[发明专利]一种煤矿用高水含量低发热聚氨酯充填材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料合成领域，具体涉及一种煤矿用高水含量低发热聚氨酯充填材料及其制备方法；该充填材料由双液型高分子A组份和B组份注浆发泡而成，其使用时，A组份和B组份按照0.5～1.5：1的质量比混合浇注于待填充的区域；其中A组份是由聚醚或聚酯多元醇及助剂组成的组合料，B组份是由有机多异氰酸酯化合物为主体的组合料。本发明充填材料粘度低、流动性好、绿色环保具有较高的抗压强度和发泡倍率，同时发泡后，材料的高含水量这些都赋予了材料优良的承载和变形能力，有效避免在掘进过程中出现顶煤破碎及塌落等问题，而注浆过程中较低的发泡温度也明显地提高了矿下作业的安全系数。

技术领域

本发明涉及一种用于煤矿及相关行业中对煤（岩）体进行充填的材料，尤其

涉及一种煤矿用高水含量低发热聚氨酯充填材料及其制备方法。

背景技术

煤矿行业中经常出现废弃老洞、溜眼（煤仓），工作面巷道的顶板需要填充密闭，并有比较高的抗压强度；以避免巷道顶部的岩煤层松散，冒顶等问题。而现有的煤矿用聚氨酯充填材料气味大对人员造成伤害，对环境造成污染且反应温度一般超过100℃，容易引起有机聚氨酯泡沫材料的自燃，甚至瓦斯气体和煤体的爆炸，进而产生安全事故。因此，煤矿开采过程中抗压强度不够和发泡温度过高是限制聚氨酯类发泡充填材料发展的关键问题，今后需要对这些问题进行改进以提高生产的安全系数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有煤矿用聚氨酯充填材料普遍存在气味大，污染环境，抗压强度不够和发泡温度过高等问题，存在很大的安全隐患。

针对以上技术问题，本发明所采取的技术方案是：提供一种煤矿用高水含量低发热聚氨酯充填材料，由双液型高分子A组份和B组份发泡而成，使用时，A组份和B组份按照0.5～1.5：1的质量比混合浇注于待填充的区域即可。

A组份是由聚醚或聚酯多元醇及助剂组成的组合料，以重量份数计，原料组成为：

聚醚或聚酯多元醇 10～70 份

醇胺 0.1～30 份

阻燃剂 0～40 份

催化剂 0.2～4 份

发泡剂 2～30 份

乳化剂 0.5～25份

水 10～60 份

B组份是由有机多异氰酸酯化合物为主体的组合料，以重量份数计，原料组成为：

多异氰酸酯化合物 70～90份

添加剂 10～30份

所述A组分中的聚醚多元醇选用官能度不小于2，羟值为30～300mgKOH/g的聚醚多元醇中的一种或多种。聚酯多元醇为羟值50～300mgKOH/g的芳香族聚酯多元醇及改性芳香族聚酯多元醇中的一种或多种。

所述A组分中的醇胺选用甘油、三乙醇胺、1,4丁二醇，二乙醇胺，二甘醇及三甘醇中的一种或多种。

所述A组分中的阻燃剂选用TCPP、TCEP、TEP、TDCPP、三（二溴丙基）磷酸酯、四（2-氯乙基）亚乙基二磷酸酯、DMMP及DEEP中的一种或一种以上。

所述A组分中的催化剂体系由胺类催化剂与有机金属类催化剂复合而成，复配比例为1：1或1：2. 其中胺类催化剂是脂肪胺类、脂环胺类、芳香胺类和醇胺类中的一种或多种；有机金属催化剂是羧酸盐和锡、钾、铅、汞、锌、钛、铋等一种或多种。