[发明专利]一种聚氨酯注浆加固材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种聚氨酯注浆加固材料及其制备方法，在不影响原有聚氨酯注浆加固材料性能的基础上，显著降低聚氨酯加固材料固化过程的反应温度，本发明提供的一种聚氨酯注浆加固材料中添加了恒温添加剂，恒温添加剂具有自吸热、高储能和高导热的特性，可以在聚氨酯固化放热时吸收大量的热，降低反应蓄热；本发明提供一种聚氨酯注浆加固材料的制备方法简单，安全环保，易于实现工业化，具有广阔的发展前景。

技术领域

本发明属于注浆加固技术领域，具体涉及一种聚氨酯注浆加固材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯注浆加固材料因其良好的力学性能、固化时间、耐候性和可调节的粘度，而被广泛用于煤岩体加固中。但聚氨酯固化过程放热，不加以控制的话容易产生热量积聚，导致局部升温迅速，尤其是在煤矿井下特殊环境中，极易引发安全事故。针对现有聚氨酯注浆材料在使用过程中由于放热多，蓄热快导致的自燃、烧芯等频频引发的安全事故。正在修改的新行业标准AQ 1089—2011对有机类加固材料提出了新的要求：最高反应温度低于100℃，且压缩强度不低于40MPa。因此，亟需开发一种低蓄热的聚氨酯注浆加固材料，在降低材料最高反应温度的同时确保材料强度性能。

相变材料在环境与自身存在温差时，可以吸收/放出热量，且材料的温度几乎保持不变，在航天、建筑、服装、制冷设备等领域具有广泛应用。有机相变材料是其中的一种，具有固体成型好、不易发生相分离及过冷现象、腐蚀性较小、性能稳定等优点。但有机材料还存在导热性低，发生相变时易泄露等问题，将其与碳材料复合，可以弥补不足，得到性能更好、更适合于应用的相变储能材料。利用相变材料和碳材料的特性，将两种材料复合，并作为恒温添加剂引入聚氨酯加固材料中，为降低其反应蓄热提供了新思路。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种聚氨酯注浆加固材料及其制备方法；旨在不影响原有聚氨酯注浆加固材料性能的基础上，能显著降低聚氨酯加固材料固化过程的反应温度，从而避免局部过热导致火灾的发生。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚氨酯注浆加固材料，由A组分和B组分组成，其中，所述A组分包括以下以重量份数的物质：

所述B组分包括以下以重量份数的物质：

多异氰酸酯 40-80份

稀释剂 5-20份

进一步的，所述恒温添加剂包括有机相变储能材料以重量份数计60～80份和导热碳材料以重量份数计20-40份，将所述有机相变储能材料和所述导热碳材料混合研磨，冷却至室温后即可得到恒温添加剂。

进一步的，所述有机相变储能材料为氯化聚乙烯，聚乙烯醇，聚乙二醇，石蜡，硬脂酸，硬脂酸丁酯，棕榈酸，单棕榈酸甘油酯中至少一种；所述导热碳材料为炭黑、石墨烯、碳纳米管中至少一种；

进一步的，所述研磨时间为0.5h～2h。

进一步的，所述聚合物多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇中至少一种；所述阻燃剂包括三(2-氯乙基)磷酸酯，三(氯异丙基)磷酸酯，三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯，甲基膦酸二甲酯，磷酸三苯酯中至少一种；所述稀释剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、磷酸三丁酯、氯化石蜡中至少一种。

进一步的，所述催化剂为胺类和有机锡复配催化剂，其中，胺类催化剂为三乙烯二胺、五甲基二乙烯三胺、N-甲基哌嗪、N,N-2甲基哌嗪、三乙醇胺、吡啶，N,N’-二甲基吡啶中至少一种，所述有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡中的至少一种。

进一步的，所述泡沫稳定剂为改性硅油；所述多异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。