本发明涉注浆材料,具体涉及低温矿用煤岩体加固注浆材料及其制备方法。
背景技术:
1、低温矿用煤岩体加固注浆材料的应用主要是在一些低温条件下需要加固煤岩体的场合,例如矿山的开采和隧道工程等。这些材料可以用于加固松散的煤岩体,提高其抗压、抗拉和抗剪切强度,从而保证工程的安全性和稳定性。此外,低温矿用煤岩体加固注浆材料还可以用于堵漏、防渗等工程,例如矿山的地下水治理、隧道工程的防水等。这些材料可以有效地封堵漏洞和裂缝,防止地下水的渗透和侵蚀,提高工程的耐久性和安全性。现有的矿用聚氨酯加固注浆材料在注浆时会聚热,发生烧心的现象,且在低温环境下流动性会变差,会影响注浆材料的可灌性和施工性能。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供低温矿用煤岩体加固注浆材料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、本发明解决技术问题采用如下技术方案:
3、本发明提供了低温矿用煤岩体加固注浆材料,其特征在于,按重量份计,包括以下原料:
4、多异氰酸酯20~40份、聚醚多元醇80~100份、催化剂0.2~0.5份、改性硅藻土10~20份、苯二甲酸二丁酯1~5份、溶剂10~30份、阻燃剂0.5~2份。
5、作为本发明进一步的技术方案,按重量份计,包括以下原料:
6、多异氰酸酯25份、聚醚多元醇85份、催化剂0.3份、改性硅藻土13份、苯二甲酸二丁酯3份、溶剂15份、阻燃剂0.8份。
7、作为本发明进一步的技术方案,所述改性硅藻土的制备方法包括:
8、准备硅藻土:获取粒径为1-5μm的硅藻土;
9、硅油溶解:将硅油溶解于有机溶剂中,所述有机溶剂为浓度为50%-70%浓度甲醇或者浓度为95%至100%乙醇等,以形成硅油溶液,其中,硅油溶液的浓度为1-10%;
10、硅藻土分散:将硅藻土加入到硅油溶液中,在转速为600~1000r/min的条件下,搅拌10-30min,使硅藻土充分分散在硅油溶液中,得到硅藻土分散液;
11、包覆反应:将硅藻土分散液进行加热,并在80℃~150℃进行搅拌,使硅油在硅藻土表面发生包覆反应,反应30~120min,形成一层疏水性的涂层;
12、分离和干燥:将包覆后的硅藻土从硅油溶液中过滤分离出来,并进行干燥处理,以去除多余的有机溶剂和水分;
13、后续处理:对干燥后的硅藻土进行研磨和筛分,以获得粒径为1-5μm的改性硅藻土。
14、作为本发明进一步的技术方案,所述硅油为甲基硅油和甲基苯基硅油中的一种。
15、作为本发明进一步的技术方案,所述硅油为甲基硅油。
16、作为本发明进一步的技术方案,所述多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯,所述聚醚多元醇为分子量为2000~2500g/mol的聚氧化丙烯二醇。
17、作为本发明进一步的技术方案,所述催化剂为有机锡催化剂和胺类催化剂中的一种或多种组合物,其中,所述胺类催化剂包括甲基二乙醇胺、所述有机锡催化剂包括二丁基二月桂酸锡。
18、作为本发明进一步的技术方案,所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种,所述阻燃剂为磷系阻燃剂,所述磷系阻燃剂包括磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯。
19、作为本发明进一步的技术方案,低温矿用煤岩体加固注浆材料的制备方法,包括以下步骤:
20、按照比例称取原料多异氰酸酯20~40份、聚醚多元醇80~100份、催化剂0.2~0.5份、改性硅藻土10~20份、苯二甲酸二丁酯1~5份、溶剂10~30份、阻燃剂0.5~2份;
21、将聚醚多元醇置于反应釜中,在100~120℃下真空干燥脱水30~60min后,冷却至室温备用;
22、将脱水后的聚醚多元醇、催化剂、改性硅藻土、苯二甲酸二丁酯和溶剂依次加入到反应釜中,在温度为10~25℃,转速为600~1000r/min的条件下,搅拌30-50min,得到混合料a;
23、将多异氰酸酯和阻燃剂混合,在温度为10~25℃,转速为600~1000r/min的条件下,搅拌30-50min,得到混合料b;将混合料a和混合料b分装待用;
24、在使用时,按比例将混合料a和混合料b混合均匀。
25、与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
26、在本发明提供了一种低温矿用煤岩体加固注浆材料,本发明的注浆材料具有良好的流动性和稳定性利于提高注浆材料的性能,并且能够有效避免聚热烧心现象的发生,且提高了注浆材料的加固性。本发明中的改性硅藻土是采用硅油对硅藻土进行包覆处理得到的,其中的硅藻土具有独特的微孔结构,可以提供较大的表面积,可以提供良好的流动性和渗透性,有利于提高材料的吸附性能和增强作用,硅藻土具有良好的热稳定性,不易分解或烧失,有利于防止聚热和烧心现象,硅藻土的加入可以改善浆液的流动性和稳定性;而甲基硅油具有良好的导热性能,可以作为导热介质,提高注浆材料的导热系数。通过硅油的加入,可以有效地传递热量,降低材料内部的温度梯度,减少热量积聚,还可以在硅藻土表面形成疏水性的涂层,提高其与聚氨酯基体的相容性,改善材料的表面性质。另外,本发明中还加入了苯二甲酸二丁酯具有较好的低温流动性,能够降低聚氨酯材料的粘度,其与改性硅藻土的协同使用能够有效提高材料的流动性,避免烧心现象的产生,还能够提高材料的稳定性和加固效果。
1.低温矿用煤岩体加固注浆材料,其特征在于,按重量份计,包括以下原料:
2.根据权利要求1所述的低温矿用煤岩体加固注浆材料,其特征在于,按重量份计,包括以下原料:
3.根据权利要求1所述的低温矿用煤岩体加固注浆材料,其特征在于,所述改性硅藻土的制备方法包括:
4.根据权利要求3所述的低温矿用煤岩体加固注浆材料,其特征在于,所述硅油为甲基硅油和甲基苯基硅油中的一种。
5.根据权利要求4所述的低温矿用煤岩体加固注浆材料,其特征在于,所述硅油为甲基硅油。
6.根据权利要求1所述的低温矿用煤岩体加固注浆材料,其特征在于,所述多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯,所述聚醚多元醇为分子量为2000~2500g/mol的聚氧化丙烯二醇。
7.根据权利要求1所述的低温矿用煤岩体加固注浆材料,其特征在于,所述催化剂为有机锡催化剂和胺类催化剂中的一种或多种组合物。
8.根据权利要求1所述的低温矿用煤岩体加固注浆材料,其特征在于,所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种,所述阻燃剂为磷系阻燃剂,所述磷系阻燃剂包括磷酸三苯酯和磷酸三甲苯酯。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的低温矿用煤岩体加固注浆材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
