[發明專利]一種煤礦注漿加固材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110525022.X
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113087869B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 郝宇;劉忠全
• 申請（專利權）人: 重慶工程職業技術學院
• 主分類號: C08G18/16
• 分類號: C08G18/16;C08G18/18;C08G18/24;C08G18/32;C08G18/40;C08G18/48;C08G18/58;C08G18/66;C08K3/34;C08K5/3492;C08K7/08;C08K7/26;C08K9/04;C08L79/08
• 代理公司: 鄭州旭揚知識產權代理事務所(普通合伙) 41185
• 代理人: 程文霞

本發明公開一種煤礦注漿加固材料，涉及新材料技術領域，該材料由以下重量份數的原料制成：聚醚多元醇100份、環氧樹脂5?8份、1，4?丁二醇1?2份、復合催化劑1.5?2份、無機填料3?5份、水5?6份、復合溶劑4?5份、緩凝劑0.1?0.2份、阻燃劑15?18份、異氰酸酯指數1.15。該材料力學性能優異，阻燃效果顯著。

技術領域

本發明涉及新材料技術領域，尤其是涉及一種煤礦注漿加固材料及其制備方法。

背景技術

由于我國地質條件復雜，煤礦開采施工的過程中，巖體裂縫、巷道頂板或工作面冒頂、巷道圍巖破碎以及水害等情況層出不窮，極大的影響作業人員的安全生產和煤礦開采效率，因此井下煤巖加固至關重要。目前最常用的加固方法是煤礦注漿加固，通過注漿設備，將黏度較低的漿液注入需要加固的圍巖的裂縫或者是松散的巖體中，漿液以充填、滲透等方式，驅走巖體裂縫中的水分或空氣，然后實現粘結凝固，從而使破碎的巖體粘結為一個連續完整的受力體，大大提高了被加固結構的承載力以及防滲等作用，從而達到加固修復的目的。

目前常用的注漿加固材料有水泥漿料、水玻璃類注漿材料以及高分子注漿材料等，高分子注漿材料包括環氧樹脂類注漿材料、丙烯酰胺類注漿材料以及聚氨酯類注漿材料等，聚氨酯類注漿材料進入結構裂縫或巖體裂縫中之后，在縫隙內交聯固化，從而形成固結體，若裂縫中含有水分時，漿液還與水發生發泡反應，釋放出大量的二氧化碳，一方面會對漿液形成一定的壓力，使其進入更細小的裂縫中，從而使固結體抗壓抗滲性能更優異，同時發泡后漿液結構膨脹，填充加固更加密實，加固效果更好。基于上述原因，聚氨酯類注漿材料的綜合性能優異，是目前研究最多的加固注漿材料，目前聚氨酯類注漿材料研究比較多的方面集中在提高力學性能、提高阻燃性能等方面。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種煤礦注漿加固材料，該材料力學性能優異，阻燃效果顯著。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種煤礦注漿加固材料，由以下重量份數的原料制成：聚醚多元醇100份、環氧樹脂5-8份、1，4-丁二醇1-2份、復合催化劑1.5-2份、無機填料3-5份、水5-6份、復合溶劑4-5份、緩凝劑0.1-0.2份、阻燃劑15-18份、異氰酸酯指數1.15。

進一步的，所述復合催化劑為二丁基二月桂酸錫和三乙醇胺按重量比為2：1混合而成。

進一步的，所述無機填料為納米蒙脫土和納米二氧化硅按重量比1：1混合而成。

進一步的，所述復合溶劑為丙酮和環己烷按重量比1：1-2混合而成。

進一步的，所述緩凝劑為甲苯磺酰氯和磷酸按重量比1:1組成的混合物。

進一步的，所述阻燃劑為水鎂石纖維、聚酰亞胺纖維和三聚氰胺按重量比1-2：1：1混合而成。

進一步的，阻燃劑在使用前經過改性處理，改性方法是：將磷酸酯偶聯劑配置成1.5%乙醇水溶液，調節pH為5.0，將水鎂石纖維和聚酰亞胺纖維低溫烘干后浸漬在磷酸酯偶聯劑溶液中1-1.5h，之后50-60℃低溫烘干，然后與三聚氰胺充分混合，所述磷酸酯偶聯劑的重量與水鎂石纖維和聚酰亞胺纖維總量比為1-2：100。

一種煤礦注漿加固材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）聚醚多元醇脫水后，65℃下加入異氰酸酯，升溫至80℃攪拌反應1.5-2h，出料；

（2）加入其他成分，混合反應5min，得產品。

本發明的有益效果是：

1、本發明公開一種煤礦注漿加固材料，通過對該材料的配方進行優化調整，最終制備的加固材料抗壓強度在8.1-8.5MPa，力學性能優異，阻燃效果顯著。