一種耐腐蝕親水性聚氨酯復(fù)合注漿液及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐腐蝕親水性聚氨酯復(fù)合注漿液，由下列重量份的原料制成：水性聚氨酯乳液100、聚丙烯20?22、高嶺土8?10、廢舊輪胎橡膠粉5?7、納米二氧化硅0.8?1.1、癸二酸二辛酯15?17、桐油4?6、亞麻纖維9?11、樟腦0.02?0.04、水玻璃14?17，本發(fā)明將納米二氧化硅進(jìn)行有機(jī)改性后添加到原料中，能夠分散均勻不易團(tuán)聚，還添加改性廢舊輪胎橡膠粉、聚丙烯等活性改性劑，在改善了復(fù)合注漿液粘度的同時(shí)，還提高了固結(jié)體抗剪強(qiáng)度和耐腐蝕性，制得的復(fù)合注漿液強(qiáng)度高、耐熱程度高、防水堵漏效果優(yōu)且持久，具有較好的力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于煤礦煤巖體加固、防滲堵漏等工作領(lǐng)域。
【專利說明】
一種耐腐蝕親水性聚氨酯復(fù)合注漿液及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及注漿材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐腐蝕親水性聚氨酯復(fù)合注漿液及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到斷層、褶曲及裂隙發(fā)育帶等地質(zhì)構(gòu)造，煤巖體松散破碎，極易出現(xiàn)大面積冒頂和突水事故，嚴(yán)重威脅煤礦井下安全生產(chǎn)。因此，迫切需要有效的破碎煤巖體加固材料及技術(shù)，以解決這個(gè)影響煤礦安全與效益的突出問題。目前常采用注漿技術(shù)來加固破碎煤巖體，增加巷道的支護(hù)強(qiáng)度。根據(jù)注漿材料可分為水泥類與化學(xué)注漿材料兩大類。水泥類注漿材料由于固化時(shí)間長、不能注入細(xì)小的裂縫等缺點(diǎn)，不適用于煤巖體快速加固。化學(xué)注漿材料屬于有機(jī)高分子材料，具有黏度低、滲透性好、強(qiáng)度增長快、黏結(jié)強(qiáng)度高、變形性好等優(yōu)異的性能，已在煤礦、隧洞、水利水電、鐵道、市政等工程領(lǐng)域中得到較廣泛的應(yīng)用，包括聚氨酯、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂等，主要通過壓力或化學(xué)滲透作用灌入煤巖體裂隙中，能在較短的時(shí)間內(nèi)固結(jié)并達(dá)到較高的強(qiáng)度，使松散破碎圍巖膠結(jié)成連續(xù)體。其中親水性聚氨酯(PU)注漿材料與傳統(tǒng)的高分子漿液相比，具有良好的親水性、強(qiáng)滲透性以及優(yōu)異的堵動水性能，發(fā)展前景廣闊。但是，在使用中也存在固結(jié)體強(qiáng)度較低、尺寸穩(wěn)定性差、耐熱度不高、阻燃效果差等問題。
[0003]《nano_Si02/PU親水性注楽材料的制備與性能研究》一文采用納米二氧化娃(nano-Si02)對親水性HJ注漿材料進(jìn)行了改性。結(jié)果表明，與PU注漿液相比，nano-S1s/PU復(fù)合注漿液熱穩(wěn)定性得到了提高，固結(jié)體的壓縮強(qiáng)度也明顯增加。但因納米二氧化硅其尺寸小、比表面積大，在親水性聚氨酯中易團(tuán)聚，分散不均勻，需要對納米二氧化硅表面加以修飾改性再加入原料中，同時(shí)由于煤礦井下環(huán)保以及安全要求越來越高，文中制得的復(fù)合注漿其性能指標(biāo)還完全達(dá)不到以上要求，因而需要對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝和原料配比等加以改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種耐腐蝕親水性聚氨酯復(fù)合注漿液及其制作方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種耐腐蝕親水性聚氨酯復(fù)合注漿液，由下列重量份的原料制成:水性聚氨酯乳液100、聚丙烯20-22、高嶺土 8-10、廢舊輪胎橡膠粉5_7、納米二氧化硅0.8-1.1、癸二酸二辛酯15-17、桐油4-6、亞麻纖維9-11、樟腦0.02-0.04、水玻璃14-17。
[0006]所述的一種耐腐蝕親水性聚氨酯復(fù)合注漿液的制作方法，包括以下步驟:
(I)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將癸二酸二辛酯加熱煮沸，加入納米二氧化硅保持溫度攪拌1-2小時(shí)，過濾、洗滌干燥后，在零下15-20°C下冷凍3-5小時(shí)，加入樟腦研磨成粉制得有機(jī)改性納米二氧化娃； (2)將廢舊輪胎橡膠粉過200目篩，放入0.2wt%氫氧化鈉溶液中煮沸15-20分鐘，過濾干燥，加入亞麻纖維經(jīng)紫外線照射8-9小時(shí)，加入高嶺土迅速冷凍處理2-3小時(shí)，研磨得到改性廢舊輪胎橡膠粉；
(3)將水性聚氨酯乳液、聚丙烯加熱至80-90°C，在2000r/min高速攪拌下混勻，加入步驟(I)、( 2)反應(yīng)物料及其它剩余成分在1000r/min速度下攪拌10-20分鐘，最后再經(jīng)超聲研磨分散20-30分鐘，降溫出料。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明將納米二氧化硅進(jìn)行有機(jī)改性后添加到原料中，能夠分散均勻不易團(tuán)聚，還添加改性廢舊輪胎橡膠粉、聚丙烯等活性改性劑，在改善了復(fù)合注漿液粘度的同時(shí)，還提高了固結(jié)體抗剪強(qiáng)度和耐腐蝕性，制得的復(fù)合注漿液強(qiáng)度高、耐熱程度高、防水堵漏效果優(yōu)且持久，具有較好的力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于煤礦煤巖體加固、防滲堵漏等工作領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0008]—種耐腐蝕親水性聚氨酯復(fù)合注漿液，由下列重量份的原料制成:水性聚氨酯乳液100、聚丙烯20、高嶺土 8、廢舊輪胎橡膠粉5、納米二氧化硅0.8、癸二酸二辛酯15、桐油4、亞麻纖維9、樟腦0.02、水玻璃14。
[0009]所述的一種耐腐蝕親水性聚氨酯復(fù)合注漿液的制作方法，包括以下步驟:
(1)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將癸二酸二辛酯加熱煮沸，加入納米二氧化硅保持溫度攪拌1-2小時(shí)，過濾、洗滌干燥后，在零下15-20°C下冷凍3-5小時(shí)，加入樟腦研磨成粉制得有機(jī)改性納米二氧化娃；
(2)將廢舊輪胎橡膠粉過200目篩，放入0.2wt%氫氧化鈉溶液中煮沸15-20分鐘，過濾干燥，加入亞麻纖維經(jīng)紫外線照射8-9小時(shí)，加入高嶺土迅速冷凍處理2-3小時(shí)，研磨得到改性廢舊輪胎橡膠粉；
(3)將水性聚氨酯乳液、聚丙烯加熱至80-90°C，在2000r/min高速攪拌下混勻，加入步驟(I)、( 2)反應(yīng)物料及其它剩余成分在1000r/min速度下攪拌10-20分鐘，最后再經(jīng)超聲研磨分散20-30分鐘，降溫出料。
[0010]使用本發(fā)明生產(chǎn)的親水性聚氨酯復(fù)合注漿液的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)如下:
(1)與水反應(yīng)所得的固結(jié)體的壓縮強(qiáng)度為2.24MPa，遇水膨脹率為111%;
(2)最大熱分解溫度為420°C，殘留質(zhì)量為5.1%;
(3)黏度為980mPa.s，凝膠時(shí)間為50s。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐腐蝕親水性聚氨酯復(fù)合注漿液，其特征在于，由下列重量份的原料制成:水性聚氨酯乳液100、聚丙烯20-22、高嶺土 8-10、廢舊輪胎橡膠粉5-7、納米二氧化硅0.8-1.1、癸二酸二辛酯15-17、桐油4-6、亞麻纖維9-11、樟腦0.02-0.04、水玻璃14-17。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕親水性聚氨酯復(fù)合注漿液的制作方法，其特征在于包括以下步驟: (1)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將癸二酸二辛酯加熱煮沸，加入納米二氧化硅保持溫度攪拌1-2小時(shí)，過濾、洗滌干燥后，在零下15-20°C下冷凍3-5小時(shí)，加入樟腦研磨成粉制得有機(jī)改性納米二氧化娃； (2)將廢舊輪胎橡膠粉過200目篩，放入0.2wt%氫氧化鈉溶液中煮沸15-20分鐘，過濾干燥，加入亞麻纖維經(jīng)紫外線照射8-9小時(shí)，加入高嶺土迅速冷凍處理2-3小時(shí)，研磨得到改性廢舊輪胎橡膠粉； (3)將水性聚氨酯乳液、聚丙烯加熱至80-90°C，在2000r/min高速攪拌下混勻，加入步驟(I)、( 2)反應(yīng)物料及其它剩余成分在1000r/min速度下攪拌10-20分鐘，最后再經(jīng)超聲研磨分散20-30分鐘，降溫出料。
【文檔編號】C08L19/00GK106046753SQ201610559145
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月18日
【發(fā)明人】喬啟信, 金自海
【申請人】安徽朗凱奇建材有限公司