專利名稱：一種聚氨酯注漿堵水-加固材料及制備方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)注漿材料，尤其涉及ー種高性能的聚氨酯注漿堵水-加固材料，屬于化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源緊缺促使煤地礦開采業(yè)大力發(fā)展，ー批大型、高產(chǎn)高效的井礦紛紛投產(chǎn)，傳統(tǒng)煤礦地礦采深加大隨之而來的生產(chǎn)安全和高效生產(chǎn)保障問題十分嚴(yán)峻，如大的斷裂帶、破碎松散圍巖區(qū)、裂隙發(fā)育帶、動壓増大下冒頂、地下水害等直接影響煤礦井下安全和高效生產(chǎn)。并且國家基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，西南、西北地區(qū)各類鐵路隧洞、公路隧洞、引水隧洞的建設(shè)同樣面臨著復(fù)雜地質(zhì)條件下的災(zāi)害問題。傳統(tǒng)的水泥/水玻璃和普通的化學(xué)注漿材料和施工技術(shù)已很難適應(yīng)現(xiàn)代安全、快速高效生產(chǎn)的需要。目前國內(nèi)井下注漿材料的生產(chǎn)廠家并不多。國外的供應(yīng)商有法國的浩珂韋博，BASF，英國的瑞琪米諾樺等幾家。隨著我國地礦業(yè)，尤其是煤炭經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及地礦開采深度的加大，新型安全化學(xué)注漿-加固材料將有著非常大的應(yīng)用價值和前景，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益巨大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供ー種聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，適用于礦井滲漏水及涌水的有效快速治理，也可適用于水利水電、隧道涵洞、地下工程等滲漏水及涌水的有效快速治理。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的ー種聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，包括兩種組分，其特征在于其中A組分為聚 醚多元醇和輔料組成，B組分為異氰酸酯和/或其預(yù)聚物與輔料組成；所述輔料包括催化齊U、泡沫穩(wěn)定劑以及其它助劑等組成。其中，在本發(fā)明所述的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料中各原料的組成如下，以質(zhì)量百分比計
聚醚多元醇25% 75%
異氰酸酯及(或)預(yù)聚物25% 75%
催化劑0% 5%
泡沫穩(wěn)定劑0% 5%
增塑劑0% 20%
其它助劑0% 30%在本發(fā)明中，所述的聚醚多元醇選自PPG類聚醚多元醇、POP類聚合物聚醚多元醇、PTMEG類聚四氫呋喃型多元醇等中的ー種和/或ー種以上的混合物。進(jìn)ー步的，本發(fā)明并不限制所述聚醚多元醇中醇羥基的個數(shù)，可以是聚醚ニ元醇、聚醚三元醇、聚醚四元醇等中的ー種和/或ー種以上的混合物，優(yōu)選的是結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定的小分子多元醇，包括聚醚ニ元醇、聚醚三元醇或二者的混合物。在本發(fā)明中，所述的異氰酸酯選自甲苯ニ異氰酸酯(TDI)、ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯(MDI)、多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)中的ー種和/或ー種以上的混合物；在本發(fā)明中所用的還可以是異氰酸酯的預(yù)聚物，于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言。預(yù)聚物是ー個明確的化學(xué)概念，指的是聚合度介于單體與最終聚合物之間的ー種分子量較低(1500以下)的聚合物，也稱為低聚物、齊聚物(Oligmer),是由少數(shù)鏈節(jié)組成的聚合物,如ニ聚體、三聚體、四聚體,或這些低聚物的混合物。當(dāng)本發(fā)明所用的異氰酸酯的預(yù)聚物時，選自甲苯ニ異氰酸酯(TDI)、ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯(MDI)、多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)分別對應(yīng)的預(yù)聚物中的ー種和/或ー種以上的混合物。
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在本發(fā)明中，所述的催化劑選自脂肪胺類、脂環(huán)胺類、芳香胺類和醇胺類及其銨鹽類化合物等叔胺類催化劑以及二月桂酸ニ丁基錫、辛酸亞錫、異辛酸鉛等有機(jī)金屬催化劑ー種和/或ー種以上的混合物。在本發(fā)明中，所述的泡沫穩(wěn)定劑選自有機(jī)硅、聚硅氧烷-聚醚共聚物、有機(jī)氟表面活性劑中的ー種和/或ー種以上的混合物，所述的泡沫穩(wěn)定劑用于降低聚氨酯混合物的表面張力，在泡沫升起至熟化期間，通過表面張カ防止泡沫的熱力學(xué)非穩(wěn)態(tài)出現(xiàn)的物質(zhì)。在本發(fā)明中，所述的增塑劑選自為鄰苯ニ甲酸ニ辛酷、鄰苯ニ甲酸ニ丁酷、鄰苯ニ甲酸ニ異壬酯等中的ー種和/或ー種以上的混合物，上述所用的增塑劑與聚氨酯相容性好，基本不遷移或很少遷移，穩(wěn)定性和協(xié)同性顯著。在本發(fā)明中，所述輔料還可以包括其他助劑，所述的其它助劑為高效阻燃劑、偶聯(lián)齊U、除水劑、增滲劑等中的ー種和/或ー種以上的混合物多種。上述所述的助劑是本領(lǐng)域所常用的，為本領(lǐng)域技術(shù)人員廣為周知。進(jìn)ー步，相應(yīng)的，本發(fā)明公開了上述的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料的制備方法，包括下述步驟(I)先將聚醚多元醇加入反應(yīng)釜中，攪拌，然后加入泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、增塑劑以及其它助劑等攪拌均勻；(2)將步驟(I)上述物料在反應(yīng)釜下料ロ處放出，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，灌裝即可得聚氨酷化學(xué)注漿堵水-加固材料的A組分；(3)將異氰酸酯或其預(yù)聚物加入反應(yīng)釜中，與增塑劑混合，再添加泡沫穩(wěn)定劑及其它助劑等混合均勻；(4)將步驟(3)上述物料在反應(yīng)釜下料ロ處放出，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，灌裝即可得聚氨酷化學(xué)注漿堵水-加固材料的B組分。進(jìn)ー步的，本發(fā)明公開了上述聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料的使用方法，包括下述步驟將聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料的兩種組分A、B按體積比I : I混合反應(yīng)后使用。本發(fā)明的的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，不含苯、ニ甲苯、丙酮等溶劑，固含量為100%，固化后對水質(zhì)無影響，環(huán)保無污染；并且在使用時，雙組分反應(yīng)速度很快，20s開始反應(yīng)，90s基本反應(yīng)完全，且根據(jù)工程需要，反應(yīng)時間可調(diào)，可有效快速治理礦井的滲漏水及涌水問題。本發(fā)明的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，無水不發(fā)泡，遇水迅速發(fā)泡，按發(fā)泡倍率分有兩種高發(fā)泡倍率的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料可適用于礦井強(qiáng)滲漏水及涌水等問題的有效快速治理；低發(fā)泡倍率的雙組份聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料可適用于礦井滲漏水有效快速治理及加固。在實(shí)際應(yīng)用時，本發(fā)明的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料由受過專業(yè)培訓(xùn)的人員且有專業(yè)施工設(shè)備的施工隊(duì)伍采用專用化學(xué)注漿泵進(jìn)行注漿施工。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)エ藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量易于控制，固化物物化性能優(yōu)異，堵水效果顯著，能有效快速治理礦井的滲漏水及涌水問題。申請人:對本發(fā)明的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料的理化指標(biāo)進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)在上述本發(fā)明所限定的質(zhì)量百分比范圍內(nèi)，至少可以達(dá)到下述指標(biāo)表I主要物化性能指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，包括兩種組分，其特征在于其中A組分為聚醚多元醇和輔料組成，B組分為異氰酸酯和/或其預(yù)聚物與輔料組成；所述輔料包括催化劑、泡沫穩(wěn)定劑以及其它助劑等組成，各原料的組成如下，以質(zhì)量百分比計聚醚多元醇25% 75%異氰酸酯和/或其預(yù)聚物25% 75%催化劑0% 5%泡沫穩(wěn)定劑0% 5%增塑劑0% 20%其它助劑0% 30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，其特征在于所述的聚醚多元醇選自PPG類聚醚多元醇、POP類聚合物聚醚多元醇、PTMEG類聚四氫呋喃型多元醇等中的一種和/或一種以上的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，其特征在于所述的聚醚多元醇選自聚醚二元醇、聚醚三元醇、聚醚四元醇等中的一種和/或一種以上的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，其特征在于所述的異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)中的一種和/或一種以上的混合物；所述的異氰酸酯預(yù)聚物選自甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)分別對應(yīng)的預(yù)聚物中的一種和/或一種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，其特征在于所述的催化劑選自脂肪胺類、脂環(huán)胺類、芳香胺類和醇胺類及其銨鹽類化合物等叔胺類催化劑以及二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、異辛酸鉛等有機(jī)金屬催化劑一種和/或一種以上的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，其特征在于所述的泡沫穩(wěn)定劑選自有機(jī)娃、聚娃氧燒-聚醚共聚物、有機(jī)氟表面活性劑中的一種和/或一種以上的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，其特征在于所述的增塑劑選自為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異壬酯等中的一種和/或一種以上的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，其特征在于所述輔料還可以包括其他助劑，所述的其它助劑為高效阻燃劑、偶聯(lián)齊U、除水劑、增滲劑等中的一種和/或一種以上的混合物多種。
9.上述任一權(quán)利要求所述的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料的制備方法，包括下述步驟 (1)先將聚醚多元醇加入反應(yīng)釜中，攪拌，然后加入泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、增塑劑以及其它助劑等攪拌均勻； (2)將步驟(I)上述物料在反應(yīng)釜下料口處放出，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，灌裝即可得聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料的A組分；(3)將異氰酸酯或其預(yù)聚物加入反應(yīng)釜中，與增塑劑混合，再添加泡沫穩(wěn)定劑及其它助劑等混合均勻； (4)將步驟(3)上述物料在反應(yīng)釜下料口處放出，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，灌裝即可得聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料的B組分。
10.上述任一權(quán)利要求所述的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料的使用方法，其特征在于將上述物料按一定的工藝制成A、B組分，A、B組分按體積比I : I用專用化學(xué)注漿泵注漿即可使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，包括兩種組分，其特征在于其中A組分為聚醚多元醇和輔料組成，B組分為異氰酸酯和/或其預(yù)聚物與輔料組成；所述輔料包括催化劑、泡沫穩(wěn)定劑以及其它助劑等組成。本發(fā)明公開的聚氨酯化學(xué)注漿堵水-加固材料，不含苯、二甲苯、丙酮等溶劑，固含量為100％，固化后對水質(zhì)無影響，環(huán)保無污染；并且在使用時，雙組分反應(yīng)速度很快，20s開始反應(yīng)，90s基本反應(yīng)完全，且根據(jù)工程需要，反應(yīng)時間可調(diào)，可有效快速治理礦井的滲漏水及涌水問題。
文檔編號C08L75/08GK102702728SQ20121000229
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者伊善科, 李紅英 申請人:北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司