[发明专利]一种功能化UIO-66/聚氨酯复合注浆加固剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功能化UIO‑66/聚氨酯复合注浆加固剂及其制备方法，其中加固剂包括A组分、B组分和C组分；A组分、B组分和C组分三者的体积比为(5.5‑16.5)：(5‑15)：(0.5‑1.5)；A组分包括以下重量份的各组分：增塑剂10‑20份，多异氰酸酯60‑120份，第二功能化UIO‑66 6‑14份，接枝促进剂0.03‑0.07份，接枝终止剂0.01‑0.05份；B组分包括以下重量份的各组分：聚合物多元醇70‑130份，催化剂0.3‑0.7份，表面活性剂0.03‑0.07份，阻燃惰性稀释剂10‑20份；C组分包括以下重量份的各组分：第一阻燃剂2.5‑7.5份，第二阻燃剂1.2‑3.8份，第三阻燃剂0.5‑1.5份。本发明所述的功能化UIO‑66/聚氨酯复合注浆加固剂，可提高接枝效率，降低能耗，体系稳定，阻燃性能显著提高。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种功能化UIO-66/聚氨酯复合注浆加固剂及其制备方法。

背景技术

目前，化学注浆加固材料在煤矿开采中具有不可替代的作用，主要用于解决采掘工作面冒顶、片帮的安全问题。其中，聚氨酯和硅酸盐改性聚氨酯2类注浆材料应用最为广泛。但由于粘结强度高，聚氨酯材料加固效果更显著，尤其在加固大采高工作面、加固大断层、煤柱和永久巷道时。但聚氨酯材料存在的不足是难以权衡反应温度和力学强度，即实现低反应温度下高力学强度。现有的一些功能化UIO-66/聚氨酯加固剂，能够实现客体组分在基体中均匀分散，显著改善了力学强度(抗压强度和抗剪强度)，降低了反应温度，增强了阻燃性能，极大提高了矿用注浆加固的安全性，取得了很好的技术效果。但现有UIO-66/聚氨酯加固剂制备过程中，功能化UIO-66/聚氨酯接枝工艺能耗较高，体系稳定性有待提高，加固剂的阻燃性较差，进而影响煤矿注浆的安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种功能化UIO-66/聚氨酯复合注浆加固剂，包括A组分、B组分和C组分，其中A组分中含有接枝促进剂和接枝终止剂，接枝促进剂可提高接枝效率，降低能耗，直接常温下短时间即可实现接枝；接枝终止剂一方面可终止接枝反应，避免接枝促进剂残留体系造成A组分浆液缓慢自聚，浆液黏度逐渐增加、体系逐渐失活，影响正常使用；接枝终止剂另一方面还有保持体系稳定作用，避免A组分接触空气后结皮、变性，使得整个加固剂产品的保质期可延长8个月；C组分可显著提高加固剂的阻燃性能。

本发明的另一个目的在于提供一种功能化UIO-66/聚氨酯复合注浆加固剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明的第一方面实施例提出一种功能化UIO-66/聚氨酯复合注浆加固剂，包括A组分、B组分和C组分；所述A组分、B组分和C组分三者的体积比为(5.5-16.5)：(5-15)：(0.5-1.5)；

所述A组分包括以下重量份的各组分：增塑剂10-20份，多异氰酸酯60-120份，第二功能化UIO-66 6-14份，接枝促进剂0.03-0.07份，接枝终止剂0.01-0.05份；

所述B组分包括以下重量份的各组分：聚合物多元醇70-130份，催化剂0.3-0.7份，表面活性剂0.03-0.07份，阻燃惰性稀释剂10-20份；

所述C组分包括以下重量份的各组分：第一阻燃剂2.5-7.5份，第二阻燃剂1.2-3.8份，第三阻燃剂0.5-1.5份。

本发明实施例的功能化UIO-66/聚氨酯复合注浆加固剂，包括A组分、B组分和C组分，其中A组分中含有接枝促进剂和接枝终止剂，接枝促进剂可提高接枝效率，降低能耗，直接常温下短时间即可实现接枝；接枝终止剂一方面可终止接枝反应，避免接枝促进剂残留体系造成A组分浆液缓慢自聚，浆液黏度逐渐增加、体系逐渐失活，影响正常使用；接枝终止剂另一方面还有保持体系稳定作用，避免A组分接触空气后结皮、变性，使得整个加固剂产品的保质期可延长8个月；C组分可显著提高加固剂的阻燃性能。

在本发明的一些实施例中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、丁醚醋酸酯、烷基磺酸苯酯、二甘醇二苯甲酸酯中的一种或两种以上。