專利名稱：煤礦地層加固材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化學注漿材料技術領域，更具體的說是一種煤礦地層加固材料及其制備方法。
背景技術：
我國煤炭資源豐富，分布地域廣泛，多數(shù)地區(qū)地層構成也復雜多變，導致煤層結構復雜，同時，煤炭地質結構也比較破碎，地應力高，地質強度低，在開采過程中，工作面、巷道、以及三角區(qū)均需要進行加固，現(xiàn)有技術的加固材料通常有粘土、水泥、水泥-水玻璃、微細水泥、丙烯酰胺類、環(huán)氧樹脂類、聚氨酯類，傳統(tǒng)的無機材料作為增強煤礦地層強度的材料存在強度低、操作困難等缺點；現(xiàn)有技術的注漿材料中，丙烯酰胺類耐久性差、毒性大，環(huán)氧樹脂類雖然粘結力強，但粘度大，注漿困難，聚氨酯類具有較好的粘結性和持久性，但是阻燃性差、反應溫度高，存在安全隱患。因此，本領域需要開發(fā)一種粘結力好、強度高、阻燃性能好、反應溫度低、施工性能良好的加固材料。

發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明設計了一種力學性能良好、安全環(huán)保、施工方便的煤礦地層加固材料及其制備方法，其特征是:所述煤礦地層加固材料含有A、B兩個組分，所述A組分采用聚多元醇為主劑，配以助劑，所 述助劑為發(fā)泡劑、擴鏈劑、增塑劑、阻燃劑、泡沫穩(wěn)定齊U、催化劑、抗氧劑中的一種或二種以上的混合物；所述B組分采用多異氰酸酯為主劑，配以助劑，所述助劑為增塑劑、阻燃劑中的一種或二種的混合物。其中，所述A、B組分按照1:1的重量組成比例混合，制得煤礦地層加固材料。以重量份計，A組分含有如下組分:
聚多元醇 |50 98.5 發(fā)泡劑 _ O 5 擴鏈劑 _ O 5 增塑劑 P 30 阻燃劑 _ O 30 泡沫穩(wěn)定劑_ 0.5 5 催化劑 0.1 5 抗氧齊_O 5
以重量份計，B組分含有如下組分:
多異氰酸酯|60 100語晝劑 P 30阻燃劑 |θ 30
本發(fā)明所述的聚多元醇為聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一種或二種的混合物，優(yōu)選環(huán)氧丙烷聚合的聚醚多元醇。本發(fā)明所述的發(fā)泡劑為中水、硝基脲、活性亞甲基化合物、硼酸、二氯氟乙烷的一種。
本發(fā)明所述的擴鏈劑為乙二醇、1，4-丁二醇、甲基丙二醇、三羥甲基丙烷、三乙醇胺、甲基二乙醇胺的一種或二種以上的混合物。本發(fā)明所述的增塑劑為鄰苯二甲酸酯、脂肪族二酸酯、己二酸二甲酯、己二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯中的一種或二種以上的混合物。本發(fā)明所述的阻燃劑為甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、鹵代磷酸酯等中的一種或二種以上的混合物。本發(fā)明所述的泡沫穩(wěn)定劑為陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑中的一種或二種以上的混合物。本發(fā)明所述催化劑為三亞乙基二胺、二甲基乙醇胺、四亞乙基二胺、N-甲基嗎啉、鈦酸四丁酯、醋酸鉀、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或二種的混合物。本發(fā)明所述抗氧劑為受阻酚、亞磷酸三苯基酯、亞磷酸三異癸基酯中的一種或二種以上的混合物。本發(fā)明所述多異氰酸酯為多亞甲基多苯基異氰酸酯。進一步的，本發(fā)明公開了所述煤礦地層加固材料的制備方法:
A組分的制備方法:按照配比取聚多元醇加入到反應釜中，啟動攪拌，攪拌I小時后，依次緩慢加入發(fā)泡劑、擴鏈劑、增塑劑、阻燃劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、抗氧劑，高速分散30分鐘，下料口放出，檢驗，灌裝密封，制得A組分。B組分的制備方法:按照配比取多異氰酸酯加入到反應釜中，氮氣密封，啟動攪拌，加入增塑劑、 阻燃劑，攪拌I小時后，下料口放出，檢驗，灌裝密封，制得B組分。本發(fā)明所述的煤礦地層加固材料，可以廣泛應用于多種不同環(huán)境，如井下工作面的超前加固、巷道的維護加固、三角區(qū)加固、破碎媒體加固。本發(fā)明所述的煤礦地層加固材料，OtlC 30°C范圍內可快速反應生成高強度的泡沫材料，安全無污染、阻燃性能好、生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品質量易于控制，現(xiàn)場應用方便快捷，特別適合煤礦地層的加固使用。
具體實施例方式下面通過具體實施例進一步詳細說明本發(fā)明的實施方案，以便公眾更好地掌握本發(fā)明的實施方法，本發(fā)明實施的具體方案為:
實施例1:配制200千克煤礦用低溫加固材料，相應A、B組分的重量配比為:
A組分含有如下組分:
聚醚多元醇68—
_XjC__06_
_I, 4-丁二醇__3_
甲基磷酸二甲酷__25_
___2Λ_
三亞乙基二胺和二月桂酸二丁I
_mm__
權利要求
1.煤礦地層加固材料及其制備方法，其特征是:所述煤礦地層加固材料含有A、B兩個組分，所述A組分采用聚多元醇為主劑，配以助劑，所述助劑為發(fā)泡劑、擴鏈劑、增塑劑、阻燃劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、抗氧劑中的一種或二種以上的混合物；所述B組分采用多異氰酸酯為主劑，配以助劑，所述助劑為增塑劑、阻燃劑中的一種或二種的混合物； 其中，所述A、B組分按照1:1的重量組成比例混合，制得煤礦地層加固材料； 以重量份計，A組分含有如下組分:聚多元醇:50 98.5，發(fā)泡劑:0 5，擴鏈劑:0 5，增塑劑:0 30，阻燃劑:0 30，泡沫穩(wěn)定劑:0.5 5，催化劑:0.1 5，抗氧劑:0 5 ; 以重量份計，B組分含有如下組分:多異氰酸酯:60 100，增塑劑:0 30，阻燃劑: ·O 30。
2.根據(jù)權利要求1所述的煤礦地層加固材料及其制備方法，其特征在于所述的聚多元醇為聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一種或二種的混合物，優(yōu)選環(huán)氧丙烷聚合的聚醚多元醇。
3.根據(jù)權利要求1所述的煤礦地層加固材料及其制備方法，其特征在于所述的發(fā)泡劑為中水、硝基脲、活性亞甲基化合物、硼酸、二氯氟乙烷的一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的煤礦地層加固材料及其制備方法，其特征在于所述的擴鏈劑為乙二醇、1，4-丁二醇、甲基丙二醇、三羥甲基丙烷、三乙醇胺、甲基二乙醇胺的一種或二種以上的混合物。
5.根據(jù)權利要求1所述的煤礦地層加固材料及其制備方法，其特征在于所述的增塑劑為鄰苯二甲酸酯、脂肪族二酸酯、己二酸二甲酯、己二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯中的一種或二種以上的混合物。
6.根據(jù)權利要求1所述的煤礦地層加固材料及其制備方法，其特征在于所述的阻燃劑為甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、鹵代磷酸酯等中的一種或二種以上的混合物。
7.根據(jù)權利要求1所述的煤礦地層加固材料及其制備方法，其特征在于所述的泡沫穩(wěn)定劑為陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑中的一種或二種以上的混合物。
8.根據(jù)權利要求1所述的煤礦地層加固材料及其制備方法，其特征在于所述的催化劑為三亞乙基二胺、二甲基乙醇胺、四亞乙基二胺、N-甲基嗎啉、鈦酸四丁酯、醋酸鉀、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或二種的混合物。
9.根據(jù)權利要求1所述的煤礦地層加固材料及其制備方法，其特征在于所述的抗氧劑為受阻酚、亞磷酸三苯基酯、亞磷酸三異癸基酯中的一種或二種以上的混合物。
10.根據(jù)權利要求1所述的煤礦地層加固材料及其制備方法，其特征在于所述的煤礦地層加固材料的制備方法為: A組分的制備方法:按照配比取聚多元醇加入到反應釜中，啟動攪拌，攪拌I小時后，依次緩慢加入發(fā)泡劑、擴鏈劑、增塑劑、阻燃劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、抗氧劑，高速分散30分鐘，下料口放出，檢驗，灌裝密封，制得A組分； B組分的制備方法:按照配比取多異氰酸酯加入到反應釜中，氮氣密封，啟動攪拌，力口入增塑劑、阻燃劑，攪拌I小時后，下料口放出，檢驗，灌裝密封，制得B組分。
全文摘要
煤礦地層加固材料，含有A、B兩個組分，所述A組分采用聚多元醇為主劑，配以助劑，所述助劑為發(fā)泡劑、擴鏈劑、增塑劑、阻燃劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、抗氧劑中的一種或二種以上的混合物；所述B組分采用多異氰酸酯為主劑，配以助劑，所述助劑為增塑劑、阻燃劑中的一種或二種的混合物，其中，所述A、B組分按照1:1的重量組成比例混合，制得煤礦地層加固材料，其有益效果是安全無污染、阻燃性能好、生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品質量易于控制，現(xiàn)場應用方便快捷，特別適合煤礦地層的加固使用。
文檔編號C08G18/66GK103193951SQ201310115199
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權日2013年4月3日
發(fā)明者馮新武, 李培春, 時迎芹 申請人:巴斯夫浩珂礦業(yè)化學(中國)有限公司