一种复合高分子注浆加固材料制造技术

本发明专利技术涉及材料领域，特别是涉及一种复合高分子注浆加固材料。所述注浆加固材料包括A组分和B组分，所述A组分的原料按重量份包括：第一异氰酸酯70～90份；增塑剂1.5～3份；丙三醇0.4～1.2份；稳泡剂0.3～0.7份；所述B组分的原料按重量份包括：第二异氰酸酯60～80份；碱金属硅酸盐20～30份；水10～20份；催化剂1～2份。所述A组分和B组分体积比为1：1～1：1.2。本发明专利技术能够改善现有聚氨酯注浆加固材料遇水之后发泡率难以控制、产生泡沫不均匀、发泡倍率高、反应热量高的问题。

A Composite Polymer Grouting Reinforcement Material

【技术实现步骤摘要】
一种复合高分子注浆加固材料
本专利技术涉及材料领域，特别是涉及一种复合高分子注浆加固材料。
技术介绍
在隧道、巷道等地下空间工程施工时，往往会遇到较为破碎的岩体条件，如果不采取相应的措施则可能会引发严重的工程灾害，造成不必要的经济损失。这时通常会采取注浆加固的方法来处理，将破碎的岩体粘结到一起，提高破碎岩体的整体性及后续施工的安全性。在这其中聚氨酯注浆加固材料凭借着“强度高、质量轻、粘结性好、化学性质稳定”的优点而广泛用于地下工程破碎岩体加固中。但是目前市面上的聚氨酯材料仍然有着较大的缺陷，使之不能很好的应用到破碎岩体加固中，聚氨酯的主要缺陷有：在聚氨酯注浆加固材料施工时遇到明水之后，发泡率就难以控制，会生成多孔聚氨酯泡沫，使得形成的固体强度降低；因为在发泡的时候会产生不均匀的气泡，继而会影响破碎围岩加固体的整体性；聚氨酯在反应的时候会放出大量的热量，无法应用于矿井等地下工程的加固。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种复合高分子注浆加固材料，能够改善现有聚氨酯注浆加固材料遇水之后发泡率难以控制、产生泡沫不均匀、发泡倍率高、反应热量高的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的。本专利技术一方面提供一种注浆加固材料，所述注浆加固材料包括A组分和B组分，所述A组分的原料按重量份包括：所述B组分的原料按重量份包括：所述A组分和B组分体积比为1：1～1：1.2。在本专利技术的一些实施方式中，所述第一异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多甲基多异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种的组合。在本专利技术的一些实施方式中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二(2-乙基)乙酯。在本专利技术的一些实施方式中，所述稳泡剂为Si-C类表面活性剂和/或改性硅树脂聚醚乳液。在本专利技术的一些实施方式中，所述第二异氰酸酯选自异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、脲二酮中的一种或者多种的组合。在本专利技术的一些实施方式中，所述碱金属硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钾和硅酸锂中的一种或多种的组合。在本专利技术的一些实施方式中，所述催化剂选自叔胺类催化剂、锌类催化剂、铋类催化剂、有机锡类催化剂中的一种或多种的组合，优选选自三乙烯二胺或五甲基二亚乙基三胺、三乙基己酸铋、二正辛基锡或二醋酸二丁基锡中的一种或多种的组合。本专利技术另一方面提供一种成型体，由前述的注浆加固材料制备获得。本专利技术另一方面提供本专利技术前述成型体的制备方法，包括：将A组分和B组分混合，制备获得。本专利技术另一方面提供一种本专利技术所述的注浆加固材料和/或本专利技术所述的成型体在地下工程破碎岩体加固、煤矿加固领域的应用。具体实施方式本专利技术专利技术人经过大量探索实验，提供了一种复合高分子注浆加固材料，所述复合高分子注浆加固材料是一种不怕明水、发泡倍率低、泡沫分布均匀、耐热性好的聚氨酯聚脲硅酸盐复合注浆加固材料，本专利技术的复合高分子注浆加固材料利用聚脲硅酸盐反应需要水，并且耐热性好的特点，弥补了聚氨酯材料存在的缺陷。复合固化之后的材料强度可达50～60MPa，泡沫分布均匀，粘合性能好，反应温度低于90℃，可以方便地用于各种地下工程破碎岩体的加固，并在此基础上完成了本专利技术。下面详细说明根据本专利技术的复合高分子注浆加固材料、制备方法及在地下工程破碎岩体加固、煤矿加固中的应用。本专利技术第一方面提供一种注浆加固材料，所述注浆加固材料包括A组分和B组分，所述A组分的原料按重量份包括：所述B组分的原料按重量份包括：所述A组分和B组分体积比为1：1～1：1.2。作为本专利技术的优选方式，所述注浆加固材料包括A组分和B组分，所述A组分的原料按重量份包括：所述B组分的原料按重量份包括：所述A组分和B组分体积比为1：1～1：1.1。本专利技术A组分与B组分为不同的异氰酸酯，分别用来反应生成聚氨酯与聚脲硅酸盐。利用聚脲硅酸盐反应需要水及较好的耐热性和粘结性，弥补了传统聚氨酯注浆加固材料的不足。两种材料混合形成之后遇水保持正常的发泡率，并且生成的气泡分布均匀，将聚脲硅酸盐加入体系之后反应温度也随之下降，体系的稳定性得到了改善。另外所加入的聚脲硅酸盐组合物本身就具有优良的机械性能，与聚氨酯的优点结合后适于破碎围岩体的加固。由凝固时聚脲硅酸盐组合物形成并且其包含硅酸盐的球状区域的聚脲基质，与各种化学品和水非常地相容，这就为聚脲硅酸盐与聚氨酯复合提供了可能，此外聚脲硅酸盐还对包括钢的不同材料和地质结构显示出良好的粘合性。这些球形的硅酸盐区域与传统聚氨酯结合可以增强整体材料的稳定性，球形区域是在异氰酸酯组分与水反应释放二氧化碳的过程中形成。已经发现异氰脲酸酯有着优良的耐热性，使聚氨酯反应固化后，散热性得以改善，反应释放出的热量得以分散稀释，热量无法积累，从而降低了聚氨酯材料反应固化时的温度。本专利技术所提供的注浆加固材料中，所述第一异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多甲基多异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯等中的一种或多种的组合。本专利技术所提供的注浆加固材料中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二(2-乙基)乙酯。本专利技术所提供的注浆加固材料中，所述稳泡剂为Si-C类表面活性剂和/或改性硅树脂聚醚乳液。以硅氧键为主体的有机硅聚合物分子(Si-C类表面活性剂、改性硅树脂聚醚乳液等)，有着良好的耐高温性、电绝缘性和防腐蚀性。所加入的稳定剂与聚脲硅酸盐所形成的聚脲基质一起作用，降低反应过程中的整体放热，提高复合材料整体的耐热性与阻燃性。实验发现，当所述的稳泡剂加入量小于0.3份时，发泡倍率高、泡沫分布不均匀、密封性下降；当所述的稳泡剂加入量大于0.7份时，注浆材料密度较大、散热性不佳、阻燃性降低。本专利技术所提供的注浆加固材料中，所述第二异氰酸酯选自异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、脲二酮等中的一种或者多种的组合。本专利技术所提供的注浆加固材料中，所述碱金属硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾和硅酸锂等中的一种或多种的组合。本专利技术所提供的注浆加固材料中，所述催化剂选自叔胺类催化剂、锌类催化剂、铋类催化剂及有机锡类催化剂等中的一种或多种的组合，优选的叔胺类催化剂为三乙烯二胺或五甲基二亚乙基三胺，优选的铋类催化剂和锌类催化剂包括铋和锌的羧酸盐，例如三乙基己酸铋，优选的有机锡类催化剂为二正辛基锡或二醋酸二丁基锡。本专利技术的第二方面提供一种成型体，由本专利技术第一方面所述的注浆加固材料制备获得。本专利技术的第三方面提供本专利技术第二方面所述的成型体的制备方法，包括：将A组分和B组分混合，制备获得。本专利技术所提供的成型体的制备方法中，将第一异氰酸酯、增塑剂、丙三醇和稳泡剂混合反应得到的A组分为聚氨酯。本专利技术所提供的成型体的制备方法中，将所述碱金属硅酸盐与水混合得到碱金属硅酸盐的水溶液，随后将得到碱金属硅酸盐的水溶液与第二异氰酸酯及催化剂混合反应得到的B组分为聚脲硅酸盐组合物。本专利技术中的A组分和B组分分别包装避光贮存。本专利技术的第四方面提供前述复合高分子注浆加固材料和/或成型体在地下工程破碎岩体加固、煤矿加固领域的应用。所述复合高分子注浆加固材料在地下工程破碎岩体加固、煤矿加固领域的应用时，A组分、B组分的各成分通过混合搅拌后成为两种均相的液体，使用时A组分和B组分按体积比1:1通过双液泵混合灌注到需要加固的位置。灌注时先混合注入B组分，目的是与破碎岩体中已有的水混合，减少水对A组分混合的影响，同时降低A组分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注浆加固材料，所述注浆加固材料包括A组分和B组分，所述A组分的原料按重量份包括：

【技术特征摘要】
1.一种注浆加固材料，所述注浆加固材料包括A组分和B组分，所述A组分的原料按重量份包括：所述B组分的原料按重量份包括：所述A组分和B组分体积比为1：1～1：1.2。2.如权利要求1所述的注浆加固材料，其特征在于，所述第一异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多甲基多异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种的组合。3.如权利要求1所述的注浆加固材料，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二(2-乙基)乙酯。4.如权利要求1所述的注浆加固材料，其特征在于，所述稳泡剂为Si-C类表面活性剂和/或改性硅树脂聚醚乳液。5.如权利要求1所述的注浆加固材料，其特征在于，所述第二异氰酸酯选自异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、脲二酮中的一种或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁娜，李树忱，梁忠南，王涛，马鹏飞，李阳，赵世森，王鹏程，万泽恩，周慧颖，
申请(专利权)人：山东宏禹工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37