本發明涉及聚氨酯領域,具體涉及煤礦用聚氨酯灌漿加固材料的制作方法。
背景技術:
我國煤炭資源十分豐富,現已探明的煤炭儲有量約為1萬億噸,位居世界第三,可采儲有量約為1145億噸,占世界總量的11.6%。隨著我國經濟持續高速發展,對能源的需求越來越大,煤炭在我國一次能源生產和消費結構中處于十分重要的地位,但是,隨著煤炭資源開采力度的加大,開采過程的不斷推移,采煤條件更加復雜,采煤環境不斷惡化,在工作過程中透水、頂板脫落、粉塵、瓦斯等災害時刻威脅著國家經濟和工人的生命安全。
因此,近年來我國灌漿加固技術得到了迅速發展,它能有效解決復雜地質條件下煤巖體加固塌方、片幫、頂板穩定性控制、滲漏水及涌水等。目前,最常用的化學灌漿加固材料可分為兩大類,一是防滲止水類,二是加固補強類。近年來應用最多的是水玻璃、聚氨酯和環氧樹脂漿材。其中聚氨酯是目前煤炭行業注漿加固材料的主力軍。聚氨酯灌漿加固材料具有以下特點:1、漿液粘度可調,具有良好的可灌性和滲透性,固結體有較高的強度,粘接力高、壓縮變形大;2、漿液的固化速度可從幾秒到幾十分鐘調節,能滿足快速搶險工程的要求;3、安全可靠,不含易燃易爆有機溶劑,不污染環境;4、通過加入阻燃劑等方法,可制成完全不燃的材料,滿足煤炭行業要求;5、注漿工藝、施工設備簡單,投入費用少。
技術實現要素:
為了解決上述問題,本發明提供一種能有效解決煤炭開采過程中出現的煤巖體塌方、冒頂、透水等嚴重問題,力學性能優異、安全可靠的煤礦用聚氨酯灌漿加固材料的制作方法。
本發明煤礦用聚氨酯灌漿加固材料的制作方法,包括以下步驟:
第一步,在干燥氮氣保護下,將聚醚多元醇、增塑劑鄰苯二甲酸二異壬酯加入到裝有攪拌器、溫度計和冷凝回流裝置的1000ml四口燒瓶中,110-120度脫水2h,當水分小于等于0.05%時,降溫至55度,加入二苯基甲烷二異氰酸酯,升溫至85度反應2h,降溫至55度,加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯,攪拌20min,用二正丁胺滴定法測定NCO含量至18%-24%后,降溫出料,得A組分;
第二步,在干燥氮氣保護下,將聚醚多元醇、交聯劑和增塑劑加入到裝有攪拌器、溫度計和冷凝回流裝置的1000ml四口燒瓶中,110-120度脫水2h,當水分小于等于0.05%時,降溫至60度,加入助劑,降溫出料,得B組分;
第三步,在21-25度、相對濕度45%-55%的條件下,取A組分于燒杯中,加入同體積的B組分,用玻璃棒攪拌10s,A、B組分混合物變透明,即得煤礦用聚氨酯灌漿加固材料。
優選地,第一步中二苯基甲烷二異氰酸酯與聚醚多元醇摩爾比為: 2.1:1。
優選地,第三步中B組分中的異氰酸酯指數為1.1-1.15。
本發明能有效解決煤炭開采過程中出現的煤巖體塌方、冒頂、透水等嚴重問題,力學性能優異、安全可靠。
具體實施方式
實施例一:
本發明煤礦用聚氨酯灌漿加固材料的制作方法,包括以下步驟:
第一步,在干燥氮氣保護下,將聚醚多元醇、增塑劑鄰苯二甲酸二異壬酯加入到裝有攪拌器、溫度計和冷凝回流裝置的1000ml四口燒瓶中,110-120度脫水2h,當水分小于等于0.05%時,降溫至55度,加入二苯基甲烷二異氰酸酯,升溫至85度反應2h,降溫至55度,加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯,攪拌20min,用二正丁胺滴定法測定NCO含量至18%-24%后,降溫出料,得A組分;
第二步,在干燥氮氣保護下,將聚醚多元醇、交聯劑和增塑劑加入到裝有攪拌器、溫度計和冷凝回流裝置的1000ml四口燒瓶中,110-120度脫水2h,當水分小于等于0.05%時,降溫至60度,加入助劑,降溫出料,得B組分;
第三步,在21-25度、相對濕度45%-55%的條件下,取A組分于燒杯中,加入同體積的B組分,用玻璃棒攪拌10s,A、B組分混合物變透明,即得煤礦用聚氨酯灌漿加固材料。
實施例二:
本發明煤礦用聚氨酯灌漿加固材料的制作方法,其特征在于,包括以下步驟:
第一步,在干燥氮氣保護下,將聚醚多元醇、增塑劑鄰苯二甲酸二異壬酯加入到裝有攪拌器、溫度計和冷凝回流裝置的1000ml四口燒瓶中,110-120度脫水2h,當水分小于等于0.05%時,降溫至55度,加入二苯基甲烷二異氰酸酯,升溫至85度反應2h,降溫至55度,加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯,攪拌20min,用二正丁胺滴定法測定NCO含量至18%-24%后,降溫出料,得A組分;
第二步,在干燥氮氣保護下,將聚醚多元醇、交聯劑和增塑劑加入到裝有攪拌器、溫度計和冷凝回流裝置的1000ml四口燒瓶中,110-120度脫水2h,當水分小于等于0.05%時,降溫至60度,加入助劑,降溫出料,得B組分;
第三步,在21-25度、相對濕度45%-55%的條件下,取A組分于燒杯中,加入同體積的B組分,用玻璃棒攪拌10s,A、B組分混合物變透明,即得煤礦用聚氨酯灌漿加固材料。
第一步中二苯基甲烷二異氰酸酯與聚醚多元醇摩爾比為: 2.1:1。
實施例三:
本發明煤礦用聚氨酯灌漿加固材料的制作方法,其特征在于,包括以下步驟:
第一步,在干燥氮氣保護下,將聚醚多元醇、增塑劑鄰苯二甲酸二異壬酯加入到裝有攪拌器、溫度計和冷凝回流裝置的1000ml四口燒瓶中,110-120度脫水2h,當水分小于等于0.05%時,降溫至55度,加入二苯基甲烷二異氰酸酯,升溫至85度反應2h,降溫至55度,加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯,攪拌20min,用二正丁胺滴定法測定NCO含量至18%-24%后,降溫出料,得A組分;
第二步,在干燥氮氣保護下,將聚醚多元醇、交聯劑和增塑劑加入到裝有攪拌器、溫度計和冷凝回流裝置的1000ml四口燒瓶中,110-120度脫水2h,當水分小于等于0.05%時,降溫至60度,加入助劑,降溫出料,得B組分;
第三步,在21-25度、相對濕度45%-55%的條件下,取A組分于燒杯中,加入同體積的B組分,用玻璃棒攪拌10s,A、B組分混合物變透明,即得煤礦用聚氨酯灌漿加固材料。
第一步中二苯基甲烷二異氰酸酯與聚醚多元醇摩爾比為: 2.1:1。
第三步中B組分中的異氰酸酯指數為1.1-1.15。
本發明能有效解決煤炭開采過程中出現的煤巖體塌方、冒頂、透水等嚴重問題,力學性能優異、安全可靠。