[发明专利]一种高韧性低放热的硅酸盐/聚氨酯原位反应复合加固材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高韧性低放热的硅酸盐/聚氨酯原位反应复合加固材料及其制备方法，属于矿用高分子材料领域。本发明加固材料由A组分(硅酸盐水溶液、反应稳定剂、促溶剂和催化剂)和B组份(多异氰酸酯、多羟基化合物、成膜助剂、降粘剂和表面活性剂)按体积比1:1反应固化得到。本发明采用多异氰酸酯对含有水玻璃的加固材料进行改性，所制得的注浆加固材料具有放热温度低、柔韧性好的优点，最高反应温度低于95℃，压缩形变可达40％。极大地提高了注浆加固材料使用过程中的安全性，确保注浆加固材料的加固效果，并且制备方法简单、容易操作，可以进一步降低加固材料的制备成本。

技术领域

本发明属于矿用高分子材料领域，具体涉及一种高韧性低放热的硅酸盐/聚氨酯原位反应复合加固材料及其制备方法。

背景技术

化学注浆加固技术中常用的加固材料是硅酸盐注浆、混凝土注浆和聚氨酯注浆加固材料。其中硅酸盐加固材料和混凝土加固材料作为较常用的建筑材料，具有取材方便、造价低、施工简单的特点，并且具有良好的固结能；但是也存在固化时间过长、脆性较大、存在较大尺寸的颗粒使其难以渗透至微小的煤岩层裂隙的缺点。而聚氨酯加固材料为反应型有机高分子材料，具有固化时间短、浆液粘度低、与煤层及岩层粘附力强、材料韧性好的优点；但由于聚氨酯注浆加固材料在反应过程放热量大，会使得材料周围的介质加速氧化，导致火灾隐患。

因此，利用硅酸盐、聚氨酯原位反应对现加固材料进行改性，优化加固材料的性能，解决现有加固材料存在的诸多问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种高韧性低放热的硅酸盐/聚氨酯原位反应复合加固材料；本发明的目的之二在于提供一种高韧性低放热的硅酸盐/聚氨酯原位反应复合加固材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种高韧性低放热的硅酸盐/聚氨酯原位反应复合加固材料，所述加固材料由等体积的A组分和B组分组成；

按重量份计，所述A组分包括：硅酸盐水溶液60～80份、反应稳定剂5～10份、促溶剂10～30份和催化剂0.1～0.8份；

按重量份计，所述B组分包括：多异氰酸酯50～80份、多羟基化合物5～30份、成膜助剂0.5～5份、降粘剂10～30份和表面活性剂1～5份。

优选的，所述硅酸盐水溶液的波美度为30～50、模数为2.0～3.5。

优选的，所述硅酸盐水溶液包含但不限于硅酸钠水溶液或硅酸钾水溶液。

优选的，所述反应稳定剂为棕榈油多元醇、环氧树脂、硅氧烷或松香酯多元醇中的任意一种或几种。

优选的，所述促溶剂为液体石蜡、聚乙烯或硬脂酸单甘油酯中的任意一种或几种。

优选的，所述催化剂为二甲基乙醇胺、三甲基羟乙基丙二胺或异丙醇胺中的任意一种或几种。

优选的，所述多异氰酸酯为多甲苯二异氰酸酯、亚甲基多苯基异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种。

优选的，所述多羟基化合物中含有两个或两个以上的羟基。

优选的，所述多羟基化合物为淀粉、蔗糖或乙二醇中的任意一种或几种。

优选的，所述成膜助剂为苯甲醇、十二碳醇酯或丙二醇苯醚中的任意一种或几种。

优选的，所述降粘剂为芳烃溶剂油、二甲苯或二甲基甲酰胺中的任意一种或几种。

优选的，所述表面活性剂为有机硅系的非离子型表面活性剂。

优选的，所述非离子表面活性剂为DC-3042、DC-4020或B-8409中的任意一种。