[發明專利]一種礦用堵漏風酚脲醛發泡樹脂、復合泡沫及其制備方法

有效

• 申請號: 201410058748.7
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN104017150A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 胡相明;趙艷云;程衛民
• 申請（專利權）人: 胡相明
• 主分類號: C08G14/08
• 分類號: C08G14/08;C08J9/14;C08L61/34;C08L71/08;C08K9/06;C08K3/34;C08K7/14;E21F15/00
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技術領域

本發明涉及煤礦安全、化工領域，尤其涉及一種礦用堵漏風酚脲醛發泡樹脂、復合泡沫及其制備方法。?

背景技術

近十年來，隨著國外高分子泡沫生產技術的引進，以及本國泡沫材料的研發，有機固化泡沫堵漏技術在我國煤礦安全領域得到廣泛應用。目前，有機固化泡沫堵漏風的主要產品有羅克休、馬麗散、艾格勞尼等。主要應用范圍包括：各種廢巷、老硐室、溜煤眼、空穴的充填；漏風通道和采空區的封堵等。雖然，國內外有機固化泡沫的產品眾多，但是，按化學成分主要分為三種類型：聚氨酯泡沫、酚醛泡沫和脲醛泡沫。其中，聚氨酯泡沫的優點包括：其良好的柔韌性能承受地層運動，防震抗壓，固化后不開裂，不脫落；泡沫尺寸穩定性好，填充后無縫隙；具有極好的粘合能力，與地層可形成很強的粘合力；泡沫的細胞都是閉孔結構，密封效果好；但其也存在缺點：聚氨酯為易燃物，遇火會燃燒；燃燒產生大量有毒煙霧；發泡反應劇烈，放熱較多，發泡溫度較高；生產成本高。酚醛泡沫是由酚醛樹脂在發泡劑、固化劑、表面活性劑及其它助劑的作用下，經過聚合反應制備的閉孔硬質泡沫。目前，煤礦井下廣泛應用的羅克休泡沫就屬于此類材料，主要用于構筑防火密閉墻，充填高冒區及瓦斯鉆場廢棄空間。酚醛泡沫的優點表現在：本身難燃、低煙、抗高溫歧變；具有均勻的閉孔結構，導熱系數低，絕熱性能好；耐候性強，尺寸穩定性好，可在140℃-160℃下長期使用；酚醛泡沫的主要缺點：泡沫脆性大、易碎、掉粉；生產過程中產生大量難降解的致癌廢水；脲醛泡沫是在脲醛樹脂中加入表面活性劑、硬化劑和發泡劑等助劑，通過機械攪拌或化學發泡制備的高分子泡沫。目前浩珂偉博礦業公司生產的艾格勞尼泡沫就屬此類，主要用于工作面架后充填，上、下隅角封堵瓦斯等。脲醛泡沫的優勢表現在：質量輕，膨脹倍數高，不傳熱；生產成本低，為酚醛泡沫成本的一半；本身不燃，安全系數高；對防止瓦斯等氣體積聚、封堵裂隙防治漏風效果明顯；反應放熱溫度低；脲醛泡沫的缺點為：泡沫的強度低，承壓能力弱；反應過程中放出刺激性氣體，污染工作環境。因此，亟需開發?一種新的充填泡沫。?

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種新型酚脲醛發泡樹脂及其使用該發泡樹脂制備的復合泡沫、該復合泡沫的制備方法。?

一種酚脲醛發泡樹脂，其原料包括苯酚、脲素、多聚甲醛，三者的摩爾比為苯酚∶脲素∶多聚甲醛=1∶0.5∶3。?

一種制備所述酚脲醛發泡樹脂的方法，包括以下步驟：?

(1)、在氫氧化鋇作為催化劑的條件下，將摩爾比為苯酚∶脲素為1∶0.5的苯酚和脲素同時加入反應釜內，控制反應溫度在75℃，反應時間為3小時，其中，氫氧化鋇的摩爾量為苯酚摩爾量的0.05倍；?

(2)、將多聚甲醛分成三等分，分3次加入反應液內，每次間隔半小時，其中，多聚甲醛的摩爾量為苯酚的3倍。?

一種復合泡沫，其原料包括酚脲醛發泡樹脂、固化劑、表面活性劑、發泡劑、增韌劑、增強劑；所述固化劑的量為酚脲醛發泡樹脂質量的10-15％，所述表面活性劑的用量為酚脲醛發泡樹脂質量的3-10％，所述發泡劑的用量為酚脲醛發泡樹脂質量的5-12％，所述增韌劑的量為酚脲醛發泡樹脂質量的1-5％，所述增強劑的量為酚脲醛發泡樹脂質量的1-7％。?

進一步地，如上所述的復合泡沫，所述固化劑為鹽酸、苯磺酸、對苯磺酸中一種或幾種酸混合；所述表面活性劑為吐溫-80與硅油中的一種或幾種，所述發泡劑為環戊烷、二氯甲烷或一氟二氯乙烷中的一種或兩種，所述增韌劑為聚乙二醇600，聚乙二醇1000，聚乙二醇2000，聚乙二醇4000中的一種或幾種，所述增強劑為納米粘土和玻璃纖維中的一種或幾種，所述增強劑為經過硅烷偶聯劑進行改性的納米粘土和玻璃纖維，改性后的納米粘土和玻璃纖維與酚脲醛樹脂能夠在樹脂中分散均勻。?

一種制備所述復合泡沫的方法，包括以下步驟：?

(1)、制備組分A，首先稱取一定量的酚脲醛發泡樹脂，在該酚脲醛發泡樹脂中加入增韌劑和表面活性劑，攪拌均勻；?

(2)、制備組分B，將發泡劑、增強劑、固化劑混合并攪拌均勻；?

(3)、通過氣動雙組份泵將步驟(1)制備的組分A與步驟(2)制備的?組分B混合，并通過混合器快速攪拌均勻，由噴槍噴出制得復合泡沫。?

一種所述復合泡沫的應用，應用于煤礦井下堵漏風。?