一種煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，由A組分和B組分組成,所述A組分由水玻璃和添加劑組成，所述添加劑的質(zhì)量為所述水玻璃的質(zhì)量的0.1～30％；所述B組分由異氰酸酯類物質(zhì)、調(diào)凝劑和增塑劑組成，所述調(diào)凝劑的質(zhì)量為所述異氰酸酯類物質(zhì)的質(zhì)量的0.001～15％，所述增塑劑的質(zhì)量為所述異氰酸酯類物質(zhì)的質(zhì)量的0.5～30％，A組分與B組分的體積比＝1∶10～10∶1。由于在聚氨酯注漿材料中使用了低成本的水溶性硅酸鹽材料，材料的成本較傳統(tǒng)的聚氨酯注漿加固材料大幅降低，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。同時由于使用了不燃的水溶性硅酸鹽材料，材料的阻燃性能提高，更適用于煤礦井下的應(yīng)用。
【專利說明】一種煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦注漿加固材料，特別是一種煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，能源危機的出現(xiàn)促使煤礦開采業(yè)加速發(fā)展，對礦井的生產(chǎn)效率提出了更高的要求。大的斷裂帶、破碎松散圍巖區(qū)、裂隙發(fā)育帶、動壓增大下冒頂?shù)葘е碌V難頻發(fā)，對井下工人的生命、生產(chǎn)安全造成了巨大的威脅。通過灌注化學漿液到煤巖體中，對煤巖體進行加固可以提高煤巖體的整體性。聚氨酯注漿材料由于具有一定的彈塑性，受載后可以產(chǎn)生一定的壓縮變形但不會脆裂，仍是一個完整的整體，對煤巖體的加固效果較好。
[0003]傳統(tǒng)的聚氨酯注漿材料(如CN94111334.5聚氨酯類注漿材料及其制作工藝)都是基于聚異氰酸酯和聚酯多元醇/聚醚多元醇的反應(yīng)，有機原材料高的價格限制了其在煤礦加固領(lǐng)域的應(yīng)用。同時材料的易燃性為其應(yīng)用增加了安全隱患。這些都限制了傳統(tǒng)聚氨酯材料在煤礦注漿加固領(lǐng)域的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種固化時間短，抗壓強度、抗拉強度和黏結(jié)強度高的煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，由A組分和B組分組成，所述A組分由水玻璃和添加劑組成，所述添加劑的質(zhì)量為所述水玻璃的質(zhì)量的0.1~30% ;所述B組分由異氰酸酯類物質(zhì)、調(diào)凝劑和增塑劑組成，所述調(diào)凝劑的質(zhì)量為所述異氰酸酯類物質(zhì)的質(zhì)量的0.001~15%，所述增塑劑的質(zhì)量為所述異氰酸酯類物質(zhì)的質(zhì)量的0.5~30%，A組分與B組分的體積比=I: 10~10:1。
[0006]一種煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，由A組分和B組分組成，所述A組分由偏鋁酸堿金屬鹽、水玻璃和添加劑組成，所述添加劑的質(zhì)量為所述水玻璃的質(zhì)量的0.1~30%,所述偏招酸堿金屬鹽的質(zhì)量為所述水玻璃的質(zhì)量的10~40% ;所述B組分由異氰酸酯類物質(zhì)、調(diào)凝劑和增塑劑組成，所述調(diào)凝劑的質(zhì)量為所述異氰酸酯類物質(zhì)的質(zhì)量的
0.001~15%，所述增塑劑的質(zhì)量為所述異氰酸酯類物質(zhì)的質(zhì)量的0.5~30%，A組分與B組分的體積比=1: 10~10:1。
[0007]上述煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，所述異氰酸酯類物質(zhì)為異氰酸酯、異氰酸酯預(yù)聚物或異氰酸酯和異氰酸酯預(yù)聚物的混合物。
[0008]上述煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，所述異氰酸酯為下述物質(zhì)中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物:
[0009](I) 二苯基甲烷二異氰酸酯；
[0010](2)環(huán)己基二異氰酸酯；
[0011](3)多亞甲基多苯基異氰酸酯；
[0012](4)萘二異氰酸酯；
[0013](5)甲基環(huán)己基二異氰酸酯；
[0014](6) 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯；
[0015](7)己二異氰酸酯；
[0016](8)異佛爾酮二異氰酸酯；
[0017]所述異氰酸酯預(yù)聚物為下述物質(zhì)中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物:
[0018](a) 二苯基甲烷二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1000~2000 ；
[0019](b)環(huán)己基二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為500~1500 ；
[0020](c)多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1500~4000 ；
[0021](d)萘二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1200~4000 ；
[0022](e)甲基環(huán)己基二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為900~3000 ；
[0023](f) 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1500~3000 ；
[0024](g)己二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為900~2000 ；
[0025](h)異佛爾酮二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1200~4000。
[0026]上述煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，所述添加劑由甲組分和/或乙組分組成，甲組分為乙二醇、丙三醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚醚胺中的一種或多種，乙組分為粉狀氧化鋅和/或粉狀氧化銅。
[0027]上述煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，聚醚多元醇為下述物質(zhì)中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物:
[0028](I)以木糖醇為起始劑、羥值為300~360mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚；
[0029](2)以麥芽糖為起始劑、羥值為320~380mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚；
[0030](3)以果糖為起始劑、羥值為300~340mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚；
[0031](4)以葡萄糖為起始劑、羥值為320~360mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚；
[0032]聚醚胺為下述物質(zhì)中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物:
[0033](5)以乙烯醇丁二胺為起始劑、胺值為340~380mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚胺；
[0034](6)以乙烯醇丁三胺為起始劑、胺值為340~380mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚胺；
[0035] (7)以乙烯醇丁四胺為起始劑、胺值為340~380mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚胺。
[0036]上述煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，所述調(diào)凝劑為硅油、改性硅油、PC-41、DMP-30、脂肪族羧酸鋰鹽、芳香族羧酸鋰鹽、叔胺類催化劑和有機金屬類催化劑中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物。
[0037]上述煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，所述水玻璃為鈉水玻璃、鉀水玻璃和鋰水玻璃中的任意一種、任意兩種或三種，所述水玻璃的模數(shù)為1.8~3.0，所述水玻璃在20°C時的粘度為200~500mPa.S。
[0038]上述煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，所述偏鋁酸堿金屬鹽為偏鋁酸鈉或偏鋁酸鉀或偏鋁酸鈉和偏鋁酸鉀的混合物。
[0039]上述煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，所述增塑劑為磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯和亞磷酸酯中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物。
[0040]本發(fā)明的有益效果是:
[0041]1.由于本發(fā)明煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料采用低成本的水溶性硅酸鹽作為材料的組成部分，與傳統(tǒng)的聚氨酯注漿加固材料相比，材料成本有了大幅度的降低，使得本發(fā)明具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
[0042]2.由于水溶性硅酸鹽為不可燃材料，在加固材料中加入水溶性硅酸鹽使得加固材料的阻燃性能得到了提高，從而使加固材料更適用于煤礦井下環(huán)境。
[0043]3.水溶性硅酸鹽可與聚異氰酸酯發(fā)生固化反應(yīng)，而通過配比的調(diào)整以及調(diào)凝劑、增塑劑和添加劑的摻入，改善了材料的可操作性能及力學性能，使加固材料滿足煤礦井下注漿加固的需要。
[0044]4.偏鋁酸堿金屬鹽的加入可以提高本發(fā)明煤礦加固巖體用雙組份注漿材料硬化后的抗壓強度和抗彎強度 ，明顯改善硬化后的加固材料的使用性能。

【具體實施方式】
[0045]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。
[0046]實施例1.
[0047]A 組分:
[0048]鈉水玻璃，模數(shù)為2.5，20°C時的粘度為300mPa.S，密度:1.55g/cm3。B組分:
[0049]多亞甲基多苯基異氰酸酯，其異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為30~35%，20°C時的粘度:200mPa.s,密度:1.22g/cm3。
[0050]使用時A組分和B組分按體積比1:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0051]本實施例的材料的固化時間為15分鐘(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 20MPa、彎曲強度≥8MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0052]實施例2.
[0053]A 組分:
[0054]鉀水玻璃，模數(shù)為2.3，20°C時的粘度為280mPa*s，密度為1.50g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為85% ；
[0055]乙二醇，其所占A組分總質(zhì)量百分比為10%，密度1.12g/cm3 ；
[0056]丙三醇，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5%。
[0057]B 組分:
[0058]多亞甲基多苯基異氰酸酯，多亞甲基多苯基異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為30~35%，20°C時的粘度為200mPa.s，密度為1.22g/cm3，多亞甲基多苯基異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為70% ；
[0059]多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1500~4000，多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為8%，40°C時的粘度為3000mPa*s，密度為1.20g/cm3，多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為25% ；
[0060]磷酸三丁酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5%。
[0061]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比1:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0062]本實施例的材料的固化時間為2分10秒(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 22MPa、彎曲強度≥IlMPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0063]實施例3.
[0064]A 組分:
[0065]鈉水玻璃，模數(shù)為2.5，20°C時的粘度為300mPa*s，密度為1.55g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為80% ；
[0066]以木糖醇為起始劑，羥值為300~360mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷聚醚，密度為1.04g/cm3,其所占A組分總質(zhì)量百分比為20 %。
[0067]B 組分:
[0068]多亞甲基多苯基異氰酸酯，多亞甲基多苯基異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為30~35%，20°C時的粘度為200mPa.s，密度為1.22g/cm3，多亞甲基多苯基異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為70% ；
[0069]多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1500~4000，多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為8%，40°C時的粘度為3000mPa*s，密度為1.20g/cm3，多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為25% ；
[0070]磷酸三丁酯，其所B組分總占質(zhì)量百分比為5%。
[0071]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比1:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0072]本實施例的材料的固化時間為2分鐘(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 24MPa、彎曲強度≥12MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0073]實施例4.
[0074]A 組分:
[0075]鋰水玻璃，模數(shù)為3.0，20°C時的粘度為10mPa *s，密度為1.16g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為70% ；
[0076]偏鋁酸鈉，其所占A組分總質(zhì)量百分比為20% ；
[0077]以麥芽糖為起始劑，羥值為320~380mgK0H/g的聚環(huán)氧丙烷聚醚，密度為1.06g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為10%。
[0078]B 組分:
[0079]環(huán)己基二異氰酸酯，環(huán)己基二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為40~50%，20°C時的粘度為SmPa.S，密度為1.21g/cm3，環(huán)己基二異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為70% ；
[0080]環(huán)己基二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為500~1500，環(huán)己基二異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為6%，40°C時的粘度為2000mPa*s，密度為1.32g/cm3，環(huán)己基二異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為20% ；
[0081]硅油，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0082]磷酸三苯酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5%。
[0083]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比2:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0084]本實施例的材料的固化時間為I分30秒(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 36MPa、彎曲強度≥13MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0085]實施例5.
[0086]A 組分:
[0087]鈉水玻璃，模數(shù)為2.5，20°C時的粘度為300mPa*s，密度為1.55g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為75% ；
[0088]偏鋁酸鉀，其所占A組分總質(zhì)量百分比為10% ；
[0089]以葡萄糖為起始劑，羥值為320~360mgK0H/g的聚環(huán)氧丁烷聚醚，密度為1.0Sg/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為10% ；
[0090]以乙烯醇丁三胺為起始劑，胺值為340~380的聚環(huán)氧乙烷聚醚胺，密度為1.06g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0091]B 組分:
[0092]萘二異氰酸酯，萘二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為36~42%，20°C時的粘度為15mPa.S，密度為1.45g/cm3，萘二異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為70% ；
[0093]萘二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1200~4000，萘二異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為8%，40°C時的粘度為3000mPa*s，密度為1.52g/cm3，萘二異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為20% ；
[0094]DMP-30，其所占B組分總質(zhì)量百分比為6% ；
[0095]亞磷酸三苯酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為4%。
[0096]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比1:2通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0097]本實施例的材料的固化時間為I分40秒(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 45MPa、彎曲強度≥18MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0098]實施例6.
[0099]A 組分:
[0100]鉀水玻璃，模數(shù)為2.3，20°C時的粘度為280mPa*s，密度為1.50g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為65% ；
[0101]偏鋁酸鈉，其所占A組分總質(zhì)量百分比為18% ；
[0102]以五甲基二乙烯三胺為起始劑，胺值為360~400mgK0H/g的聚環(huán)氧丙烷聚醚胺，密度為1.02g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為17%。
[0103]B 組分:
[0104]甲基環(huán)己基二異氰酸酯，甲基環(huán)己基二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為45~50%, 2011C時的粘度為7mPa.s,密度為1.06g/cm3,甲基環(huán)己基二異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為60% ；
[0105]多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1500~4000，多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為10%，40°C時的粘度為3400mPa.s，密度為1.15g/cm3，多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為25% ；
[0106]有機硅油，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5%
[0107]硅油，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0108]亞磷酸三丁酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5%。
[0109]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比3:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0110]本實施例的材料的固化時間為40秒(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 56MPa、彎曲強度≥23MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0111]實施例7.
[0112]A 組分:
[0113]鈉水玻璃，模數(shù)為2.5，20°C時的粘度為300mPa*s，密度為L 55g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為70% ；
[0114]偏鋁酸鉀，其所占A組分總質(zhì)量百分比為15% ；
[0115]氧化鋅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0116]丙三醇，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0117]以木糖醇為起始劑、羥值為300~360mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5%。
[0118]B 組分:
[0119]二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為30~35%, 20°C時的粘度為12mPa *s,密度為1.06g/cm3, 二環(huán)己基甲燒二異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為40% ；
[0120]己二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為900~2000，己二異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為6%，40°C時的粘度為2400mPa*s，密度為1.15g/cm3，己二異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為30% ；
[0121]有機硅油，其所占B組分總質(zhì)量百分比為10% ；
[0122]磷酸三苯酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0123]亞磷酸三丁酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為15%。
[0124]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比4:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0125]本實施例的材料的固化時間為20秒(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 64MPa、彎曲強度≥22MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0126]實施例8.
[0127]A 組分:
[0128]鋰水玻璃，模數(shù)為3.0，20°C時的粘度為10mPa *s，密度為1.16g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為60% ；
[0129]偏鋁酸鉀，其所占A組分總質(zhì)量百分比為12% ；
[0130]偏鋁酸鈉，其所占A組分總質(zhì)量百分比為10% ；
[0131]氧化銅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為3% ；
[0132]氧化鋅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為2% ；
[0133]以木糖醇為起始劑、羥值為300~360mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚，其所占A組分總質(zhì)量百分比為8% ；
[0134]丙三醇，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5%。
[0135]B 組分:
[0136]二苯基甲烷二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為30~35%，20°C時的粘度為600mPa.s，密度為1.25g/cm3，二苯基甲烷二異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為35% ；
[0137]異佛爾酮二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1200~4000，異佛爾酮二異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為10%，40°C時的粘度為3500mPa*s，密度為1.12g/cm3，異佛爾酮二異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為40% ；
[0138]有機硅油，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0139]二丁基二甲氧基錫，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5%
[0140]磷酸三苯酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0141]PC-41，其所占B組分總質(zhì)量百分比為10%。
[0142]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比1:4通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0143]本實施例的材料的固化時間為40秒(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 58MPa、彎曲強度≥25MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0144]實施例9.
[0145]A 組分:
[0146]鋰水玻璃，模數(shù)為3.0，20°C時的粘度為10mPa *s，密度為1.16g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為60% ；
[0147]偏鋁酸鉀，其所占A組分總質(zhì)量百分比為12% ；
[0148]偏鋁酸鈉，其所占A組分總質(zhì)量百分比為10% ；
[0149]氧化銅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為3% ；
[0150]氧化鋅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為2% ；
[0151 ] 以乙烯醇丁三胺為起始劑，胺值為340~380的聚環(huán)氧乙烷聚醚胺，密度為1.06g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為8% ；
[0152]丙三醇，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5%。
[0153]B 組分:
[0154]二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為30~35%, 20°C時的粘度為12mPa *s,密度為1.06g/cm3, 二環(huán)己基甲燒二異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為35% ；
[0155]異佛爾酮二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1200~4000，異佛爾酮二異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為10%，40°C時的粘度為3500mPa*s，密度為1.12g/cm3，異佛爾酮二異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為35% ；
[0156]有機硅油，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0157]二丁基二甲氧基錫，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5%
[0158]磷酸三苯酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0159]亞磷酸三丁酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0160]DMP-30，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0161 ] 硬脂酸鋰，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5 %。
[0162]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比6:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0163]本實施例的材料的固化時間為10秒(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 76MPa、彎曲強度≥30MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0164]實施例10.
[0165]A 組分:
[0166]鈉水玻璃，模數(shù)為2.5，20°C時的粘度為300mPa*s，密度為1.55g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為60% ；
[0167]偏鋁酸鉀，其所占A組分總質(zhì)量百分比為12% ；
[0168]偏鋁酸鈉，其所占A組分總質(zhì)量百分比為10% ；
[0169]氧化銅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為3% ；
[0170]氧化鋅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為2% ；
[0171]以葡萄糖為起始劑，羥值為320~360mgK0H/g的聚環(huán)氧丁烷聚醚，密度為1.0Sg/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0172]以乙烯醇丁三胺為起始劑，胺值為340~380的聚環(huán)氧乙烷聚醚胺，密度為1.06g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為8% ；
[0173]B 組分:
[0174]萘二異氰酸酯，萘二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為36~42%，20°C時的粘度為15mPa.S，密度為1.45g/cm3，萘二異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為30% ；
[0175]萘二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1200~4000，萘二異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為8%，40°C時的粘度為3000mPa*s，密度為1.52g/cm3，萘二異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為40% ；
[0176]硅油，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0177]二丁基二甲氧基錫，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0178]磷酸三丁酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0179]亞磷酸三苯酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0180]DMP-30，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0181]鄰苯二甲酸鋰，其所占質(zhì)量百分比為5%。
[0182]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比5:2通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0183]本實施例的材料的固化時間為16秒(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 84MPa、彎曲強度≥32MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0184]實施例11.
[0185]A 組分:
[0186]鈉水玻璃，模數(shù)為2.5，20°C時的粘度為300mPa*s，密度為1.55g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為60% ；
[0187]偏鋁酸鉀，其所占A組分總質(zhì)量百分比為12% ；
[0188]偏鋁酸鈉，其所占A組分總質(zhì)量百分比為10% ；
[0189]氧化銅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為3% ；
[0190]氧化鋅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為2% ；
[0191]以葡萄糖為起始劑，羥值為320~360mgK0H/g的聚環(huán)氧丁烷聚醚，密度為1.0Sg/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0192]以乙烯醇丁三胺為起始劑，胺值為340~380的聚環(huán)氧乙烷聚醚胺，密度為1.06g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為8% ；
[0193]B 組分:
[0194]萘二異氰酸酯，萘二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為36~42%，20°C時的粘度為15mPa. S，密度為1.45g/cm3，萘二異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為20% ；
[0195]二苯基甲烷二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1000~2000，二苯基甲烷二異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為10%，4(TC時的粘度為3600mPa.s，密度為
1.36g/cm3，二苯基甲烷二異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為50% ；
[0196]硅油，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0197]二丁基二甲氧基錫，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0198]亞磷酸三苯酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為10% ；
[0199]DMP-30，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0200]鄰苯二甲酸鋰，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5%。
[0201]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比3:2通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0202]本實施例的材料的固化時間為16秒(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 78MPa、彎曲強度≥30MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0203]實施例12.
[0204]A 組分:
[0205]鈉水玻璃，模數(shù)為2.5，20°C時的粘度為300mPa*s，密度為1.55g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為30% ；
[0206]鉀水玻璃，模數(shù)為2.3，20°C時的粘度為280mPa*s，密度為1.50g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為30% ；
[0207]偏鋁酸鉀，其所占A組分總質(zhì)量百分比為12% ；
[0208]偏鋁酸鈉，其所占A組分總質(zhì)量百分比為10% ；
[0209]氧化銅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0210]以麥芽糖為起始劑，羥值為320~380mgK0H/g的聚環(huán)氧丙烷聚醚，密度為1.06g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0211]以乙烯醇丁三胺為起始劑，胺值為340~380的聚環(huán)氧乙烷聚醚胺，密度為1.06g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為8% ；
[0212]B 組分:
[0213]二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為30~35%, 20°C時的粘度為12mPa *s,密度為1.06g/cm3, 二環(huán)己基甲燒二異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為30% ；
[0214]萘二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1200~4000，萘二異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為8%，40°C時的粘度為3000mPa*s，密度為1.52g/cm3，萘二異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為40% ；
[0215]硅油，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0216]二丁基二甲氧基錫，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0217]磷酸三丁酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0218]亞磷酸三苯酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0219]DMP-30，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0220]鄰苯二甲酸鋰，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5%。
[0221]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比2:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0222]本實施例的材料的固化時間為25秒(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 72MPa、彎曲強度≥28MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0223]實施例13.
[0224]A 組分:
[0225]鈉水玻璃，模數(shù)為2.5，20°C時的粘度為300mPa*s，密度為1.55g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為30% ；
[0226]鉀水玻璃，模數(shù)為2.3，20°C時的粘度為280mPa*s，密度為1.50g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為30% ；
[0227]偏鋁酸鉀，其所占A組分總質(zhì)量百分比為12% ；
[0228]偏鋁酸鈉，其所占A組分總質(zhì)量百分比為10% ；
[0229]氧化銅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為2% ；
[0230]氧化鋅，其所占A組分總質(zhì)量百分比為3% ；
[0231]以葡萄糖為起始劑，羥值為320~360mgK0H/g的聚環(huán)氧丁烷聚醚，密度為1.0Sg/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0232]以乙烯醇丁三胺為起始劑，胺值為340~380的聚環(huán)氧乙烷聚醚胺，密度為1.06g/cm3，其所占A組分總質(zhì)量百分比為8% ；
[0233]B 組分:
[0234]萘二異氰酸酯，萘二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為36~42%，20°C時的粘度為15mPa.S，密度為1.45g/cm3，萘二異氰酸酯所占B組分總質(zhì)量百分比為20% ；
[0235]多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1500~4000，多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為8%，40°C時的粘度為3000mPa*s，密度為1.20g/cm3，多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為20% ；
[0236]己二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為900~2000，己二異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為6%，40°C時的粘度為2400mPa*s，密度為1.15g/cm3，己二異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為20% ；
[0237]異佛爾酮二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1200~4000，異佛爾酮二異氰酸酯的預(yù)聚物中異氰酸酯的含量(質(zhì)量百分比)為10%，40°C時的粘度為3500mPa*s，密度為1.12g/cm3，異佛爾酮二異氰酸酯的預(yù)聚物所占B組分總質(zhì)量百分比為10% ；
[0238]硅油，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0239]二丁基二甲氧基錫，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0240]磷酸三丁酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0241]亞磷酸三苯酯，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ；
[0242]DMP-30，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5% ;
[0243]鄰苯二甲酸鋰，其所占B組分總質(zhì)量百分比為5%。
[0244]A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比5:2通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0245]本實施例的材料的固化時間為20秒(20°C時)，硬化體的抗壓強度> 86MPa、彎曲強度≥32MPa【依據(jù)GB/T 2567-2008測試】。
[0246]上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明創(chuàng)造所作的舉例，而并非對本發(fā)明創(chuàng)造【具體實施方式】的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所引伸出的任何顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造權(quán)利要求的保護范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，其特征在于，由A組分和B組分組成，所述A組分由水玻璃和添加劑組成，所述添加劑的質(zhì)量為所述水玻璃的質(zhì)量的0.1~30%;所述B組分由異氰酸酯類物質(zhì)、調(diào)凝劑和增塑劑組成，所述調(diào)凝劑的質(zhì)量為所述異氰酸酯類物質(zhì)的質(zhì)量的0.001~15%，所述增塑劑的質(zhì)量為所述異氰酸酯類物質(zhì)的質(zhì)量的0.5~30%，A組分與B組分的體積比=I: 10~10: I。
2.一種煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，其特征在于，由A組分和B組分組成，所述A組分由偏鋁酸堿金屬鹽、水玻璃和添加劑組成，所述添加劑的質(zhì)量為所述水玻璃的質(zhì)量的0.1~30%,所述偏招酸堿金屬鹽的質(zhì)量為所述水玻璃的質(zhì)量的10~40% ;所述B組分由異氰酸酯類物質(zhì)、調(diào)凝劑和增塑劑組成，所述調(diào)凝劑的質(zhì)量為所述異氰酸酯類物質(zhì)的質(zhì)量的0.001~15%，所述增塑劑的質(zhì)量為所述異氰酸酯類物質(zhì)的質(zhì)量的0.5~30%，A組分與B組分的體積比=I: 10~10: I。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，其特征在于，所述異氰酸酯類物質(zhì)為異氰酸酯、異氰酸酯預(yù)聚物或異氰酸酯和異氰酸酯預(yù)聚物的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，其特征在于，所述異氰酸酯為下述物質(zhì)中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物: (1)二苯基甲烷二異氰酸酯； (2)環(huán)己基二異氰酸酯； (3)多亞甲基多苯 基異氰酸酯； (4)萘二異氰酸酯； (5)甲基環(huán)己基二異氰酸酯； (6)二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯； (7)己二異氰酸酯； (8)異佛爾酮二異氰酸酯； 所述異氰酸酯預(yù)聚物為下述物質(zhì)中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物: (a)二苯基甲烷二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1000~2000 ； (b)環(huán)己基二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為500~1500； (c)多亞甲基多苯基異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1500~4000； (d)萘二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1200~4000； (e)甲基環(huán)己基二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為900~3000； (f)二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1500~3000 ； (g)己二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為900~2000； (h)異佛爾酮二異氰酸酯的預(yù)聚物，分子量為1200~4000。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，其特征在于，所述添加劑由甲組分和/或乙組分組成，甲組分為乙二醇、三乙烯二胺、丙三醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚醚胺中的一種或多種，乙組分為粉狀氧化鋅和/或粉狀氧化銅。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，其特征在于，聚醚多元醇為下述物質(zhì)中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物: (I)以木糖醇為起始劑、羥值為300~360mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚；(2)以麥芽糖為起始劑、羥值為320~380mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚； (3)以果糖為起始劑、羥值為300~340mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚； (4)以葡萄糖為起始劑、羥值為320~360mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚； 聚醚胺為下述物質(zhì)中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物: (5)以乙烯醇丁二胺為起始劑、胺值為340~380mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚胺； (6)以乙烯醇丁三胺為起始劑、胺值為340~380mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚胺； (7)以乙烯醇丁四胺為起始劑、胺值為340~380mgK0H/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，其特征在于，所述調(diào)凝劑為硅油、改性硅油、PC-41、DMP-30、脂肪族羧酸鋰鹽、芳香族羧酸鋰鹽、叔胺類催化劑和有機金屬類催化劑中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦加固煤巖體用雙組分注漿材料，其特征在于，所述水玻璃為鈉水玻璃、鉀水玻璃和鋰水玻璃中的任意一種、任意兩種或三種，所述水玻璃的模數(shù)為1.8~3.0，所述水玻璃在20°C時的粘度為200~500mPa.S。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦加固煤巖體用雙組份注漿材料，其特征在于，所述偏鋁酸堿金屬鹽為偏鋁酸鈉或偏鋁酸鉀或偏鋁酸鈉和偏鋁酸鉀的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦加固煤巖體用雙組份注漿材料，其特征在于，所述增塑劑為磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯和亞磷酸酯中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物。
【文檔編號】C04B24/12GK104177052SQ201410378564
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月2日
【發(fā)明者】滕德強, 楊春滿, 王群, 程子厚, 羅毅, 田樂, 王媛, 馬靈姬 申請人:北京中煤礦山工程有限公司