一种煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，由A组分和B组分组成,所述A组分由水玻璃和添加剂组成，所述添加剂的质量为所述水玻璃的质量的0.1～30％；所述B组分由异氰酸酯类物质、调凝剂和增塑剂组成，所述调凝剂的质量为所述异氰酸酯类物质的质量的0.001～15％，所述增塑剂的质量为所述异氰酸酯类物质的质量的0.5～30％，A组分与B组分的体积比＝1∶10～10∶1。由于在聚氨酯注浆材料中使用了低成本的水溶性硅酸盐材料，材料的成本较传统的聚氨酯注浆加固材料大幅降低，具有广阔的推广应用前景。同时由于使用了不燃的水溶性硅酸盐材料，材料的阻燃性能提高，更适用于煤矿井下的应用。
【专利说明】一种煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤矿注浆加固材料，特别是一种煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的持续快速发展，能源危机的出现促使煤矿开采业加速发展，对矿井的生产效率提出了更高的要求。大的断裂带、破碎松散围岩区、裂隙发育带、动压增大下冒顶等导致矿难频发，对井下工人的生命、生产安全造成了巨大的威胁。通过灌注化学浆液到煤岩体中，对煤岩体进行加固可以提高煤岩体的整体性。聚氨酯注浆材料由于具有一定的弹塑性，受载后可以产生一定的压缩变形但不会脆裂，仍是一个完整的整体，对煤岩体的加固效果较好。
[0003]传统的聚氨酯注浆材料(如CN94111334.5聚氨酯类注浆材料及其制作工艺)都是基于聚异氰酸酯和聚酯多元醇/聚醚多元醇的反应，有机原材料高的价格限制了其在煤矿加固领域的应用。同时材料的易燃性为其应用增加了安全隐患。这些都限制了传统聚氨酯材料在煤矿注浆加固领域的应用。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种固化时间短，抗压强度、抗拉强度和黏结强度高的煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:一种煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，由A组分和B组分组成，所述A组分由水玻璃和添加剂组成，所述添加剂的质量为所述水玻璃的质量的0.1~30% ;所述B组分由异氰酸酯类物质、调凝剂和增塑剂组成，所述调凝剂的质量为所述异氰酸酯类物质的质量的0.001~15%，所述增塑剂的质量为所述异氰酸酯类物质的质量的0.5~30%，A组分与B组分的体积比=I: 10~10:1。
[0006]一种煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，由A组分和B组分组成，所述A组分由偏铝酸碱金属盐、水玻璃和添加剂组成，所述添加剂的质量为所述水玻璃的质量的0.1~30%,所述偏招酸碱金属盐的质量为所述水玻璃的质量的10~40% ;所述B组分由异氰酸酯类物质、调凝剂和增塑剂组成，所述调凝剂的质量为所述异氰酸酯类物质的质量的
0.001~15%，所述增塑剂的质量为所述异氰酸酯类物质的质量的0.5~30%，A组分与B组分的体积比=1: 10~10:1。
[0007]上述煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，所述异氰酸酯类物质为异氰酸酯、异氰酸酯预聚物或异氰酸酯和异氰酸酯预聚物的混合物。
[0008]上述煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，所述异氰酸酯为下述物质中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物:
[0009](I) 二苯基甲烷二异氰酸酯；
[0010](2)环己基二异氰酸酯；
[0011](3)多亚甲基多苯基异氰酸酯；
[0012](4)萘二异氰酸酯；
[0013](5)甲基环己基二异氰酸酯；
[0014](6) 二环己基甲烷二异氰酸酯；
[0015](7)己二异氰酸酯；
[0016](8)异佛尔酮二异氰酸酯；
[0017]所述异氰酸酯预聚物为下述物质中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物:
[0018](a) 二苯基甲烷二异氰酸酯的预聚物，分子量为1000~2000 ；
[0019](b)环己基二异氰酸酯的预聚物，分子量为500~1500 ；
[0020](c)多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物，分子量为1500~4000 ；
[0021](d)萘二异氰酸酯的预聚物，分子量为1200~4000 ；
[0022](e)甲基环己基二异氰酸酯的预聚物，分子量为900~3000 ；
[0023](f) 二环己基甲烷二异氰酸酯的预聚物，分子量为1500~3000 ；
[0024](g)己二异氰酸酯的预聚物，分子量为900~2000 ；
[0025](h)异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物，分子量为1200~4000。
[0026]上述煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，所述添加剂由甲组分和/或乙组分组成，甲组分为乙二醇、丙三醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚醚胺中的一种或多种，乙组分为粉状氧化锌和/或粉状氧化铜。
[0027]上述煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，聚醚多元醇为下述物质中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物:
[0028](I)以木糖醇为起始剂、羟值为300~360mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚；
[0029](2)以麦芽糖为起始剂、羟值为320~380mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚；
[0030](3)以果糖为起始剂、羟值为300~340mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚；
[0031](4)以葡萄糖为起始剂、羟值为320~360mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚；
[0032]聚醚胺为下述物质中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物:
[0033](5)以乙烯醇丁二胺为起始剂、胺值为340~380mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚胺；
[0034](6)以乙烯醇丁三胺为起始剂、胺值为340~380mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚胺；
[0035] (7)以乙烯醇丁四胺为起始剂、胺值为340~380mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚胺。
[0036]上述煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，所述调凝剂为硅油、改性硅油、PC-41、DMP-30、脂肪族羧酸锂盐、芳香族羧酸锂盐、叔胺类催化剂和有机金属类催化剂中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物。
[0037]上述煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，所述水玻璃为钠水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃中的任意一种、任意两种或三种，所述水玻璃的模数为1.8~3.0，所述水玻璃在20°C时的粘度为200~500mPa.S。
[0038]上述煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，所述偏铝酸碱金属盐为偏铝酸钠或偏铝酸钾或偏铝酸钠和偏铝酸钾的混合物。
[0039]上述煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，所述增塑剂为磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯和亚磷酸酯中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物。
[0040]本发明的有益效果是:
[0041]1.由于本发明煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料采用低成本的水溶性硅酸盐作为材料的组成部分，与传统的聚氨酯注浆加固材料相比，材料成本有了大幅度的降低，使得本发明具有广阔的推广应用前景。
[0042]2.由于水溶性硅酸盐为不可燃材料，在加固材料中加入水溶性硅酸盐使得加固材料的阻燃性能得到了提高，从而使加固材料更适用于煤矿井下环境。
[0043]3.水溶性硅酸盐可与聚异氰酸酯发生固化反应，而通过配比的调整以及调凝剂、增塑剂和添加剂的掺入，改善了材料的可操作性能及力学性能，使加固材料满足煤矿井下注浆加固的需要。
[0044]4.偏铝酸碱金属盐的加入可以提高本发明煤矿加固岩体用双组份注浆材料硬化后的抗压强度和抗弯强度 ，明显改善硬化后的加固材料的使用性能。
【具体实施方式】
[0045]下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
[0046]实施例1.
[0047]A 组分:
[0048]钠水玻璃，模数为2.5，20°C时的粘度为300mPa.S，密度:1.55g/cm3。B组分:
[0049]多亚甲基多苯基异氰酸酯，其异氰酸酯的含量(质量百分比)为30~35%，20°C时的粘度:200mPa.s,密度:1.22g/cm3。
[0050]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即可。
[0051]本实施例的材料的固化时间为15分钟(20°C时)，硬化体的抗压强度> 20MPa、弯曲强度≥8MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0052]实施例2.
[0053]A 组分:
[0054]钾水玻璃，模数为2.3，20°C时的粘度为280mPa*s，密度为1.50g/cm3，其所占A组分总质量百分比为85% ；
[0055]乙二醇，其所占A组分总质量百分比为10%，密度1.12g/cm3 ；
[0056]丙三醇，其所占A组分总质量百分比为5%。
[0057]B 组分:
[0058]多亚甲基多苯基异氰酸酯，多亚甲基多苯基异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为30~35%，20°C时的粘度为200mPa.s，密度为1.22g/cm3，多亚甲基多苯基异氰酸酯所占B组分总质量百分比为70% ；
[0059]多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物，分子量为1500~4000，多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为8%，40°C时的粘度为3000mPa*s，密度为1.20g/cm3，多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为25% ；
[0060]磷酸三丁酯，其所占B组分总质量百分比为5%。
[0061]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即可。
[0062]本实施例的材料的固化时间为2分10秒(20°C时)，硬化体的抗压强度> 22MPa、弯曲强度≥IlMPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0063]实施例3.
[0064]A 组分:
[0065]钠水玻璃，模数为2.5，20°C时的粘度为300mPa*s，密度为1.55g/cm3，其所占A组分总质量百分比为80% ；
[0066]以木糖醇为起始剂，羟值为300~360mgK0H/g的聚环氧乙烷聚醚，密度为1.04g/cm3,其所占A组分总质量百分比为20 %。
[0067]B 组分:
[0068]多亚甲基多苯基异氰酸酯，多亚甲基多苯基异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为30~35%，20°C时的粘度为200mPa.s，密度为1.22g/cm3，多亚甲基多苯基异氰酸酯所占B组分总质量百分比为70% ；
[0069]多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物，分子量为1500~4000，多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为8%，40°C时的粘度为3000mPa*s，密度为1.20g/cm3，多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为25% ；
[0070]磷酸三丁酯，其所B组分总占质量百分比为5%。
[0071]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即可。
[0072]本实施例的材料的固化时间为2分钟(20°C时)，硬化体的抗压强度> 24MPa、弯曲强度≥12MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0073]实施例4.
[0074]A 组分:
[0075]锂水玻璃，模数为3.0，20°C时的粘度为10mPa *s，密度为1.16g/cm3，其所占A组分总质量百分比为70% ；
[0076]偏铝酸钠，其所占A组分总质量百分比为20% ；
[0077]以麦芽糖为起始剂，羟值为320~380mgK0H/g的聚环氧丙烷聚醚，密度为1.06g/cm3，其所占A组分总质量百分比为10%。
[0078]B 组分:
[0079]环己基二异氰酸酯，环己基二异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为40~50%，20°C时的粘度为SmPa.S，密度为1.21g/cm3，环己基二异氰酸酯所占B组分总质量百分比为70% ；
[0080]环己基二异氰酸酯的预聚物，分子量为500~1500，环己基二异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为6%，40°C时的粘度为2000mPa*s，密度为1.32g/cm3，环己基二异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为20% ；
[0081]硅油，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0082]磷酸三苯酯，其所占B组分总质量百分比为5%。
[0083]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2:1通过双液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0084]本实施例的材料的固化时间为I分30秒(20°C时)，硬化体的抗压强度> 36MPa、弯曲强度≥13MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0085]实施例5.
[0086]A 组分:
[0087]钠水玻璃，模数为2.5，20°C时的粘度为300mPa*s，密度为1.55g/cm3，其所占A组分总质量百分比为75% ；
[0088]偏铝酸钾，其所占A组分总质量百分比为10% ；
[0089]以葡萄糖为起始剂，羟值为320~360mgK0H/g的聚环氧丁烷聚醚，密度为1.0Sg/cm3，其所占A组分总质量百分比为10% ；
[0090]以乙烯醇丁三胺为起始剂，胺值为340~380的聚环氧乙烷聚醚胺，密度为1.06g/cm3，其所占A组分总质量百分比为5% ；
[0091]B 组分:
[0092]萘二异氰酸酯，萘二异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为36~42%，20°C时的粘度为15mPa.S，密度为1.45g/cm3，萘二异氰酸酯所占B组分总质量百分比为70% ；
[0093]萘二异氰酸酯的预聚物，分子量为1200~4000，萘二异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为8%，40°C时的粘度为3000mPa*s，密度为1.52g/cm3，萘二异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为20% ；
[0094]DMP-30，其所占B组分总质量百分比为6% ；
[0095]亚磷酸三苯酯，其所占B组分总质量百分比为4%。
[0096]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1:2通过双液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0097]本实施例的材料的固化时间为I分40秒(20°C时)，硬化体的抗压强度> 45MPa、弯曲强度≥18MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0098]实施例6.
[0099]A 组分:
[0100]钾水玻璃，模数为2.3，20°C时的粘度为280mPa*s，密度为1.50g/cm3，其所占A组分总质量百分比为65% ；
[0101]偏铝酸钠，其所占A组分总质量百分比为18% ；
[0102]以五甲基二乙烯三胺为起始剂，胺值为360~400mgK0H/g的聚环氧丙烷聚醚胺，密度为1.02g/cm3，其所占A组分总质量百分比为17%。
[0103]B 组分:
[0104]甲基环己基二异氰酸酯，甲基环己基二异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为45~50%, 2011C时的粘度为7mPa.s,密度为1.06g/cm3,甲基环己基二异氰酸酯所占B组分总质量百分比为60% ；
[0105]多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物，分子量为1500~4000，多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为10%，40°C时的粘度为3400mPa.s，密度为1.15g/cm3，多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为25% ；
[0106]有机硅油，其所占B组分总质量百分比为5%
[0107]硅油，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0108]亚磷酸三丁酯，其所占B组分总质量百分比为5%。
[0109]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3:1通过双液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0110]本实施例的材料的固化时间为40秒(20°C时)，硬化体的抗压强度> 56MPa、弯曲强度≥23MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0111]实施例7.
[0112]A 组分:
[0113]钠水玻璃，模数为2.5，20°C时的粘度为300mPa*s，密度为L 55g/cm3，其所占A组分总质量百分比为70% ；
[0114]偏铝酸钾，其所占A组分总质量百分比为15% ；
[0115]氧化锌，其所占A组分总质量百分比为5% ；
[0116]丙三醇，其所占A组分总质量百分比为5% ；
[0117]以木糖醇为起始剂、羟值为300~360mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚，其所占A组分总质量百分比为5%。
[0118]B 组分:
[0119]二环己基甲烷二异氰酸酯，二环己基甲烷二异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为30~35%, 20°C时的粘度为12mPa *s,密度为1.06g/cm3, 二环己基甲烧二异氰酸酯所占B组分总质量百分比为40% ；
[0120]己二异氰酸酯的预聚物，分子量为900~2000，己二异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为6%，40°C时的粘度为2400mPa*s，密度为1.15g/cm3，己二异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为30% ；
[0121]有机硅油，其所占B组分总质量百分比为10% ；
[0122]磷酸三苯酯，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0123]亚磷酸三丁酯，其所占B组分总质量百分比为15%。
[0124]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4:1通过双液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0125]本实施例的材料的固化时间为20秒(20°C时)，硬化体的抗压强度> 64MPa、弯曲强度≥22MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0126]实施例8.
[0127]A 组分:
[0128]锂水玻璃，模数为3.0，20°C时的粘度为10mPa *s，密度为1.16g/cm3，其所占A组分总质量百分比为60% ；
[0129]偏铝酸钾，其所占A组分总质量百分比为12% ；
[0130]偏铝酸钠，其所占A组分总质量百分比为10% ；
[0131]氧化铜，其所占A组分总质量百分比为3% ；
[0132]氧化锌，其所占A组分总质量百分比为2% ；
[0133]以木糖醇为起始剂、羟值为300~360mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚，其所占A组分总质量百分比为8% ；
[0134]丙三醇，其所占A组分总质量百分比为5%。
[0135]B 组分:
[0136]二苯基甲烷二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为30~35%，20°C时的粘度为600mPa.s，密度为1.25g/cm3，二苯基甲烷二异氰酸酯所占B组分总质量百分比为35% ；
[0137]异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物，分子量为1200~4000，异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为10%，40°C时的粘度为3500mPa*s，密度为1.12g/cm3，异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为40% ；
[0138]有机硅油，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0139]二丁基二甲氧基锡，其所占B组分总质量百分比为5%
[0140]磷酸三苯酯，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0141]PC-41，其所占B组分总质量百分比为10%。
[0142]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1:4通过双液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0143]本实施例的材料的固化时间为40秒(20°C时)，硬化体的抗压强度> 58MPa、弯曲强度≥25MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0144]实施例9.
[0145]A 组分:
[0146]锂水玻璃，模数为3.0，20°C时的粘度为10mPa *s，密度为1.16g/cm3，其所占A组分总质量百分比为60% ；
[0147]偏铝酸钾，其所占A组分总质量百分比为12% ；
[0148]偏铝酸钠，其所占A组分总质量百分比为10% ；
[0149]氧化铜，其所占A组分总质量百分比为3% ；
[0150]氧化锌，其所占A组分总质量百分比为2% ；
[0151 ] 以乙烯醇丁三胺为起始剂，胺值为340~380的聚环氧乙烷聚醚胺，密度为1.06g/cm3，其所占A组分总质量百分比为8% ；
[0152]丙三醇，其所占A组分总质量百分比为5%。
[0153]B 组分:
[0154]二环己基甲烷二异氰酸酯，二环己基甲烷二异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为30~35%, 20°C时的粘度为12mPa *s,密度为1.06g/cm3, 二环己基甲烧二异氰酸酯所占B组分总质量百分比为35% ；
[0155]异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物，分子量为1200~4000，异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为10%，40°C时的粘度为3500mPa*s，密度为1.12g/cm3，异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为35% ；
[0156]有机硅油，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0157]二丁基二甲氧基锡，其所占B组分总质量百分比为5%
[0158]磷酸三苯酯，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0159]亚磷酸三丁酯，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0160]DMP-30，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0161 ] 硬脂酸锂，其所占B组分总质量百分比为5 %。
[0162]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6:1通过双液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0163]本实施例的材料的固化时间为10秒(20°C时)，硬化体的抗压强度> 76MPa、弯曲强度≥30MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0164]实施例10.
[0165]A 组分:
[0166]钠水玻璃，模数为2.5，20°C时的粘度为300mPa*s，密度为1.55g/cm3，其所占A组分总质量百分比为60% ；
[0167]偏铝酸钾，其所占A组分总质量百分比为12% ；
[0168]偏铝酸钠，其所占A组分总质量百分比为10% ；
[0169]氧化铜，其所占A组分总质量百分比为3% ；
[0170]氧化锌，其所占A组分总质量百分比为2% ；
[0171]以葡萄糖为起始剂，羟值为320~360mgK0H/g的聚环氧丁烷聚醚，密度为1.0Sg/cm3，其所占A组分总质量百分比为5% ；
[0172]以乙烯醇丁三胺为起始剂，胺值为340~380的聚环氧乙烷聚醚胺，密度为1.06g/cm3，其所占A组分总质量百分比为8% ；
[0173]B 组分:
[0174]萘二异氰酸酯，萘二异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为36~42%，20°C时的粘度为15mPa.S，密度为1.45g/cm3，萘二异氰酸酯所占B组分总质量百分比为30% ；
[0175]萘二异氰酸酯的预聚物，分子量为1200~4000，萘二异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为8%，40°C时的粘度为3000mPa*s，密度为1.52g/cm3，萘二异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为40% ；
[0176]硅油，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0177]二丁基二甲氧基锡，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0178]磷酸三丁酯，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0179]亚磷酸三苯酯，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0180]DMP-30，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0181]邻苯二甲酸锂，其所占质量百分比为5%。
[0182]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5:2通过双液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0183]本实施例的材料的固化时间为16秒(20°C时)，硬化体的抗压强度> 84MPa、弯曲强度≥32MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0184]实施例11.
[0185]A 组分:
[0186]钠水玻璃，模数为2.5，20°C时的粘度为300mPa*s，密度为1.55g/cm3，其所占A组分总质量百分比为60% ；
[0187]偏铝酸钾，其所占A组分总质量百分比为12% ；
[0188]偏铝酸钠，其所占A组分总质量百分比为10% ；
[0189]氧化铜，其所占A组分总质量百分比为3% ；
[0190]氧化锌，其所占A组分总质量百分比为2% ；
[0191]以葡萄糖为起始剂，羟值为320~360mgK0H/g的聚环氧丁烷聚醚，密度为1.0Sg/cm3，其所占A组分总质量百分比为5% ；
[0192]以乙烯醇丁三胺为起始剂，胺值为340~380的聚环氧乙烷聚醚胺，密度为1.06g/cm3，其所占A组分总质量百分比为8% ；
[0193]B 组分:
[0194]萘二异氰酸酯，萘二异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为36~42%，20°C时的粘度为15mPa. S，密度为1.45g/cm3，萘二异氰酸酯所占B组分总质量百分比为20% ；
[0195]二苯基甲烷二异氰酸酯的预聚物，分子量为1000~2000，二苯基甲烷二异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为10%，4(TC时的粘度为3600mPa.s，密度为
1.36g/cm3，二苯基甲烷二异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为50% ；
[0196]硅油，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0197]二丁基二甲氧基锡，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0198]亚磷酸三苯酯，其所占B组分总质量百分比为10% ；
[0199]DMP-30，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0200]邻苯二甲酸锂，其所占B组分总质量百分比为5%。
[0201]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3:2通过双液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0202]本实施例的材料的固化时间为16秒(20°C时)，硬化体的抗压强度> 78MPa、弯曲强度≥30MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0203]实施例12.
[0204]A 组分:
[0205]钠水玻璃，模数为2.5，20°C时的粘度为300mPa*s，密度为1.55g/cm3，其所占A组分总质量百分比为30% ；
[0206]钾水玻璃，模数为2.3，20°C时的粘度为280mPa*s，密度为1.50g/cm3，其所占A组分总质量百分比为30% ；
[0207]偏铝酸钾，其所占A组分总质量百分比为12% ；
[0208]偏铝酸钠，其所占A组分总质量百分比为10% ；
[0209]氧化铜，其所占A组分总质量百分比为5% ；
[0210]以麦芽糖为起始剂，羟值为320~380mgK0H/g的聚环氧丙烷聚醚，密度为1.06g/cm3，其所占A组分总质量百分比为5% ；
[0211]以乙烯醇丁三胺为起始剂，胺值为340~380的聚环氧乙烷聚醚胺，密度为1.06g/cm3，其所占A组分总质量百分比为8% ；
[0212]B 组分:
[0213]二环己基甲烷二异氰酸酯，二环己基甲烷二异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为30~35%, 20°C时的粘度为12mPa *s,密度为1.06g/cm3, 二环己基甲烧二异氰酸酯所占B组分总质量百分比为30% ；
[0214]萘二异氰酸酯的预聚物，分子量为1200~4000，萘二异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为8%，40°C时的粘度为3000mPa*s，密度为1.52g/cm3，萘二异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为40% ；
[0215]硅油，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0216]二丁基二甲氧基锡，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0217]磷酸三丁酯，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0218]亚磷酸三苯酯，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0219]DMP-30，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0220]邻苯二甲酸锂，其所占B组分总质量百分比为5%。
[0221]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2:1通过双液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0222]本实施例的材料的固化时间为25秒(20°C时)，硬化体的抗压强度> 72MPa、弯曲强度≥28MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0223]实施例13.
[0224]A 组分:
[0225]钠水玻璃，模数为2.5，20°C时的粘度为300mPa*s，密度为1.55g/cm3，其所占A组分总质量百分比为30% ；
[0226]钾水玻璃，模数为2.3，20°C时的粘度为280mPa*s，密度为1.50g/cm3，其所占A组分总质量百分比为30% ；
[0227]偏铝酸钾，其所占A组分总质量百分比为12% ；
[0228]偏铝酸钠，其所占A组分总质量百分比为10% ；
[0229]氧化铜，其所占A组分总质量百分比为2% ；
[0230]氧化锌，其所占A组分总质量百分比为3% ；
[0231]以葡萄糖为起始剂，羟值为320~360mgK0H/g的聚环氧丁烷聚醚，密度为1.0Sg/cm3，其所占A组分总质量百分比为5% ；
[0232]以乙烯醇丁三胺为起始剂，胺值为340~380的聚环氧乙烷聚醚胺，密度为1.06g/cm3，其所占A组分总质量百分比为8% ；
[0233]B 组分:
[0234]萘二异氰酸酯，萘二异氰酸酯中异氰酸酯的含量(质量百分比)为36~42%，20°C时的粘度为15mPa.S，密度为1.45g/cm3，萘二异氰酸酯所占B组分总质量百分比为20% ；
[0235]多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物，分子量为1500~4000，多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为8%，40°C时的粘度为3000mPa*s，密度为1.20g/cm3，多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为20% ；
[0236]己二异氰酸酯的预聚物，分子量为900~2000，己二异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为6%，40°C时的粘度为2400mPa*s，密度为1.15g/cm3，己二异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为20% ；
[0237]异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物，分子量为1200~4000，异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物中异氰酸酯的含量(质量百分比)为10%，40°C时的粘度为3500mPa*s，密度为1.12g/cm3，异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物所占B组分总质量百分比为10% ；
[0238]硅油，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0239]二丁基二甲氧基锡，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0240]磷酸三丁酯，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0241]亚磷酸三苯酯，其所占B组分总质量百分比为5% ；
[0242]DMP-30，其所占B组分总质量百分比为5% ;
[0243]邻苯二甲酸锂，其所占B组分总质量百分比为5%。
[0244]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5:2通过双液泵混合灌注到需要加固的位置即可。
[0245]本实施例的材料的固化时间为20秒(20°C时)，硬化体的抗压强度> 86MPa、弯曲强度≥32MPa【依据GB/T 2567-2008测试】。
[0246]上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造【具体实施方式】的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，其特征在于，由A组分和B组分组成，所述A组分由水玻璃和添加剂组成，所述添加剂的质量为所述水玻璃的质量的0.1~30%;所述B组分由异氰酸酯类物质、调凝剂和增塑剂组成，所述调凝剂的质量为所述异氰酸酯类物质的质量的0.001~15%，所述增塑剂的质量为所述异氰酸酯类物质的质量的0.5~30%，A组分与B组分的体积比=I: 10~10: I。
2.一种煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，其特征在于，由A组分和B组分组成，所述A组分由偏铝酸碱金属盐、水玻璃和添加剂组成，所述添加剂的质量为所述水玻璃的质量的0.1~30%,所述偏招酸碱金属盐的质量为所述水玻璃的质量的10~40% ;所述B组分由异氰酸酯类物质、调凝剂和增塑剂组成，所述调凝剂的质量为所述异氰酸酯类物质的质量的0.001~15%，所述增塑剂的质量为所述异氰酸酯类物质的质量的0.5~30%，A组分与B组分的体积比=I: 10~10: I。
3.根据权利要求1或2所述的煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，其特征在于，所述异氰酸酯类物质为异氰酸酯、异氰酸酯预聚物或异氰酸酯和异氰酸酯预聚物的混合物。
4.根据权利要求3所述的煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，其特征在于，所述异氰酸酯为下述物质中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物: (1)二苯基甲烷二异氰酸酯； (2)环己基二异氰酸酯； (3)多亚甲基多苯 基异氰酸酯； (4)萘二异氰酸酯； (5)甲基环己基二异氰酸酯； (6)二环己基甲烷二异氰酸酯； (7)己二异氰酸酯； (8)异佛尔酮二异氰酸酯； 所述异氰酸酯预聚物为下述物质中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物: (a)二苯基甲烷二异氰酸酯的预聚物，分子量为1000~2000 ； (b)环己基二异氰酸酯的预聚物，分子量为500~1500； (c)多亚甲基多苯基异氰酸酯的预聚物，分子量为1500~4000； (d)萘二异氰酸酯的预聚物，分子量为1200~4000； (e)甲基环己基二异氰酸酯的预聚物，分子量为900~3000； (f)二环己基甲烷二异氰酸酯的预聚物，分子量为1500~3000 ； (g)己二异氰酸酯的预聚物，分子量为900~2000； (h)异佛尔酮二异氰酸酯的预聚物，分子量为1200~4000。
5.根据权利要求1或2所述的煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，其特征在于，所述添加剂由甲组分和/或乙组分组成，甲组分为乙二醇、三乙烯二胺、丙三醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚醚胺中的一种或多种，乙组分为粉状氧化锌和/或粉状氧化铜。
6.根据权利要求5所述的煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，其特征在于，聚醚多元醇为下述物质中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物: (I)以木糖醇为起始剂、羟值为300~360mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚；(2)以麦芽糖为起始剂、羟值为320~380mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚； (3)以果糖为起始剂、羟值为300~340mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚； (4)以葡萄糖为起始剂、羟值为320~360mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚； 聚醚胺为下述物质中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物: (5)以乙烯醇丁二胺为起始剂、胺值为340~380mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚胺； (6)以乙烯醇丁三胺为起始剂、胺值为340~380mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚胺； (7)以乙烯醇丁四胺为起始剂、胺值为340~380mgK0H/g的聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧丁烷聚醚胺。
7.根据权利要求1或2所述的煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，其特征在于，所述调凝剂为硅油、改性硅油、PC-41、DMP-30、脂肪族羧酸锂盐、芳香族羧酸锂盐、叔胺类催化剂和有机金属类催化剂中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物。
8.根据权利要求1或2所述的煤矿加固煤岩体用双组分注浆材料，其特征在于，所述水玻璃为钠水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃中的任意一种、任意两种或三种，所述水玻璃的模数为1.8~3.0，所述水玻璃在20°C时的粘度为200~500mPa.S。
9.根据权利要求1或2所述的煤矿加固煤岩体用双组份注浆材料，其特征在于，所述偏铝酸碱金属盐为偏铝酸钠或偏铝酸钾或偏铝酸钠和偏铝酸钾的混合物。
10.根据权利要求1或2所述的煤矿加固煤岩体用双组份注浆材料，其特征在于，所述增塑剂为磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯和亚磷酸酯中的任意一种或任意两种及两种以上的混合物。
【文档编号】C04B24/12GK104177052SQ201410378564
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月2日 优先权日:2014年8月2日
【发明者】滕德强, 杨春满, 王群, 程子厚, 罗毅, 田乐, 王媛, 马灵姬 申请人:北京中煤矿山工程有限公司