煤岩体堵水加固用化学注浆材料及其制备方法
【专利摘要】本发明属于化学合成领域，具体涉及一种新型煤岩体堵水加固用化学注浆材料及其制备方法。本发明通过A组分与B组分通过1:1的体积比混合制得，其中：A组分由液体硅酸钠、小分子醇、催化剂按配比混合制得，B组分由多苯基多亚甲基多异氰酸酯、降粘剂按配比混合制得。本发明有原料成本低、渗透性好、固化速度快、与煤层粘合力优、固结体强度高的特点，尤其是该种材料遇水不发泡，可以很好地兼顾堵水和加固作用，相关原料绿色，无污染，不含有挥发性溶剂，不产生任何有毒气体，完全满足煤矿堵水加固材料的使用和环保要求。
【专利说明】煤岩体堵水加固用化学注浆材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学合成领域，具体涉及一种煤岩体堵水加固用化学注浆材料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 我国是产煤大国，受地质条件影响，随着煤矿开采规模的迅速扩大、开采深度的不 断增加，开采时所承受的水压越来越大，矿井出水问题成了困扰煤矿安全生产的突出问题。
[0003] 常用的煤岩体堵水加固材料有惰性材料（如砂石、锯末、炉渣等）、水泥浆、水玻璃 浆液和化学注浆材料。砂石、水泥浆、水玻璃浆液这些材料虽然价格低廉但是堵水效果差， 同时没有加固煤岩体的作用，所以不能彻底堵水。化学注浆材料主要是聚氨酯材料和尿醛 树脂，聚氨酯材料固化速度快，堵水效果好，可以同时起到加固作用，是很好的煤矿堵水加 固材料，但是聚氨酯材料价格高，堵水成本投入大。尿醛树脂固化速度快，可以用来堵水，但 是其强度不高，不能很好地起加固作用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种原料成本低、渗透性好、固化速度快、与煤层粘合力优、 固结体强度高，遇水不发泡、良好的堵水和加固作用、绿色无污染的煤岩体堵水加固用化学 注浆材料；本发明同时提供其制备方法。
[0005] 本发明所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，由A组分和B组分组成，其中：
[0006] A组分按照重量份数计：
[0007] 液体硅酸钠： 70-80份；
[0008] 小分子醇： 20-30份；
[0009] 催化剂： 0-0· 5 份；
[0010] B组分按照重量份数计：
[0011] 多苯基多亚甲基多异氰酸酯：70-80份；
[0012] 降粘剂： 20-30 份。
[0013] 所述液体硅酸钠模数为2. 0-4. 0,波美度为30-50,优选永清县聚利得化工有限公 司产品；
[0014] 所述小分子醇为乙二醇、一缩二乙二醇中的一种或两种；
[0015] 所述催化剂为高活性聚氨酯叔胺类催化剂，高活性聚氨酯叔胺类催化剂为二甲氨 基乙氧基乙醇、二甲基乙醇胺、双（二甲氨基乙基）醚中的一种或几种，优选二甲氨基乙氧 基乙醇，优选美国Huntsman公司和江苏省江都市大江化工实业有限公司的产品，牌号分别 为 Jeffcat ZR-70 和 BDMAEE。
[0016] 所述多苯基多亚甲基多异氰酸酯优选牌号PM200,烟台万华聚氨酯股份有限公司 产品。
[0017] 所述降粘剂为邻苯二甲酸酯，优选牌号DOP，青州市建邦化工有限公司产品。
[0018] 所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料的制备方法，按照如下步骤完成：
[0019] 制备A组分料：
[0020] a按照配比先称量好液体硅酸钠、小分子醇、催化剂备用；
[0021] b将称量好的小分子醇、催化剂入反应釜中搅拌均匀；
[0022] c将称量好的液体硅酸钠加入反应釜中搅拌均匀；
[0023] d 灌装；
[0024] 制备B组份料：
[0025] a按照配比先称量好多苯基多亚甲基多异氰酸醋、降粘剂备用；
[0026] b将称量好的原料装入反应釜中搅拌均匀；
[0027] c氮气置换封装。
[0028] 使用时将A、B组分按A:B = 1:1的体积配比用双液注浆泵混合注浆即可。
[0029] 与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
[0030] (1)遇水不发生反应，固化速度快，堵水效果好；强度高、抗压在40MPa以上，加固 效果好。
[0031] (2)原料价廉易得，可以大大降低煤矿堵水加固的成本。
[0032] (3)相关原料绿色环保，无污染，不含有挥发性溶剂，不产生任何有毒气体，对人体 无害，完全满足煤岩体堵水加固的使用和环保要求；
[0033] (4)本发明用双液注浆泵压注，泵送性优良，使用方便。
【具体实施方式】
[0034] 以下结合实施例对本发明做进一步描述。
[0035] 实施例1
[0036] 制备A组分料100公斤，分别称量液体硅酸钠（模数2. 8,波美度45,永清县聚利得 化工有限公司）70kg、乙二醇（中国石化齐鲁石油化工公司）29. 5kg、催化剂（牌号BDMAEE， 江苏省江都市大江化工实业有限公司）〇. 5kg。将称量好的乙二醇、催化剂加入反应釜中搅 拌，在常温下搅拌混合均匀后加入液体硅酸钠，搅拌均匀即得A组分合格产品，从反应釜中 放料装桶后入库。
[0037] 制备B组分料100公斤，分别称量多苯基多亚甲基多异氰酸酯（牌号PM200,烟台 万华聚氨酯股份有限公司）70kg、降粘剂（牌号DOP，青州市建邦化工有限公司）30kg。将称 量好的多苯基多亚甲基多异氰酸酯、降粘剂装入反应釜中搅拌，在常温下搅拌混合均匀，即 得B组分合格产品，从反应釜中放料装桶氮气置换封装后入库。
[0038] 取A、B组分按照A:B = 1:1体积比搅拌混合制成固结体，检测产品指标如下：
[0039] 固结体密度： 1280kg/m3 15°C下固化速度： 35秒 抗压强度： 40.5 M Pa 粘结强度： 3 MPa
[0040] 实施例2
[0041 ]制备A组分料100公斤，分别称量液体硅酸钠（模数2. 8,波美度45,永清县聚利得 化工有限公司）79. 8kg、乙二醇（中国石化齐鲁石油化工公司）20kg、催化剂（牌号Jeffcat ZR-70,美国Huntsman公司）0. 2kg。将称量好的乙二醇、催化剂加入反应釜中搅拌，在常温 下搅拌混合均匀后加入液体硅酸钠，搅拌均匀即得A组分合格产品，从反应釜中放料装桶 后入库。
[0042] 制备B组分料100公斤，分别称量多苯基多亚甲基多异氰酸酯（牌号PM200,烟台 万华聚氨酯股份有限公司）80kg、降粘剂（牌号DOP，青州市建邦化工有限公司）20kg。将称 量好的多苯基多亚甲基多异氰酸酯、降粘剂装入反应釜中搅拌，在常温下搅拌混合均匀，即 得B组分合格产品，从反应釜中放料装桶氮气置换封装后入库。
[0043] 取A、B组分按照A:B = 1:1体积比搅拌混合制成固结快，检测产品指标如下： 固结体密度： 1280kg/m3 25 °C下固化速度： 40秒
[0044] 。 抗压强度： 45 MPa 粘结强度： 3 MPa
【权利要求】
1. 一种煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于由A组分和B组分组成，其中： A组分按照重量份数计： 液体硅酸钠： 70-80份； 小分子醇： 20-30份； 催化剂： 〇_〇. 5份； B组分按照重量份数计： 多苯基多亚甲基多异氰酸酯： 70-80份； 降粘剂： 20-30份。
2. 根据权利要求1所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于液体硅酸钠模 数为2. 0-4. 0,波美度为30-50。
3. 根据权利要求1所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于小分子醇为乙 二醇或一缩二乙二醇中的一种或两种。
4. 根据权利要求1所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于催化剂为高活 性聚氨酯叔胺类催化剂。
5. 根据权利要求4所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于高活性聚氨酯 叔胺类催化剂为二甲氨基乙氧基乙醇、二甲基乙醇胺或双（二甲氨基乙基）醚中的一种或 几种。
6. 根据权利要求5所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于高活性聚氨酯 叔胺类催化剂为二甲氨基乙氧基乙醇。
7. 根据权利要求1所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料，其特征在于降粘剂为邻苯 二甲酸酯。
8. -种权利要求1所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料的制备方法，其特征在于包 括以下步骤： 制备A组分料： a按照配比先称量好液体硅酸钠、小分子醇、催化剂备用； b将称量好的小分子醇、催化剂加入反应釜中搅拌均匀； c将称量好的液体硅酸钠加入反应釜中搅拌均匀； d灌装； 制备B组份料： a按照配比先称量好多苯基多亚甲基多异氰酸酯、降粘剂备用； b将称量好的原料装入反应釜中搅拌均匀； c氮气置换封装。
9. 根据权利要求8所述的煤岩体堵水加固用化学注浆材料的制备方法，其特征在于使 用时将A、B组分按A:B = 1:1的体积配比用双液注浆泵混合注浆即可。
【文档编号】C08G18/32GK104498004SQ201410706415
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】唐国涛, 张丽, 郝德开, 边宪磊, 王超 申请人:山东一诺威新材料有限公司