[发明专利]煤矿用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种煤矿用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法。适用于煤矿采掘过程中的破碎煤体加固。

背景技术

在煤矿的采掘过程中，不可避免会遇到松散破碎的煤体，强度很低，稳定性差，掘进过程中极易发生片帮冒顶，为了保证开采和掘进的安全、顺利，需要对松散破碎煤体进行有效的加固。

目前，对于松散煤体主要应用聚氨酯类注浆材料进行加固，但聚氨酯类材料价格较高，另一方面，聚氨酯类材料在大量浇注时，内部反应温度较高，且容易聚热，会有发生火灾的危险，而脲醛树脂材料内部反应温度较低在60℃以下，使用脲醛树脂材料加固，在提高采矿安全性的同时节约了成本，但现有技术的脲醛树脂类注浆材料，在使用时极易发泡造成抗压强度低、韧性差，难以推广应用。本发明为了解决上述问题，设计了一种成本低、内部反应温度低、抗压强度高、韧性好的煤体加固用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤矿用改性脲醛树脂加固材料，同时提供了其简单易操作的制备方法。

本发明所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料，其特征在于，由A和B两种组分组成，

其中：

组分A由以下重量份数的组分组成：

组分B由以下重量份数的组分组成：

有机酸：     40～70份

无机酸：     1～20份

水：         20～50份

组分A与组分B的体积比为4:1。

所述的甲醛溶液质量分数为35～40%。

所述的催化剂为三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺中的一种或几种的任意比例混合。

所述的有机酸为对甲苯磺酸、柠檬酸、苹果酸中的一种或几种的任意比例混合。

所述的无机酸为盐酸、硫酸、磷酸中的一种或几种的任意比例混合。

本发明所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料的制备方法，步骤如下：

组分A的制备：

（1）将甲醛溶液、尿素和催化剂搅拌混合，升高至75～80℃，保温反应30～40min，得溶液I；

（2）向溶液I中加入三聚氰胺，升温至80～85℃，保温反应50～70min，得溶液II；

（3）向溶液II加入聚乙烯醇，升温至85～90℃，保温反应30～40min；把料温降低到40℃以下，放料装桶。

组分B的制备：

将有机酸、无机酸和水混合，室温条件下混合0.5～1小时。

使用时，直接用气动双液注浆泵混合注入煤体裂隙常温固化即可。

使用时，直接用气动三液注浆泵混合注入煤体裂隙常温固化即可。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）本发明材料通过配方设计，常温反应，固化速度可调，固结体强度高，韧性好，抗压在30mpa以上，能明显提高松散煤体支撑力；

（2）本发明材料内部反应温度较低在60℃以下；

（3）原料液粘度低，在煤岩体中渗透性好，固结体与煤体粘结性好；

（4）本发明材料用专用气动双液或三液注浆泵压注，操作简单，使用方便。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

组分A的制备：

a、将64kg37%的工业甲醛、26kg尿素和0.8kg三乙醇胺加入反应釜中，开启搅拌，把料温缓慢的升高到75℃，并在75℃料温下保温反应40min；

b、再将7.2kg三聚氰胺投入反应釜，并把料温升高到80℃，保温反应60min；

c、将3kg聚乙烯醇加入反应釜，并把料温升高到85℃，并在85℃下保温反应30min；

d、把料温降低到40℃以下，放料装桶。

组分B的制备：组分B的制备：将50kg对甲苯磺酸，2.5kg浓盐酸，47.5kg水加入反应釜，室温条件下混合1小时，抽样检测合格后出料。

组分A与组分B按照体积比A、B=4:1反应，检测产品指标如表1所示：

表1产品指标