CN116003737B - 一种低放热型聚氨酯改性注浆材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低放热型聚氨酯改性注浆材料及其制备方法,属于注浆材料技术领域,所述低放热型聚氨酯改性注浆材料是由A、B两组材料等体积混合而成;所述A组是由硅酸钠水溶液、催化剂、多元醇、水和抗静电剂组成,所述B组由多异氰酸酯、聚醚多元醇、低聚醚多元醇、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂和消泡剂组成。该材料所产生的温度在90‑100℃之间,显著降低了聚氨酯注浆加固材料蓄热温度,消除了井下应用时存在发烟、着火等安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于注浆材料技术领域,具体涉及一种低放热型聚氨酯改性注浆材料及其制备方法。
背景技术
煤矿井下采掘生产过程中,顶板管理是关系安全生产的关键环节,而破碎煤岩体容易造成伤人事故,一直是煤矿生产无法回避的技术难题,因此巷道及工作面需要加固处理。此外,随着开采深度加大,矿井涌水量增加,破碎煤岩体内含水量加大,使顶板管理更加困难。据统计,极破碎、富水及淋水煤岩体占煤矿回采工作面与巷道工程总量的比例高达30%左右。
目前,煤岩体加固主要采用注浆方式。传统注浆材料可分为两大类:水泥类注浆材料与化学注浆材料。水泥类注浆材料由于固化时间长、不能注入细小的裂缝等缺点,不适用于煤岩体快速加固。
国外是在上世纪80年代初开始应用煤矿化学注浆加固技术的。国内从上世纪90年代初也开始了这方面的研究,主要以普通聚氨酯类注浆材料为主。化学注浆材料,主要通过压力或化学渗透作用灌入煤岩体裂隙中,能在较短的时间内固结并达到较高的强度,使松散破碎围岩胶结成连续体。化学注浆加固材料具有黏度适中、渗透性好、凝结速度快,且时间可调、固结体具有可塑性、质量轻和耐水性好等优良的性能,广泛用于解决煤矿、隧道、铁路、市政等工程领域的岩体加固。
采用化学注浆的方法对煤矿井下变形破坏巷道的破碎松散进行加固处理,在煤矿各种顶板事故处理中发挥了积极作用,是提高矿井生产效益和安全性的一种行之有效的方法。国内相关行业对于注浆技术的理论研究主要集中于材料的渗透和加固强度理论。
温度是影响煤热解反应最主要的因素,普通的聚氨酯注浆加固材料存在反应放热量大、蓄热温度高的问题,两种组分混合后的反应温度一般在120℃以上,加之煤矿井下环境相对封闭,温度上升较快,如果施工中遇到水,局部反应放热温度会急剧升高可达150℃以上,大量使用时有可能造成聚氨酯固结体中心发生焦化或者烧芯现象,甚至自然现象,还可能引燃地下的瓦斯气体,造成安全隐患。近年来,在全国各地不断出现因化学注浆加固材料反应放热而引发的煤矿事故。
因此,矿用有机注浆加固材料除了具有一定的抗压、抗剪、抗拉等力学性能外,还要求具备较低的反应放热量,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明确加固材料最高反应温度不高于100℃,低放热高分子材料已成为目前煤矿安全的主要方向。
中国专利201510728932.2中提到了一种用于潮湿或明水环境的注浆加固材料,该专利仅提出该注浆加固材料最高反应温度低,同时对于实施例制备后注浆加固材料进行性能测试时,仅仅测试其固化时间、粘度、抗压强度,并未实际对其混合反应温度进行记录,并未提出注浆加固材料反应温度具体范围,且该注浆加固材料主要用于潮湿或明水环境中,对于反应温度限制小。中国专利201911018295.4中提到了一种矿用低温改性注浆加固材料,该注浆加固材料的粘度较大,流动性不足,不利于岩层内细微裂缝的有效充填。中国专利201210508997.2中提到了一种煤岩体加固用低温安全型注浆加固材料,该注浆加固材料的最低反应温度为118℃以上,低于常见注浆加固材料反应温度,但明显高于国家标准要求。中国专利202010955686.5提到了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,但该专利工艺复杂成分较多,且A组分材料中涉及15份去离子水,增加了注浆加固材料的成本,不利于企业推广应用。
随着注浆材料的飞速发展,注浆工艺和注浆设备也得到巨大发展,注浆技术应用工程规模越来越广,几乎涉及到所有的岩土和土木工程领域。因此,研制出兼具有机高分子(聚氨酯)和无机材料(硅酸盐)的优良性能改性聚氨酯注浆材料,具有非常重要的现实意义。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷,本发明提出一种低放热型聚氨酯改性注浆材料及其制备方法,该材料流动性好,可灌性和渗透性优,能渗透到破碎煤岩内部,凝结时间可调,反应放热量低,力学性能及抗静电性能优良,消除在使用过程中的安全隐患,能够取得较好的注浆效果,可广泛用于煤矿及其他矿山开采中。
为实现上述目的,本发明提出如下技术方案:
一种低放热型聚氨酯改性注浆材料,所述低放热型聚氨酯改性注浆材料是由A、B两组材料等体积混合而成;所述A组是由硅酸钠水溶液、多元醇、催化剂、水和抗静电剂组成,所述B组由多异氰酸酯、聚醚多元醇、多元醇、低聚醚多元醇、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂和消泡剂组成。
进一步地,所述硅酸钠水溶液、多元醇、催化剂、水和抗静电剂的质量比为(90-99.5):(1.5-3.2):(0.3-2.5):(0.2-0.35):(1.5-3.5)。
进一步地,所述硅酸钠水溶液的模数为2.5-3.0,波美度为45-50。
进一步地,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、异辛酸钾、二乙酸二丁基锡、五甲基二亚乙基三胺、二甲氨基乙氧基乙醇和N-乙基吗啉中的一种或多种以任意比例混合。
进一步地,所述B组中,按质量份数计包括以下原料:多异氰酸酯40-70份,聚醚多元醇5-10份,多元醇6-10份,低聚醚多元醇2-15份,增塑剂10-16份,抗氧化剂1-2份,阻燃剂2-4份,消泡剂1-2份。
进一步地,所述多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯;所述抗氧化剂2,4,6-三叔丁基苯酚;所述阻燃剂为磷酸三氯乙酯、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸三甲苯酯或磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯。
本发明还提供一种低放热型聚氨酯改性注浆材料的制备方法,包括以下步骤:
A组材料的制备:按质量称取原料,依次将多元醇、催化剂和水混合,室温下搅拌,然后滴入硅酸钠水溶液中,搅拌,再加入抗静电剂,继续搅拌;
B组材料的制备:按质量称取原料,将多异氰酸酯和聚醚多元醇混合后在室温下搅拌,加热至80℃,恒温水浴保温3小时,化验合格后依次加入多元醇、低聚醚多元醇、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂和消泡剂,搅拌;
将A组材料和B组材料等体积混合,搅拌60-100秒,迅速倒入模具,常温固化,即得到低放热型聚氨酯改性注浆材料。
本发明还提供一种低放热型聚氨酯改性注浆材料作为煤岩体加固材料的应用。现场加固施工时,采用气动注浆泵将A、B两组材料等体积混合后注入钻孔即可。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)通过配方的设计,固化速度可控,材料流动性好,具有良好的渗透性。可用于细小的裂缝的加固;(2)A组材料与B组材料在混合时所产生的温度有效控制在90-100℃,消除了井下使用聚氨酯注浆加固材料时存在的发烟、明火等安全隐患;(3)使用时,采用气动注浆泵输送,A组材料与B组材料等体积混合后,机械搅拌60-100s后喷射到需要加固层表面,材料在煤层表面可迅速钻孔渗透粘结,周期短、效率高,且材料粘接性强,强度可达40MPa以上,使得煤矿开采时形成整体不易塌方;(4)该加固材料混合物流动性好,与煤岩体有良好的粘结能力,固化物强度高,反应温度低,反应时间可调、施工简单、操作方便,可广泛用于各类破碎煤岩体、隧道、地下工程等领域的岩土加固。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”如无特别说明,均按质量份计。
本发明所述的“室温”,若无特别说明,是指25±2℃。
一种低放热型聚氨酯改性注浆材料,所述低放热型聚氨酯改性注浆材料是由A、B两组材料等体积混合而成;所述A组是由硅酸钠水溶液、多元醇、催化剂、水和抗静电剂组成,所述B组由多异氰酸酯、聚醚多元醇、多元醇、低聚醚多元醇、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂和消泡剂组成。
在一些优选实施例中,所述硅酸钠水溶液、催化剂、多元醇、水和抗静电剂的质量比为(90-98):(0.3-2.5):(1.5-3.2):(0.2-0.35):(1.5-3.5)。
在一些优选实施例中,所述硅酸钠水溶液的模数为2.5-3.0,波美度为45-50。以下实施例所用硅酸钠水溶液,可以为硅酸钠水溶液,也可以为改性硅酸钠水溶液。
在一些优选实施例中,所述催化剂为有机胺类催化剂,具体是指二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、异辛酸钾、五甲基二亚乙基三胺、二甲氨基乙氧基乙醇(DMAEE)和N-乙基吗啉中的一种或多种以任意比例混合。更优选为二甲氨基乙氧基乙醇。
在一些优选实施例中,所述抗静电剂是一种液体抗静电剂,具体型号为P7,是一种无色或微淡黄色透明液体,抗静电性好,耐热性好,不含卤素,不含有害物质,羟值:100-107KOHmg/g。
在一些优选实施例中,所述B组中,按质量份数计包括以下原料:多异氰酸酯40-70份,聚醚多元醇5-10份,多元醇6-10份,低聚醚多元醇2-15份,增塑剂10-16份,抗氧化剂1-2份,阻燃剂2-4份,消泡剂1-2份。
在一些优选实施例中,所述多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),具体为美国亨斯迈公司的5005、烟台万华聚氨酯股份有限公司的PM200、美国陶氏化学公司的PAPI27、德国拜耳公司的44V20L、巴斯夫M-20S和日本东曹MR200聚合MDI中的一种或多种。更优选为5005和PAPI27混合、5005和44V20L混合、5005、5005与44V20L和PAPI27混合。
所述抗氧化剂为2,4,6-三叔丁基苯酚,化学式为C18H30O,是一种白色结晶粉末,抗氧效果好。
本发明所用阻燃剂溶于醇、酮、芳烃、氯仿和四氯化碳等有机溶剂,不仅阻燃性能优良,而且具有优异的耐寒性和耐光性能。具体是指磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)、磷酸三甲苯酯(TCP)或磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCPP)。更优选为磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)。
所述聚醚多元醇为2官能度或3官能度多元醇,分子量为2000-5000,具体是指聚环氧丙烷醚二元醇或1,4丁二醇。更优选为聚环氧丙烷醚二元醇。
并且A组材料与B组材料中的多元醇非同一种物质。所述A组材料中的多元醇为一种简单多元醇,为1,2-亚乙基二醇,简称EG,化学式为(CH2OH)2,无色、无臭、透明的粘性液体。
所述B组材料中的多元醇为一种二甘醇,化学式为C4H10O3,无色、无臭、透明的粘性液体,密度为1.118g/ml(4℃)。
所述低聚醚多元醇为一种低活性的聚醚三元醇N330。
所述增塑剂为复合植物酯,热稳定时间长,与聚合物相溶性好,挥发性低,能抑制渗出,增充剂容量大。
所述消泡剂为水性有机硅溶液。
本发明还提供一种低放热型聚氨酯改性注浆材料的制备方法,包括以下步骤:
A组材料的制备方法:按质量称取原料,在反应釜内先加入硅酸钠水溶液,将多元醇、催化剂和水混合,在室温下搅拌均匀后,滴入硅酸钠水溶液中,边滴加边搅拌,控制滴加速率,使反应缓慢进行,滴加完毕后机械搅拌30-60分钟,再加入抗静电剂,继续搅拌至反应完全,出料,过滤包装,即得到A组材料;
B组材料的制备方法:按质量称取原料,将多异氰酸酯和聚醚多元醇混合后在室温下搅拌1小时,加热至80℃,恒温水浴保温3小时,化验合格(判定合格的标准是:混合物粘度达到700mPa·s)后将样品冷却至室温,依次加入多元醇、低聚醚多元醇、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂和消泡剂,继续搅拌搅拌均匀后,出料,充氮气包装,得到B组材料;
将A组材料和B组材料等体积混合,搅拌60-100秒,迅速倒入模具,常温固化,即得到低放热型聚氨酯改性注浆材料。
本发明还提供一种低放热型聚氨酯改性注浆材料作为煤岩体加固材料的应用。现场加固施工时,采用气动双液注浆泵将A、B两组材料等体积混合后注入钻孔即可。
本发明实施例所用原材料液态组分的闪点均高于100℃,材料氧指数高于28%,符合国家安标中心于2020年7月印发的《煤矿井下反应型高分子材料补充安全技术要求》。
本发明实施例中硅酸钠水溶液的模数为2.5-3.0,波美度为45-50,改性硅酸钠水溶液的模数为3.2-3.4,波美度为39-40,均为市场上直接购买的产品。
低聚醚多元醇的分子量为3000。
实施例1
1)A组材料的制备:按质量称取原料,在干净的容器内依次加入多元醇(1,2-亚乙基二醇)、催化剂(二甲氨基乙氧基乙醇)和水,室温下搅拌均匀后备用。在反应釜内先加入硅酸钠水溶液,室温启动搅拌均匀,然后将上述混合液缓慢滴入改性硅酸钠水溶液中,滴加完毕后继续机械搅拌30min;
硅酸钠水溶液、多元醇、催化剂和水的质量比为96.3:2.7:0.6:0.4;
2)B组材料的制备:按质量称取原料,将多异氰酸酯(美国亨斯迈公司的5005)和聚醚多元醇(聚环氧丙烷醚二元醇DL1000D)混合后在室温下搅拌1小时,加热至80℃,恒温水浴保温3小时,化验合格(判定合格的标准是:混合物粘度达到700mPa·s)后将样品冷却至室温,然后依次加入多元醇(二甘醇)、低聚醚多元醇(N330)、增塑剂(复合植物酯)、阻燃剂(TCEP)和消泡剂(水性有机硅溶液),继续搅拌均匀后出料,充氮气包装,得到B组份材料;
多异氰酸酯、聚醚多元醇、多元醇、增塑剂、低聚醚多元醇、消泡剂和阻燃剂的质量比为:64.72:7.57:7.5:13.21:2.8:1.27:2.85;
3)将A组材料和B组材料等体积混合,搅拌60-100秒后迅速将温度计插入装有测量材料的容器中,测量材料在固化中所产生的最高温度在适用于煤矿下为临界温度以下,不会引起煤的自燃,属于安全温度,同时满足了该材料的低温特性。然后迅速倒入模具,常温固化,得到低放热型聚氨酯改性注浆材料。
实施例2
1)A组材料的制备:按质量称取原料,在干净的容器内依次加入多元醇(1,2-亚乙基二醇)、催化剂(二甲氨基乙氧基乙醇)和水,室温下搅拌均匀后备用。在反应釜内先加入改性硅酸钠水溶液,室温下启动搅拌,然后将上述混合溶液滴入改性硅酸钠水溶液中,滴加完毕后继续搅拌60min,搅拌均匀后,静止30min,出料,包装得到A组材料;
改性硅酸钠水溶液、多元醇、催化剂和水的质量比为96.65:2.45:0.55:0.35;
2)B组材料的制备:按质量称取原料,在反应釜内,先加入质量比为3:2的5005和44V20L,室温下搅拌混合均匀后,再加入聚醚多元醇(聚环氧丙烷醚二元醇DL2000D)混合后在室温下搅拌60min,室温静置3天,期间反应釜内充氮气保护,3天后,取样化验,混合物粘度达到700mPa·s即为合格。然后在合格的样品中依次加入多元醇(二甘醇)、低聚醚多元醇(N330)、增塑剂(复合植物酯)、阻燃剂(TCEP)和消泡剂(水性有机硅溶液),搅拌45min后,静置60min,出料,充氮气包装,得到B组材料;
多异氰酸酯、聚醚多元醇、多元醇、增塑剂、低聚醚多元醇、消泡剂和阻燃剂的质量比为:65:7.97:7.97:11.45:4.45:1.1:2.1;
3)将A组材料和B组材料等体积混合,搅拌60-100秒后迅速将温度计插入装有测量材料的容器中,测量材料在固化中所产生的最高温度在适用于煤矿下为临界温度以下,不会引起煤的自燃,属于安全温度,同时满足了该材料的低温特性。然后迅速倒入模具,常温固化,即得到低放热型聚氨酯改性注浆材料。
实施例3
1)A组材料的制备:按质量称取原料,在反应釜内加入改性硅酸钠水溶液,室温启动搅拌,然后将催化剂(DMAEE)缓慢滴入改性硅酸钠水溶液中,边滴加边搅拌,滴加完毕后继续搅拌60min,即得到加固材料A组材料;
改性硅酸钠水溶液和催化剂的质量比为99.35:0.65;
2)B组材料的制备:按质量称取原料,在反应釜内,先加入质量比为3:2的5005和PAPI27,室温下搅拌混合均匀后,再加入聚醚多元醇(聚环氧丙烷醚二元醇N220)和抗氧化剂(2,4,6-三叔丁基苯酚)混合后在室温下搅拌1小时,加热至80℃,恒温水浴保温3小时,取样化验,混合物粘度达到700mPa·s即为合格。然后依次加入多元醇(二甘醇)、低聚醚多元醇(N330)、增塑剂(复合植物酯)、阻燃剂(TCEP)和消泡剂(水性有机硅溶液),搅拌60min后,静置30min,出料,充氮气包装,得到B组份材料;
多异氰酸酯、聚醚多元醇、多元醇、增塑剂、低聚醚多元醇、消泡剂、阻燃剂和抗氧化剂的质量比为:56:6.86:6.45:11.5:13.44:1.5:3:1.25;
3)将A组材料和B组材料等体积混合,搅拌60-100秒后迅速将温度计插入装有测量材料的容器中,测量材料在固化中所产生的最高温度在适用于煤矿下为临界温度以下,不会引起煤的自燃,属于安全温度,同时满足了该材料的低温特性。然后迅速倒入模具,常温固化,即得到低放热型聚氨酯改性注浆材料。
实施例4
1)A组材料的制备:按质量称取原料,在干净的容器内依次加入多元醇(1,2-亚乙基二醇)、催化剂(DMAEE)和水,室温下搅拌均匀后备用。在反应釜内先加入改性硅酸钠水溶液,室温下启动搅拌,然后将上述混合溶液缓慢滴入改性硅酸钠水溶液中,边滴加边搅拌,滴加时间控制在60min左右,滴加完毕后继续机械搅拌30min,然后,再加入抗静电剂(P7),继续搅拌30min,搅拌均匀后,静止30min,出料,包装得到A组材料;
改性硅酸钠水溶液、多元醇、催化剂、水和抗静电剂的质量比为94.45:2.5:0.55:0.35:2.15;
2)B组材料的制备:按质量称取原料,在反应釜内,先按质量比3:4:3的比例加入5005、44V20L和PAPI27,室温下搅拌混合均匀后,再加入聚醚多元醇(聚环氧丙烷醚二元醇DL2000D)混合后在室温下搅拌1小时,加热至80℃,恒温水浴保温3小时,化验合格(判定合格的标准是:混合物粘度达到700mpa·s)后将样品冷却至室温,然后依次加入多元醇(二甘醇)、低聚醚多元醇(N330)、增塑剂(复合植物酯)、阻燃剂(TCEP)和消泡剂(水性有机硅溶液),搅拌60min后,静置60min,出料,充氮气包装,得到B组材料;
多异氰酸酯、聚醚多元醇、多元醇、增塑剂、低聚醚多元醇和消泡剂的质量比为:66.5:8.03:8.03:11.75:4.55:1.14;
3)将A组材料和B组材料等体积混合,搅拌60-100秒后迅速将温度计插入装有测量材料的容器中,测量材料在固化中所产生的最高温度在适用于煤矿下为临界温度以下,不会引起煤的自燃,属于安全温度,同时满足了该材料的低温特性。然后迅速倒入模具,常温固化,即得到低放热型聚氨酯改性注浆材料。
对比例1
同实施例1,区别在于,步骤2)中B组材料中多异氰酸酯采用日本东曹MR200聚合MDI,NCO含量为30.5-32.0%,粘度(25℃)为150-250mpa·s,密度为1.220-1.240g/cm3。
对比例2
同实施例2,区别在于,步骤2),A组材料中催化剂为质量比为2:3的异辛酸钾和二乙酸二丁基锡组成的混合物。
对比例3
同实施例3,区别在于,步骤2)B组材料中未加入抗氧化剂。
对实施例1-4以及对比例1-3制备的低放热型聚氨酯改性注浆材料的性能进行测试,结果如下表1所示。
表1
从上表1可知,本发明实施例各项性能指标均满足行业标准,且5005,44V20L和PAPI27三种聚合MDI按一定的比例混合后形成的多异氰酸酯混合物比单一组份的聚合MDI具有更好的力学性能,而且反应放热量低,粘度低,渗透性好。使用抗氧化剂会后虽然可以防止固化产物久置变黄,延缓其降解、老化的速度,但聚氨酯注浆加固材料的最高反应温度略有升高,强度等力学性能略有下降,但仍能满足使用标准要求,因此在对老化性能有严格要求的矿产环境仍可以使用。在实施例4中,为了降低其生产成本和进一步简化生产工艺,B组材料中不使用抗氧化剂,所制得的注浆材料的综合性能最好。
实验表明,该低温注浆加固材料的性能达到或超过煤体加固用高分子材料的国家行业标准,尤其是在蓄热温度上具有突出优势。
本发明通过配方设计,固化速度可控,原料混合浆液粘度低,在煤岩中有良好的渗透性,采用多异氰酸酯和聚醚多元醇反应,生成聚氨酯预聚体,通过加入低聚醚可有效降低化学材料固化过程中的最高温度,获得高的抗压强度,再使用磷酸酯类,进一步提高阻燃性能,因而具有较低的反应温度、很好的抗压强度,提高了抗阻燃抗静电性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。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 (3)
1.一种低放热型聚氨酯改性注浆材料,其特征在于,所述低放热型聚氨酯改性注浆材料是由A、B两组材料等体积混合而成;所述A组是由硅酸钠水溶液、多元醇、催化剂、水和抗静电剂组成,所述B组由多异氰酸酯、聚醚多元醇、多元醇、低聚醚多元醇、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂和消泡剂组成;
所述硅酸钠水溶液、多元醇、催化剂、水和抗静电剂的质量比为(90-99.5):(1.5-3.2):(0.3-2.5):(0.2-0.35):(1.5-3.5);
所述B组中,按质量份数计包括以下原料:多异氰酸酯40-70份,聚醚多元醇5-10份,多元醇6-10份,低聚醚多元醇2-15份,增塑剂10-16份,抗氧化剂1-2份,阻燃剂2-4份,消泡剂1-2份;
所述催化剂为二甲氨基乙氧基乙醇;
所述多异氰酸酯为5005与PAPI27混合、5005与44V20L混合、5005或5005与44V20L和PAPI27混合;
所述5005购买自美国亨斯迈公司,所述PAPI27购买自美国陶氏化学公司,所述44V20L购买自德国拜耳公司;
所述A组中多元醇为1 ,2-亚乙基二醇;所述B组中多元醇为二甘醇;
所述聚醚多元醇为聚环氧丙烷醚二元醇DL1000D、聚环氧丙烷醚二元醇DL2000D或聚环氧丙烷醚二元醇N220;
所述低聚醚多元醇为聚醚三元醇N330;
所述硅酸钠水溶液为改性硅酸钠水溶液,模数为3 .2-3.4,波美度为39-40。
2.一种如权利要求1所述的低放热型聚氨酯改性注浆材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A组材料的制备:按质量称取原料,依次将多元醇、催化剂和水混合,室温下搅拌,然后滴入硅酸钠水溶液中,搅拌,再加入抗静电剂,继续搅拌;
B组材料的制备:按质量称取原料,将多异氰酸酯和聚醚多元醇混合后在室温下搅拌,加热至80℃,恒温水浴保温3小时,化验合格后依次加入多元醇、低聚醚多元醇、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂和消泡剂,搅拌;
将A组材料和B组材料等体积混合,搅拌60-100秒,迅速倒入模具,常温固化,即得到低放热型聚氨酯改性注浆材料。
3.一种权利要求1所述的低放热型聚氨酯改性注浆材料作为煤岩体加固材料的应用。
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