泡沫材料及向炮孔中填塞泡沫材料的方法技术

本发明专利技术提供了一种泡沫材料及向炮孔中填塞泡沫材料的方法，上述泡沫材料包括：第一组分和第二组分，其中，所述第一组分为多异氰酸酯50～100质量份，所述第二组分的成分包括：复合聚醚多元醇100质量份、流变剂1～10质量份、膨胀石墨20～60质量份、发泡剂10～30质量份、胺类催化剂2～3质量份、表面活性剂1～3质量份。本发明专利技术提供的泡沫材料混合后具有低反应放热、高触变性、力学强度发展快、高膨胀、无收缩、高强度、造价低、无毒且难燃的特点，上述泡沫材料及其填塞方案可以适应于各种施工环境和爆破方式的炮孔填塞，操作性强、适用性好，可以在保证填塞质量的同时，大大提高了填塞效率。

Foam material and method of filling foam material into hole

The present invention provides a foam material and a method of filling foam material into a gun hole. The foam material includes: first component and second components, in which the first group is divided into 50~100 parts of polyisocyanate, and the components of the second components include: Compound polyether polyol 100 and 1~10 mass of rheological agent. 20-60 parts of expanded graphite, 10-30 parts of foaming agent, 2-3 parts of amine catalyst and 1-3 parts of surfactant. The foam material provided by the invention has the characteristics of low reaction and exothermic heat, high thixotropy, rapid development of mechanical strength, high expansion, no shrinkage, high strength, low cost, non-toxic and combustible. The foam material and the filling scheme can be adapted to the hole filling of various construction environments and blasting methods, and the operation is strong and suitable. Good quality, can ensure the quality of packing, and greatly improve the packing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
泡沫材料及向炮孔中填塞泡沫材料的方法
本专利技术涉及爆破
，特别是涉及一种泡沫材料及向炮孔中填塞泡沫材料的方法。
技术介绍
目前隧道爆破施工过程中存在诸多缺点，如炮孔填塞费时费力，现场炮泥的取材十分受限，填塞质量无法保证；地下井巷垂直孔装药和填塞困难都很大，不易实现；建筑物拆除时，炮孔堵塞需人员登高捣实，工序繁琐，危险性大等。尤其是进行水下爆破时，炮孔填塞难度则更大，目前还没有一种可靠的方法可以在保证填塞质量的同时进行有效的爆破工作。
技术实现思路
本专利技术提供了一种泡沫材料及向炮孔中填塞泡沫材料的方法以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种泡沫材料，包括：第一组分和第二组分，其中，所述第一组分为多异氰酸酯50～100质量份，所述第二组分的成分包括：复合聚醚多元醇100质量份、流变剂1～10质量份、膨胀石墨20～60质量份、发泡剂10～30质量份、胺类催化剂2～3质量份、表面活性剂1～3质量份。可选地，所述多异氰酸酯包括：多苯基多异氰酸酯和多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯，所述多苯基多异氰酸酯与多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为3:7，异氰酸根含量为10～26％，官能度为2.1～2.8。可选地，所述复合聚醚多元醇的官能度为2～6，数均分子量为300～2000，室温下粘度为100～1500mPa·s。可选地，所述流变剂包括以下至少之一：改性脲低聚物、聚丙烯酸酯、气相二氧化硅、纤维素。可选地，所述膨胀石墨密度为200～500kg/m3。可选地，所述发泡剂包括以下至少之一：水、一氟二氯乙烷、环戊烷、二氯甲烷、二甲醚；所述胺类催化剂包括以下至少之一：三乙醇胺、三乙烯二胺、三亚乙基二胺、吡啶、2-(二甲氨基甲基)苯酚。可选地，所述活性表面剂为具有聚醚-聚硅氧烷结构的硅油。可选地，所述泡沫材料还包括：玻璃微珠10～20质量份，所述玻璃微珠为高折射率玻璃微珠。可选地，所述第一组分和第二组分混合后无流淌，起发时间为2s～10s，表干时间为30s～150s，反应芯部温度≤40℃，泡沫体的密度为50kg/m3～300kg/m3，混合30min后的压缩强度≥1MPa，体积膨胀率1～10倍，氧指数≥26％。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种向炮孔中填塞上述任一所述的泡沫材料的方法，包括：安装炸药卷，引出雷管脚线；将灌注袋放入炮孔内；将混合管插入所述灌注袋灌注口，将所述泡沫材料的第一组分和第二组分置于双组份胶管中，并压入所述混合管中混合；将所述混合后的泡沫材料灌入至所述灌注袋内；灌注完成后，所述混合后的泡沫材料开始反应，膨胀后从所述灌注袋上的孔中溢出，与炮孔壁粘结，完成填塞。本专利技术提供了一种爆破炮孔填塞用的泡沫材料及向炮孔中填塞该泡沫材料的方法，该泡沫材料包括第一组分和第二组分，将两个组分的材料混合后具有低反应放热、高触变性、力学强度发展快、高膨胀、无收缩、高强度、造价低、无毒且难燃的特点。上述泡沫材料及其填塞方案可以适用于各种施工环境和爆破方式的炮孔填塞，操作性强、适用性好，可以在保证填塞质量的同时，大大提高填塞效率。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的向炮孔填塞泡沫材料的方法的流程示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的灌注袋的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术实施例提供了一种泡沫材料，包括：第一组分和第二组分，其中，第一组分为多异氰酸酯50～100质量份，第二组分的成分包括：复合聚醚多元醇100质量份、流变剂1～10质量份、膨胀石墨20～60质量份、发泡剂10～30质量份、胺类催化剂2～3质量份、表面活性剂1～3质量份。上述泡沫材料各成分按比例混合后为泡沫体，具有低反应放热、高触变性、力学强度发展快、高膨胀、无收缩、高强度、造价低、无毒且难燃的特点。目前的双组份聚氨酯泡沫材料由于反应放热过于集中，且温度较高，容易引爆炸药，且既有聚氨酯泡沫材料的阻燃性能较差，难以达到难燃的等级，难以用于爆破炮孔封堵。因此，为实现爆破炮孔填塞的需要，本实施例提供的泡沫材料的第一组分采用了多异氰酸酯。优选地，多异氰酸酯可以包括：多苯基多异氰酸酯和多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯，采用多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯预聚体，可以将多元醇先与异氰酸酯反应一部分，以减少堵塞孔道时的放热量，而在第一组分中添加一部分的多苯基甲烷多异氰酸酯，能够提高反应速度和反应后泡沫体的力学强度和尺寸稳定性。优选地，多苯基多异氰酸酯与多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为3:7，异氰酸根含量为10～26％，官能度为2.1～2.8。采用不同官能度聚醚多元醇复配技术可以实现高强度和高尺寸稳定性的效果。优选地，复合聚醚多元醇的官能度为2～6，数均分子量为300～2000，室温下粘度为100～1500mPa·s。在泡沫材料的第二组分中添加一定的流变剂，可以起到增稠触变的效果，确保混合后不流淌，提高封堵效率。可选地，流变剂可以包括以下至少之一：改性脲低聚物、聚丙烯酸酯、气相二氧化硅、纤维素。当然，在实际应用中，可以达到上述效果的材料还有很多，此处不一一赘述。优选地，在泡沫材料的第二组分中还可以添加膨胀石墨，其中，膨胀石墨密度可以为200～500kg/m3。加入膨胀石墨主要起到两个作用，一个是第二组分混合后小分子组分进入石墨插层中，随着反应的继续，插层中的小分子逐渐开始反应，达到梯度分级反应的效果，避免反应时热量集中，造成温度过高；另一个作用是膨胀石墨具有极强的抗高温性和抗震性能，泡沫体中含有膨胀石墨在爆破时能够发生体积膨胀避免热量集中或者震动过大造成泡沫体燃烧、变形等问题，从而起到较好的堵塞效果。当然，还有其他许多能够实现上述效果的材料，本专利技术不做限定。上述泡沫材料的第二组分还可以添加物理发泡剂。物理发泡剂发泡的原理为利用聚醚多元醇与异氰酸酯反应产生的热量产生体积膨胀，物理发泡剂由液体转变为气体需要吸收热量，进而使反应产生的热量降低，起到降温的效果，聚氨酯泡沫材料的膨胀倍率为1～10倍，体积膨胀能够在孔道中形成良好的粘结和堵塞，爆破瞬间，泡沫体不至于脱离孔道，起到很好的密封和爆破效果。可选地，发泡剂可以包括以下至少之一：水、一氟二氯乙烷、环戊烷、二氯甲烷、二甲醚。在实际应用中，只要可达到上述效果的材料均可采用，本专利技术不做限定。催化剂主要为催化多元醇与多异氰酸酯反应的凝胶催化剂，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泡沫材料，包括：第一组分和第二组分，其中，所述第一组分为多异氰酸酯50～100质量份，所述第二组分的成分包括：复合聚醚多元醇100质量份、流变剂1～10质量份、膨胀石墨20～60质量份、发泡剂10～30质量份、胺类催化剂2～3质量份、表面活性剂1～3质量份。

【技术特征摘要】
1.一种泡沫材料，包括：第一组分和第二组分，其中，所述第一组分为多异氰酸酯50～100质量份，所述第二组分的成分包括：复合聚醚多元醇100质量份、流变剂1～10质量份、膨胀石墨20～60质量份、发泡剂10～30质量份、胺类催化剂2～3质量份、表面活性剂1～3质量份。2.根据权利要求1所述的泡沫材料，其中，所述多异氰酸酯包括：多苯基多异氰酸酯和多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯，所述多苯基多异氰酸酯与多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为3:7，异氰酸根含量为10～26％，官能度为2.1～2.8。3.根据权利要求1所述的泡沫材料，其中，所述复合聚醚多元醇的官能度为2～6，数均分子量为300～2000，室温下粘度为100～1500mPa·s。4.根据权利要求1所述的泡沫材料，其中，所述流变剂包括以下至少之一：改性脲低聚物、聚丙烯酸酯、气相二氧化硅、纤维素。5.根据权利要求1所述的泡沫材料，其中，所述膨胀石墨密度为200～500kg/m3。6.根据权利要求1所述的泡沫材料，其中，所述发泡剂包括以下至少之一：水、一氟二氯乙烷、环戊烷、二氯甲烷、二...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟海利，薛里，谢永江，康永全，郑新国，李书明，杨年华，孙崔源，刘竞，郭云龙，曾志，杨立荣，董全霄，程冠之，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，中国铁道科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11