[发明专利]一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料及其制备方法

说明书

一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料及其制备方法，属于煤矿加固材料技术领域，所述煤矿加固材料由A组分和B组分按体积比1:1制得。其中A组分含有10‑70份的植物油多元醇、20‑80份的聚醚多元醇、5‑15份的阻燃剂、0.1‑3份催化剂及1‑10份的助剂。B组包含70‑100份聚合MDI和0‑30份的阻燃剂。本发明的优点在于：(1)本发明通过配方设计，植物油多元醇可替代10％‑60％石化基聚醚多元醇，生产成本低、性能稳定可靠；(2)制备方法简单，体系无甲醛等有害物质释放。植物油多元醇，具有绿色、环保的优势；(3)助剂中植物油酯与阻燃剂有协同作用，对煤矿加固材料的阻燃性能、力学性能有益。

技术领域

本发明属于煤矿加固材料技术领域，具体涉及一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料及其制备方法。

背景技术

煤炭是我国的主体能源，2019年煤炭消费量占能源消费量总量的57.7％，煤炭在我国经济社会发展中发挥了重要作用。随着煤矿开采规模的扩展，煤矿开采环境越发复杂和恶化，煤矿顶板事故一直是煤矿安全生产中的重大隐患。在煤矿生产过程中，一般都要对采掘巷道中的断层、破碎带节理、软弱夹层等进行注浆加固，来避免顶板岩层的离层甚至冒顶。聚氨酯加固材料具有体系均一、凝胶快速可调、力学性能可靠等突出优点，但材料本身成本高且大量使用来自石油资源的化工原料(如聚醚多元醇)，对资源保护和有效利用带来挑战和压力。为此，煤矿加固材料领域急需一种性能可靠、成本更低、绿色环保的新型产品。

采用生物质多元醇与石油类多元醇相比，前者能耗降低23％，非可再生资源消耗降低61％，向大气排放温室气体减少36％。为此，本专利期望采用来自非石油资源的化工原料——植物油多元醇，实现加固材料生产成本降低，并通过配方优化实现加固材料可靠性能。另外，采用绿色环保的原材料具有重要意义，也是加固材料发展的鼓励方向。

发明内容

本发明的目的是通过引入来自非石油资源的原材料，实现煤矿加固材料的成本降低和性能可靠，为煤矿开采提供安全、高效、环保的技术途径。通过部分来自非石油资源的原材料，通过配方的优化，制得均一稳定、性能可靠的煤矿加固材料。有望降低加固材料的生产成本，并具有绿色环保的突出特点。

本发明所述的一种利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料的组成如下：

所述利用植物油多元醇制备的煤矿加固材料由A、B双组分按体积比1:1制得。其中：

所述A组分由10-70份的植物油多元醇、20-80份的聚醚多元醇、5-15份的阻燃剂、0.1-3份催化剂及1-10份的助剂组成，优选上述A组分组成为100重量份；

所述B组分由70-100份聚合MDI和0-30份的阻燃剂组成，优选上述B组分组成为100重量份；

以上为重量份数，所述高性能煤矿加固材料异氰酸酯指数R＝0.9-1.5，优选R＝1.1-1.3。

所述聚醚多元醇为2-6官能度，分子量为300-1000；

所述植物油多元醇为2-8官能度，分子量为300-1500；

所述阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯丙基)磷酸酯、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯中的一种或几种，优选为三(2-氯丙基)磷酸酯；

所述催化剂为胺类催化剂、有机锡类催化剂的一种或两种；

所述胺类催化剂为三乙烯二胺、N,N-二甲基环己胺、N,N,N,N,N-五甲基二亚乙基三胺、三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、三乙醇胺中的一种或几种；所述有机锡类催化剂选自辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡；

所述助剂包括稳定剂、增塑剂；