[發(fā)明專利]一種阻燃穩(wěn)定型聚氨酯加固材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810306607.0
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108359073A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙建平;蔣益
• 申請（專利權(quán)）人: 趙建平
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08K9/10;C08K7/28;C08K9/04;C08K3/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種阻燃穩(wěn)定型聚氨酯加固材料的制備方法，屬于加固材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明技術(shù)方案采用泥炭為原料，提取改性材料并對硅溶膠表面進行接枝改性，實現(xiàn)非有機溶劑中對納米二氧化硅的表面接枝，通過分散改性材料的接枝改性，可進一步在硅溶膠表面連接上各種功能基團，通過形成的凝膠分散體，有效在聚氨酯材料內(nèi)部有機分散并形成三維交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高聚氨酯加固材料的力學性能，且本發(fā)明技術(shù)方案通過分散改性后的凝膠包覆制備的多孔玻璃微粉后，其凝膠發(fā)生燃燒并生成的二氧化硅灰燼在高溫燃燒形成包覆層，通過玻璃流料在高溫時的粘結(jié)和助燒作用，使二氧化硅和玻璃微粉之間發(fā)生共晶反應，生成致密保護層，從而達到阻燃、耐火的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻燃穩(wěn)定型聚氨酯加固材料的制備方法，屬于加固材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚氨酯注漿加固材料大多由黑料和白料雙組份構(gòu)成，由主劑和各類助劑復配而成，其中主劑主要包括異氰酸酯以及聚合物多元醇等，助劑則包括催化劑、擴鏈劑、阻燃劑、泡沫穩(wěn)定劑等。聚氨酯注漿加固材料漿液固化后，其對于基體結(jié)構(gòu)的加固作用機理大體可以歸結(jié)為以下幾點，包括填隙補強作用、膠結(jié)裂隙面作用、網(wǎng)絡支架作用和降低裂隙生成率作用。（1）填隙補強的作用。通過注漿設(shè)備將聚氨酯漿液壓入至巖體結(jié)構(gòu)中后，在注漿壓力的作用下，漿液填充至巖體結(jié)構(gòu)中的各條縫隙內(nèi)（在潮濕縫隙的表面，漿液遇水后會迅速反應生成CO2，產(chǎn)生二次壓力將漿液進一步壓入更深更為細小的微小裂隙中去），漿液固化后成為巖體結(jié)構(gòu)的一部分，使得原本破碎松散的巖體結(jié)構(gòu)變得更加密實，由于固結(jié)體本身具有較高的力學強度，使得破碎巖體的力學強度整體上升。（2）膠結(jié)裂隙面作用。漿液注入煤巖體裂隙后，迅速發(fā)生固化反應，生成的固結(jié)體分子結(jié)構(gòu)中含有大量的諸如脲鍵、脂鍵或醚鍵等極性基團，與巖體結(jié)構(gòu)裂隙面之間具有很強的粘結(jié)作用，裂隙面與漿液固結(jié)體之間緊密結(jié)合，阻止了裂隙的進一步發(fā)展。（3）網(wǎng)絡支架作用。聚氨酯漿液被壓入至交錯連通的巖體裂隙結(jié)構(gòu)內(nèi)，當其固化以后，填充于各條裂隙內(nèi)的漿材整體類似于一個龐大的網(wǎng)絡骨架，將原本松散破碎的巖體膠結(jié)成了一個完整的結(jié)構(gòu)體，從而提高了其承載能力。（4）降低裂隙生成率的作用。注漿后，煤巖體裂隙內(nèi)充滿了注漿材料漿液，由于材料對裂隙面的粘結(jié)作用，促使生成裂隙的難度加大，裂隙生成率大幅降低，巖體破壞機制發(fā)生了根本性變化，從而提高了圍巖體抵抗變形破壞的能力。

國內(nèi)外已經(jīng)研制出的注漿材料種類多達數(shù)十種，化學漿材中除了幾種常用的注漿材料以外，還有諸如木質(zhì)素類漿液（紙漿廢液）、甲凝漿液（主要成分為甲基丙烯酸甲酯）、糠醛樹脂類漿液以及丙強漿液（丙凝與脲醛樹脂復合注漿）等，盡管種類繁多，但由于現(xiàn)有的各類注漿材料均存在著某些性能上的缺陷，在實際應用時依然顯得差強人意。在眾多的注漿材料中，無機水玻璃類注漿材料的應用最早，來源和種類最多，而且滿足價格低廉、可注性良好和低毒或無毒性的優(yōu)點，但其力學性能遠不如有機高分子類注漿材料，應用于煤礦井下的高分子類注漿加固材料除了力學性能方面的要求以外，為保證井下的施工安全，還要求其應具備較高的阻燃性，然而現(xiàn)有的煤礦用聚氨酯注漿加固類材料往往無法同時滿足以上的所有要求，所以如何制備一種阻燃穩(wěn)定型聚氨酯加固材料是現(xiàn)有聚氨酯加固材料的重點突破口。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對聚氨酯加固材料力學性能差且阻燃性能不佳的問題，提供了一種阻燃穩(wěn)定型聚氨酯加固材料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

（1）按質(zhì)量比1:15，將泥炭與氫氧化鈉溶液攪拌混合并置于研缽中研磨分散，得研磨漿液并超聲分散，得分散液并置于75～80℃下水浴加熱3～5h，靜置冷卻至室溫，離心分離，收集上層清液并調(diào)節(jié)pH至2.5，真空冷凍干燥并收集干燥顆粒，改性顆粒；

（2）按重量份數(shù)計，分別稱量45～50份硅溶膠、25～30份去離子水、10～15份改性顆粒和25～30份質(zhì)量分數(shù)25％乙醇溶液置于三口燒瓶中，再在65～75℃下水浴加熱20～24h，靜置冷卻至室溫，得凝膠液；