本发明涉及爆破
技术领域：
，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。
背景技术：
：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。技术实现要素：本发明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。根据本发明的一个方面，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％。根据本发明的另一个方面，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。本发明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。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明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，而并不认为是对本发明的限制。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是根据本发明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是根据本发明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。本发明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，本发明不做限定。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，本发明不做限定。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，用于控制体积的膨胀率优选地。针对上述各实施例提供的方案，胺类催化剂可以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，即可以采用由三乙醇胺、三乙烯二胺、三亚乙基二胺、吡啶、2-(二甲氨基甲基)苯酚中的一种或几种混合而成的胺类催化剂。当然，其他具有与上述组分类似特性的材料也可以采用，本发明不做限定。优选地，针对上述各实施例提供的方案，活性表面剂可以采用具有聚醚-聚硅氧烷结构的硅油，其类型可以包括ak-8801、ak-8805、ak-8806、ak-8803中的一种或几种。同样的，此处也可以采用其他具有与聚醚-聚硅氧烷结构的硅油类似特性的材料，本发明不做限定。可选地，上述泡沫材料还可以包括10～20质量份的玻璃微珠。玻璃微珠可以起到反光的作用，在如隧道、地下矿山等昏暗环境中施工时，在灯光的照射下产生反光，便于识别已堵孔的数量、位置，防止漏堵；催化剂主要为催化多元醇与异氰酸酯反应的凝胶催化剂，用于控制体积的膨胀率。因此，选取玻璃微珠时，可以选择高折射率玻璃微珠。上述第一组分和第二组分的材料混合后无流淌、起发时间2s～10s，表干时间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％。上述材料混合后形成一种高触变性、低放热量、力学强度发展快、高膨胀、无收缩、高强度、造价低、无毒且具有阻燃效果的双组份聚氨酯泡沫材料，而且能够满足爆破炮孔封堵的需要。可以适用于各种施工环境和爆破方式的炮孔填塞，而且可以在保证填塞质量的同时，大大提高填塞效率。进一步地，本发明实施例还提供了一种向炮孔中填塞上述泡沫材料的方法，如图1所示，本发明实施例提供的向炮孔中填塞上述泡沫材料的方法包括：步骤s102，安装炸药卷，引出雷管脚线；步骤s104，将灌注袋放入炮孔内；步骤s106，将混合管插入灌注袋灌注口，将泡沫材料的第一组分和第二组分置于双组份胶管中，并压入混合管中混合；步骤s108，将混合后的泡沫材料灌入至灌注袋内；步骤s110，灌注完成后，混合后的泡沫材料开始反应，膨胀后从灌注袋上的孔中溢出，与炮孔壁粘结，完成填塞。基于本实施例提供的向炮孔中填塞上述泡沫材料的方法，在炸药卷安装到位，引出雷管脚线后，将灌注袋放入炮孔内，并且将混合管插入灌注袋的灌注口，随后将一定比例的泡沫材料的第一组分和第二组分置于双组份胶管中，并将其压入混合管中，上述组分在混合管中混合后将其灌入灌注袋内，灌注完成之后，混合之后的泡沫材料会开始反应并且膨胀，材料膨胀后会从灌注袋上的孔中溢出，与炮孔壁粘结，进而达到良好的封堵效果，采用上述方法可以有效地保证填充饱满密实。基于上述方法，可以利用聚氨酯发泡固化与孔壁产生的超强粘结力封堵炮孔。本发明实施例提供的向炮孔填塞泡沫材料的方法具有操作简便、填塞速度快以及提高进尺率的优点。可选地，可以利用双组份胶枪将泡沫材料第一组分和第二组分压入混合管，而双组份胶枪可以为气动双组份胶枪，也可以为手动双组份胶枪。当然其他具有类似功能的设备也可以使用，本发明不做限定。优选地，灌注袋的直径和长度可以根据炮孔大小及炮孔设计填塞的长度进行设置。混合管的直径与灌注袋的灌注口的直径相匹配。优选地，灌注袋可以选择自封式灌注袋。如图2所示，在本实施例中采用直径为4cm的pp(polypropylene，高聚物聚丙烯)自封式灌注袋，长度根据填塞长度确定。在袋子中部10cm范围内有一圈小孔，孔径5mm，孔间距、排距均为2cm。混合材料膨胀后从小孔溢出，与孔壁四周粘结，达到良好的封堵作用。当然，根据不同的情况，可以采用不同形状大小的灌注袋，而灌注袋侧壁上的孔也可根据爆破的要求进行设置，本发明不做限定。本发明实施例充分结合聚氨酯泡沫材料的快速反应与体积膨胀性，提供了一种用于爆破炮孔填塞的低反应热、高阻燃聚氨酯泡沫材料以及操作简便、适用性广的填塞方法。经过大量试验研究，该材料的各组分配比科学合理，炮孔填塞材料具有以下优异的性能：1.化学反应迅速，力学强度高，能够实现堵塞后快速引爆的效果，提高作业效率；2.反应放热低，能够保证炮孔内炸药和导爆管的安全；3.粘结强度高，能够与孔道围岩形成良好的粘结，引爆时避免泡沫体与岩石脱离，提高爆炸的效果；4.高膨胀率，能够根据不同的炮孔形状形成较好的密贴，实现堵塞的效果；5.高触变性，混合后即成型，避免混合物流淌，提高封堵效果；6.耐高温，高阻燃性，能避免爆破瞬间，温度过高造成泡沫体燃烧；7.具有反光的特性，在灯光的照射下，便于识别已堵的孔数、孔位，了解堵塞情况；8.本发明实施例提供的填塞方法，便于施工人员携带和封堵操作，炮孔填塞效率提高80％，堵塞质量提高30％。针对上述实施例提供的技术方案，发明人选取了多组不同配比的泡沫材料进行性能测试。实施例1本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，第二组分的成分包括：复合聚醚多元醇、流变剂、膨胀石墨、发泡剂、胺类催化剂、表面活性剂。其中，各成分的配比情况如表1所示，其中，mw表示化合物的数均分子量。表1将第一组分和第二组分的材料混合均匀后，注入直径为60mm，长度为200mm的透明试模中。将试模水平放置，用温度传感器测量试样芯部的温度，30min时测试试样的压缩强度。性能测试结果如表2所示。表2序号试验项目实施效果1起发时间(s)42表干时间(s)603触变性无流淌4反应芯部温度(℃)345密度(kg/m3)15761h抗压强度(mpa)1.47氧指数(％)29实施例2本实施例泡沫材料的成分与实施例1相同，但各成分的配比不同，本实施例所提供泡沫材料的第一组分和第二组分各个材料的选取以及配比情况如表3所示。表3同样地，将第一组分和第二组分的材料混合均匀后，注入直径为60mm，长度为200mm的透明试模中。将试模水平放置，用温度传感器测量试样芯部的温度，30min时测试试样的压缩强度。性能测试结果如表4所示。表4序号试验项目实施效果1起发时间(s)32表干时间(s)553触变性无流淌4反应芯部温度(℃)355密度(kg/m3)17261h抗压强度(mpa)1.67氧指数(％)28通过上述实施例不同材料配比的泡沫材料的性能测试可以看出，通过优选多元醇的比例和用量，添加流变剂，发泡剂，膨胀石墨，匹配合适的匀泡剂、催化剂，可以得到具有反应速度快、高触变性、低反应放热、高强度、高体积膨胀、高阻燃性能、无毒、可反光的聚氨酯泡沫材料。而且本发明实施例所提供的聚氨酯泡沫材料能够较好地适用于爆破孔道封堵，也可以用于其它的孔道封堵。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。当前第1页12