[发明专利]表面覆盖材料

说明书

本发明涉及表面覆盖材料。

在我们的南非专利申请No.94/0532中描述了这样的表面覆盖材料。虽然这些材料具有许多优异的性能，但在地下使用时存在一些弱点。矿井中的问题是环境的高湿度和常常有非常小的空气流动。在这一场合，现已发现前述材料需要花费很多时间去干燥和固化，这在某些环境中是不可接受的。

根据本发明的一个方面，提供了一种表面覆盖材料，它包括水泥成分(包括高吸水性水泥掺混物)与第二种成分(它引入水性聚合物乳液)的混合物。该材料能够被涂敷到隧道内、矿山挖掘后的穴和矿柱的例如岩石和煤炭表面上(为方便起见，在本说明书中岩石和煤炭都被称作“岩石”)以及涂敷在岩栓(rock bolts)的基板周围，以抑制被覆盖的岩石发生瓦解。

术语“高吸水性”应该根据下面来解释：一普通硅酸盐水泥(ordinaryPortland cement，“OPC”)将按以下比例吸收水，即100gm OPC/38grm水。“高吸水性水泥掺混物”将吸收至少其本身质量的水。水泥成分优选吸收至少三倍其本身质量的水和在优选的实施方案中将吸收5倍其本身质量的水。

因为水泥成分是高吸水性的，它能够较好地吸收第二成分的液体组分。此外，在相反的情况下，由于这一原因，水泥成分能够克服所遇到的问题，即聚合物涂敷较大比例的固体成分的粒料，从而防止太多钙矾石的形成。

第二种成分可以是液体成分。或者，第二种成分可以是干燥材料。

表面覆盖材料优选通过喷射被涂敷在岩石表面上。为此目的，在被喷射在岩石表面之前，这些成分优选被混合起来。混合物一般具有有限的贮存期，所以必须在一定的时期内喷射，在混合后大约20-30分钟。

当两种成分是干燥原料时，两种成分可方便地混合或掺混在一起，然后向混合物中加入合适量的水。此外，干燥原料和水的混合物能够由类似于压力喷浆法(“Gunite”法)的方法喷射到表面上。

水泥成分和第二种成分优选按照1∶3的比例混合。(在本说明书中所有的比例和百分数都是以质量比来计算的。)

水泥成分优选包括与苏打灰、碳酸锂和氟化钠和合适的话还有Natrasol^250HR或Cellosize^QP 52000一起形成混合物的基料的高矾土水泥，OPC和无水石膏(无水硫酸钙)。以上提及的形成混合物的基料的物质占整个混合物的99％或更高。我们发现，次要成分与主要成分反应为水泥成分提供了高吸水特征。

OPC可占水泥成分的40％-52％以及优选约47％。高矾土水泥占水泥成分的18％-28％，优选约23％。无水石膏占水泥成分的27％-31％，优选约29％。

氟化钠优选是轻质95％技术等级氟化钠。

苏打灰应该是磨细的苏打灰。苏打灰和氟化钠各自占水泥成分的0.25％-0.35％，优选约0.3％。碳酸锂和Natrasol(或Cellosize)各自占水泥成分的0.09％-0.15％，优选约0.1％。

优选地第二种成分进一步包括阻燃剂。优选的阻燃剂包括三氧化锑和氯化石蜡，后者优选是以商品名“Cereclor^TM 70”销售的固体。该阻燃剂优选占第二种成分的约10％-20％。氯化石蜡可适宜占第二种成分的8％-12％，优选10％-11％，最优选约10.7％，而三氧化锑适宜占第二种成分的3％-7％，优选5％-5.5％，最优选约5.4％。

乳液优选是丙烯酸乳液粘结剂，适宜的是乙酸乙烯酯-乙烯共聚物，并优选是以商品名“Airflex^TM 300”购买的产品。该材料形成了涂敷的表面覆盖层的粘结剂，使固化表面覆盖层具有改进的柔性、弹性和拉伸强度。另外为岩石表面提供改进的粘合性。乙酸乙烯酯/乙烯共聚物适宜占第二种成分的60％-75％，优选65％-70％，最优选约67.6％。

增塑剂也被包括在内以改进材料一旦固化后的柔性和回弹性。增塑剂尤其协助在小的半径上提供回弹性和柔性，如在缓慢和快速的负载条件下岩石变形过程中在岩石边缘遇到的小半径。优选的增塑剂是邻苯二甲酸二丁基酯。增塑剂占第二种成分的5％-10％，优选7％-8％，最优选7.8％。

还可添加用于防止细菌和酶生长的杀菌剂。它适宜是以商品名“Metatin^TM G.T.”销售的物质。仅仅需要添加少量的杀菌剂，一般低于第二种成分的1％，适宜在0.1％-0.2％之间，优选约0.13％。