[发明专利]一种低热注浆材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种低热注浆材料及其制备方法，它从水玻璃源头处解决无机相与有机相的相容性问题，其固化时间可调，固结体强度高，粘结性能优异，产品储存稳定性优异。它是体积比1：1的A组分与B组分的混合物，A组分由下述质量分数的物质组成：固体水玻璃70‑130；氢氧化钠2.5‑8；水70‑120；硅烷偶联剂5‑15；小分子醇类5‑10；催化剂0.1‑1；B组分由下述质量分数的物质组成：异氰酸酯75‑95；氨酯改性MDI类预聚体30‑45；酯类降粘剂10‑45。

技术领域

本发明涉及一种低热有机无机复合注浆材料及其制备方法，具体的说是一种使用固体水玻璃改进的无机组分与有机组分混合得到的注浆材料，属于无机改性聚氨酯注浆领域。

背景技术

1、在煤矿开采过程中经常遇到断层、褶曲及裂隙发育带等地质构造，煤岩体松散破碎，容易出现大面积冒顶和突水事故，严重威胁煤矿井下安全生产，通过高性能注浆材料可以有效的将破碎煤岩体形成一个整体起到加固作用，从而解决这个影响煤矿安全与效益的突出问题。

2、常用的注浆材料主要分为颗粒性注浆(比如水泥浆、水泥-水玻璃浆等)以及无颗粒注浆(聚氨酯类、环氧树脂类、水玻璃类)。但是由于单一注浆材料存在自身的一些弊端使其使用受限，因此开发一种复合注浆材料是提升注浆材料综合性能的一种有效手段。

3、聚氨酯材料的力学性能优异，但阻燃以及抗静电性能差且成本较高；水玻璃注浆材料成本低并且抗静电、阻燃性能优异，但力学性能较差；目前市面上有许多水玻璃改性聚氨酯注浆材料，但是由于异氰酸酯是油性物质，水玻璃是水性物质，在其使用时存在两组分相容性差等问题，导致注浆材料的力学性能偏低，特别是粘结性能偏低。

发明内容

本发明的目的是提供一种低热注浆材料，它是一种主要以固体水玻璃为原料，通过特定的无机液体组分制备的高相容性水玻璃改性聚氨酯注浆材料，它从水玻璃源头处解决无机相与有机相的相容性问题，该注浆材料固化时间可调，固结体强度高，粘结性能优异，产品储存稳定性优异。

本发明一种低热注浆材料，是体积比1：1的A组分与B组分的混合物，

所述A组分由下述质量分数的物质组成：

所述B组分由下述质量分数的物质组成：

异氰酸酯                        75-95；

氨酯改性MDI类预聚体             30-45；

酯类降粘剂                      10-45。

上述的低热注浆材料，所述的固体水玻璃为模数1.0-3.5且杂质含量≤0.5％的透明细小硅酸钠颗粒。

上述的低热注浆材料，所述小分子醇类为乙二醇、丙三醇、月桂醇的一种或多种。

上述的低热注浆材料，所述硅烷偶联剂为氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

上述的低热注浆材料，所述催化剂为三乙烯二胺、二甲基乙氧基乙醇、Cucat-WNT05A复合催化剂中的一种或多种。Cucat-WNT05A复合催化剂是广州优润合成新材料有限公司生产。

上述的低热注浆材料，所述异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，系烟台万华聚氨酯股份有限公司生产。

上述的低热注浆材料，氨酯改性MDI类预聚体为旭川化学有限公司生产的XCPC系列的氨酯改性MDI类预聚体。氨酯改性MDI类预聚体由低分子量聚醚或小分子多元醇与异氰酸酯预聚而成，最终预聚体在常温下粘度≤10000mPa·s，-NCO％值在14-20％之间。