 一种聚氨酯加固材料及其制备方法 |
| CN104974332A (zh) * | 2015-07-03 | 2015-10-14 | 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 | 一种无发泡快固化高强聚氨酯堵漏防水灌浆材料 |
| CN109265977A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-25 | 江苏叙然信息科技有限公司 | 一种运动场地面层材料及制备工艺 |
| CN111303366A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-19 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种无卤阻燃有机高分子注浆加固材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 王福生等: "《含磷化合物抑制煤自燃阻化机理》", 30 June 2019, 冶金工业出版社 * |
| 粮食大辞典编辑委员会编: "《粮食大辞典》", 31 December 2009, 中国物资出版社 * |
| 高平强: "《无机纳米硼酸盐复合阻燃材料制备技术》", 31 March 2019, 吉林大学出版社 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113943482A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-18 | 山西潞安晋安矿业工程有限责任公司 | 一种煤矿加固煤岩体用聚氨酯材料 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104558514B (zh) | 一种高强聚氨酯改性硅酸盐注浆加固材料及其制备方法和应用 | |
| CN103304771B (zh) | 一种聚氨酯加固材料及其制备方法 | |
| CN102942665B (zh) | 煤岩体加固用低温安全型聚氨酯注浆材料及其制备方法 | |
| CN106750116B (zh) | 一种聚氨酯纳米阻燃复合材料及其制备方法 | |
| US20230192940A1 (en) | Grouting material for reinforcement of coal-rock mass in low-temperature mining, and preparation method and use thereof | |
| CN103694676B (zh) | 环保型聚氨酯堵水材料及其制备方法 | |
| CN104045807B (zh) | 一种环保型聚氨酯堵水加固材料及其制备方法 | |
| RU2014150073A (ru) | Композиции полиуретановых тампонажных растворов | |
| CN102702728A (zh) | 一种聚氨酯注浆堵水-加固材料及制备方法和使用方法 | |
| CN102964565A (zh) | 硅酸盐改性聚氨酯高分子材料及其制备方法 | |
| CN105111411B (zh) | 一种环氧改性聚氨酯‑水玻璃复合注浆材料 | |
| CN102718462A (zh) | 一种用于松散破碎基岩加固用的化学注浆材料 | |
| CN110669200A (zh) | 一种低温改性注浆加固材料 | |
| CN104231203A (zh) | 一种高强聚氨酯灌浆加固材料及其制备和使用方法 | |
| CN103113079A (zh) | 一种矿用水玻璃加固堵水材料 | |
| CN101649040A (zh) | 一种高闪点阻燃型的油溶性聚氨酯化学灌浆材料 | |
| CN112142946A (zh) | 一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料及其制备方法 | |
| CN104277204A (zh) | 无机改性矿用聚氨酯加固材料及其制备方法 | |
| CN111303366A (zh) | 一种无卤阻燃有机高分子注浆加固材料及其制备方法 | |
| CN114349931B (zh) | 一种改性硅酸盐注浆加固材料及其制备方法与应用 | |
| CN112480656A (zh) | 一种环保型聚氨酯玻纤复合材料及其制备方法 | |
| CN110790892A (zh) | 煤矿用硅酸盐聚氨酯复合加固材料及其制备方法 | |
| CN112142950A (zh) | 一种高性能煤矿加固材料及其制备方法 | |
| CN105001397A (zh) | 隧道加固用聚氨酯材料及其制备方法 | |
| CN114057986B (zh) | 一种矿用加固材料及其制备方法 |
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: 20201229 |