[发明专利]煤矿用低卤素聚氨酯堵水加固材料及其制备方法

说明书

本发明属于新型材料领域，具体涉及一种煤矿用低卤素聚氨酯堵水加固材料及其制备方法。所述的煤矿用低卤素聚氨酯堵水加固材料包括A组分和B组分，A组分以质量份数计，原料组成为：聚醚多元醇A 50～70份；聚醚多元醇B 10～30份；聚酯多元醇10～30份；有机金属催化剂0.1～1份；稳定剂0.5～2份；无卤阻燃剂10～25份；B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯；所述的稳定剂为苯甲酰氯、乙二酰氯、对苯二甲酰氯或磷酸中的一种、两种或多种；通过添加稳定剂与材料复配，使得产品具有良好的力学性能和阻燃性能，并且阻燃性能稳定，阻燃保质期长；所述的制备方法，简单易操作。

技术领域

本发明属于新型材料领域，具体涉及一种煤矿用低卤素聚氨酯堵水加固材料及其制备方法。

背景技术

目前煤矿井巷堵水加固注浆材料大都选用聚氨酯类材料，聚氨酯类浆材粘度低、可灌性好，对煤岩体的附着力很强，并且本身具有优异的耐腐蚀、耐磨、耐冲击等优良的力学性能，在堵截煤岩体裂缝内流水的同时能够对煤岩体进行加固。由于聚氨酯材料本身属于易燃材料，在制作过程中通常通过添加阻燃剂的方法来提高自身的阻燃性能，常用的阻燃剂主要有氯化石蜡、磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)、磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)、磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(TDCPP)等含卤素的阻燃剂，该类阻燃剂具有价格低、互溶性好、阻燃效果好的特点。

在煤炭开采过程中，含有此类阻燃剂的聚氨酯材料大量残留在成品煤中，这种煤在应用于煤化工行业中时，由于聚氨酯中的卤素特别是氯元素的存在，极易导致煤化工生产工艺过程中所用的催化剂中毒，造成生产时间延长、催化剂更换频繁等弊端，大大影响其生产效率。为此，亟待研发一种无卤素聚氨酯堵水加固材料，使其在具有良好力学性能及阻燃性能的同时，对煤化工行业的正常生产无不利影响。另外，虽然含有卤素的阻燃剂阻燃效果好，但存在遇到明火发烟量大且烟气毒性较大的弊端，因此开发不含卤素的聚氨酯加固堵水材料可以在其遇到明火的时候降低发烟量，避免烟气对人员造成的伤害。目前，市场上具有实际应用价值的无卤素阻燃剂主要有甲基膦酸二甲酯(DMMP)、乙基磷酸二乙酯(DEEP)，这两种阻燃剂具有价格适中、互溶性好、阻燃效果好的特点。但是，这两种阻燃剂与聚醚多元醇、聚酯多元醇以及各种助剂混合制成的组合聚醚其稳定性欠佳，容易发生自身水解导致组合聚醚中的催化剂等助剂失活，使其所制备的材料难以凝固、强度降低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种煤矿用低卤素聚氨酯堵水加固材料，具有良好的力学性能和阻燃性能，并且阻燃性能稳定，阻燃保质期长；同时本发明还提供其制备方法，简单易操作。

本发明所述的煤矿用低卤素聚氨酯堵水加固材料，包括A组分和B组分，A组分以质量份数计，原料组成如下：

B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯，优选上海巴斯夫聚氨酯有限公司生产的M20S；

所述的稳定剂为苯甲酰氯、乙二酰氯、对苯二甲酰氯或磷酸中的一种、两种或多种，两种或多种时任意比例混合。

所述的聚醚多元醇A为官能度2～4，分子量100～1000的聚醚多元醇，优选优选山东蓝星东大化工有限责任公司生产的MN-500。

所述的聚醚多元醇B为官能度5～8，分子量500～1500的聚醚多元醇，优选山东蓝星东大化工有限责任公司生产的SA-460。

所述的聚酯多元醇为官能度为2，分子量300～1000的苯酐-二乙二醇聚酯多元醇，优选华峰集团生产的HF-8040。

所述的有机金属催化剂为二月桂酸二丁基锡、异辛酸锌或异辛酸铋中的一种、两种或多种，两种或多种时任意比例混合。

所述的无卤阻燃剂为DMMP或DEEP中的一种或两种任意比例混合。