[发明专利]一种低温硅酸盐改性聚氨酯高分子材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低温硅酸盐改性聚氨酯高分子材料及其制备方法，其中材料包括A组分和B组分，所述A组分和所述B组分的体积比为1：1；所述A组分中按质量份数包括：硅烷偶联剂改性液体硅酸钠水玻璃100份，催化剂0～5份，所述B组分中按质量份数包括：多苯基多亚甲基多异氰酸酯60～65份，改性MDI15～20，稀释剂0～30份，所述改性MDI由环氧树脂和聚醚多元醇改性聚合制备。本申请能够在保持水玻璃特性的同时有效地降低固结体最高反应温度，提高粘结力。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种低温硅酸盐改性聚氨酯高分子材料及其制备方法。

背景技术

在煤矿生产过程中,煤层及松散围岩抗压强度低,破碎松散围岩区和裂隙发育带在动压增大情况下极易产生冒顶、塌陷、地下渗水等安全隐患。通过在破碎煤岩层中注入高分子加固、堵漏材料可有效封堵裂缝和裂纹,并将破碎煤岩体粘结在一起,提高煤岩体整体支撑力,最终达到煤岩加固、堵漏的目的。

常用的煤岩体加固剂主要有环氧树脂类、脲醛树脂类、聚氨酯类等。其中聚氨酯类加固剂具有粘度适中、凝结时间可调、粘结力强、机械强度高、固结后强度大等优点,但是阻燃效果差、成本较高。

而水玻璃具有较好的阻燃性能，因此采用水玻璃类化学注浆材料被广泛研究,这类材料大多具有渗透性好,无毒性、成分简单等优点,但是水玻璃类材料的固结体最高反应温度通常大于100℃,粘结力差，上述问题是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种低温硅酸盐改性聚氨酯高分子材料，其在具有水玻璃特性的同时能有效地降低固结体反应温度，提高粘结力。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低温硅酸盐改性聚氨酯高分子材料，包括A组分和B组分，所述A组分和所述B组分的体积比为1：1；

所述A组分中按质量份数包括：

硅烷偶联剂改性液体硅酸钠水玻璃 100份，

催化剂 0～5份，

所述B组分中按质量份数包括：

多苯基多亚甲基多异氰酸酯 60～65份，

改性MDI 15～20，

稀释剂 0～30份，

所述改性MDI由环氧树脂和聚醚多元醇改性聚合制备。

本申请公开的低温硅酸盐改性聚氨酯高分子材料的有益效果是：通过将A组分和B组分混合后，B组分中改性MDI首先与硅烷偶联剂改性液体硅酸钠水玻璃中的水发生反应产生气相二氧化碳,然后二氧化碳再与硅酸钠水溶液反应生成原硅酸,原硅酸与改性MDI反应生成高分子聚合物形成了树型结构,其中含有的Si-0-Si链段、聚氨酯柔性嵌段、扩链段和刚性链段相互交错，达到液体硅酸钠水玻璃对聚氨酯材料的改性的目的，从而能够在保持水玻璃特性的同时有效地降低固结体最高反应温度，提高粘结力。

在一种可选的实施例中，所述稀释剂为邻苯二甲酸二丁酯。

在一种可选的实施例中，所述催化剂为胺类催化剂或水玻璃用催化剂。

本申请还提供了一种制备上述低温硅酸盐改性聚氨酯高分子材料的方法，包括以下步骤：

制备所述A组分：

按质量份数分别称取硅烷偶联剂改性液体硅酸钠水玻璃和催化剂，混合均后得到所述A组分；

制备所述B组分：