[发明专利]煤岩体加固用低温安全型聚氨酯注浆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯组合物领域，具体涉及一种煤岩体加固用低温安全型聚氨酯注浆材料及其制备方法。

背景技术

煤矿生产过程中，常常出现极大影响开采效率的复杂地质条件，煤层及围岩往往受到断层、开采压力等影响，造成破碎、变形，在高应力、强烈采动影响下，产生滑动、裂纹、塌陷等安全隐患。注浆加固在解决破碎煤（岩）体加固方面极为有效。注浆加固的原理是利用浆液充填围岩内的裂隙，将破碎的煤岩体固结起来，提高围岩整体强度，从而增强自身承受能力。影响注浆加固效果的因素很多，主要有注浆材料种类、钻孔布置情况和施工参数选择。

常用的加固注浆材料为聚氨酯材料，此类加固剂具有粘度低、凝结时间可调、不污染环境、耐化学腐蚀、固结后强度大并有一定韧性等优点。但目前常用的普通聚氨酯注浆材料阻燃性能有限，且在大量注浆时，会产生聚热效应，内部反应温度高，大量使用可能造成烧心、自燃等现象，造成安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤岩体加固用低温安全型聚氨酯注浆材料，具有阻燃和抗静电性能，粘合后强度高、抗剪切性强及韧性好，耐冲击，耐酸碱。同时原料绿色，无污染，完全满足煤矿加固材料的使用和环保要求。

本发明同时还提供了一种煤岩体加固用低温安全型聚氨酯注浆材料的制备方法，简单易行，对生产设备及人员要求低，生产周期短，全过程不产生三废，不影响环境和工人健康。

本发明煤岩体加固用低温安全型聚氨酯注浆材料，由A、B两组分组分组成，其中：

A组分原料按照重量份数计为：

B组分原料为按重量份数计为：

多异氰酸酯：70～90份

预聚物：5～20份

降粘剂：5～10份

其中，所述的A组分中聚醚多元醇A为3～4官能度、分子量300～500的聚氧化丙烯多元醇；聚醚多元醇B为2～3官能度、分子量为150～300的聚氧化丙烯多元醇，聚醚多元醇A和B是加固材料的主基料。

所述的A组分中催化剂为有机金属类催化剂，优选二丁基烯二月桂酸酯或质量分数10～20%的异辛酸铅。

所述的A组分中抗静电剂为中国上海启光工贸生产的AT-21，或其他公司抗静电剂产品。

所述的阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂，优选磷酸三氯丙酯或甲基磷酸二甲酯中的一种或两种任意组合。

所述的B组分原料中多异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200、多亚甲基多苯基多异氰酸酯44v20或多亚甲基多苯基多异氰酸酯M20S的其中一种或多种任意组合。其中，PM200为烟台万华聚氨酯股份有限公司生产，44v20为拜耳公司生产，M20S为巴斯夫公司生产。

所述的B组分原料中预聚物为以聚氧化丙烯多元醇PPG和二苯基甲烷二异氰酸酯MDI为原料合成的预聚物，优选山东东大一诺威聚氨酯公司DT1340或D1345中的一种或两种组合。

所述的B组分中降粘剂为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。

本发明煤岩体加固用低温安全型聚氨酯注浆材料，在使用时，按照A:B=1:1的重量比混合，注入待加固的裂缝或空洞中固化即可。

注入聚氨酯注浆材料采用气动或电动双液注浆泵。

本发明所述的煤岩体加固用低温安全型聚氨酯注浆材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)A组份料的制备：将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、催化剂、抗静电剂、阻燃剂加入反应釜，室温下混合1～2小时，抽样检测合格后出料，密封包装；

(2)B组分料的制备：将多异氰酸酯、预聚物、降粘剂加入反应釜，室温条件下混合1～2小时，抽样检测合格后出料，氮气置换包装。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）物料粘度低（双组份A料和B料的粘度范围为200~500mPa.s/25℃），流动性好，能渗透到破碎煤岩内部，固化速度可调，反应发热量低，施工性能优良。

（2）原料及成品绿色环保，无污染，没有挥发性溶剂，不产生任何有毒气体，对人体无害。

（3）与破碎煤岩粘结性好，粘结强度4~5mPa，固结体强度高，抗压在60mPa以上，明显提高煤岩支撑力；同时固结体具有一定韧性。

（4）本发明材料的制备方法简单易行，对生产设备及人员要求低，生产周期短，全过程不产生三废，不影响环境和工人健康。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

(1)A组分的制备