专利名称：一种矿用水玻璃加固堵水材料的制作方法
技术领域：
本发明属于矿用加固堵水材料领域，具体涉及一种矿用水玻璃加固堵水材料。
背景技术：
在矿山压力作用下及遇到地质断层、陷落柱时，巷道、工作面顶板煤体酥散，造成巷道变形，顶板冒落，煤帮片落，给安全生产带来隐患。煤矿在生产过程中遇到上述问题通常采用流水泥浆、聚氨酯类、环氧类等材料对巷道工作面顶板进行维护，但是上述材料在实际应用中给安全生产带来诸多的问题。如下所述:
1.煤矿地质裂隙微细，水泥注浆粒径大，扩散半径小，微小裂隙注不进，固化时间不可
调；
2.煤矿井下环境潮湿有水，聚氨酯类遇水发泡，强度降低；
3.有机类(聚氨酯、环氧类)的注浆材料反应热高、阻燃性低，容易引起煤矿火灾。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种矿用水玻璃加固堵水材料，目的是以达到矿用加固材料阻燃性高、反应热低、固化时间可调、环境水对反应基本无影响的效果，很大程度上提高了煤矿的生产的安全性。本发明的技术方案:一种矿用水玻璃加固堵水材料，由两种独立的A组份与B组份组成，A组份和B组份按照体积比为I 2:1的比例混合，其中所述A组份的原料按照重量百分数为:水玻璃A:51 99.9%，水玻璃B:0 50%，催化剂C:0.1 2%，增塑剂D:0 50% ;其中所述B组份的原料按照重量百分数为:固化剂A:51 100%，固化剂B:0 50%，
聚醚多元醇C:0 50%。所述的水玻璃A为模数为1.5 3.5的钠水玻璃、钾水玻璃、钠钾水玻璃中的一种或一种以上。所述的水玻璃B为模数为1.5 3.5的钠水玻璃、钾水玻璃、钠钾水玻璃中的一种或一种以上。所述的催化剂C为N、N_ 二甲基苄胺、三聚催化剂2，4，6_三(二甲氨基甲基)苯酚、二甲基环已胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基乙醇胺、2，2-双吗啉基二乙基醚、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、钛酸四丁酯中的一种或一种以上。所述的增塑剂D为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁脂、甘油三醋酸酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯、氯化石蜡中的一种或一种以上。所述的固化剂A为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。所述的固化剂B为1，4 丁内酯、 十二烷基苯磺酸钠、乙二醇、碳酸丙烯酯、甘油三醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯中的一种或一种以上。
所述的聚醚多元醇C为2官能度，分子量为500 3000聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃二醇中的一种或一种以上。一种矿用水玻璃加固堵水材料的制备方法，包括以下步骤:
a.制备A组份料:先将51 99.9%的水玻璃A与O 50%的水玻璃B装入反应釜中，然后依次加入0.1 2%的催化剂C和O 50%的增塑剂D，在常温下搅拌均匀，待所有组份反应稳定取样检测合格后，即密封包装；
b.制备B组份料:先将5广100%的固化剂A装入反应釜中，然后加入O 50%的聚醚多元醇C，在30 45°C下搅拌均匀后再加入O 50%的固化剂B，取样检测合格后，即可密封包装；
使用时用高压注浆泵将制备好的A组份与B组份按照I 2:1的体积比混合注入煤岩体中，材料将会渗透到微小裂隙，发生膨胀固化反应，达到加固稳固支撑煤岩体的目的。所述的高压注浆泵为双液压注浆泵。本发明制得的矿用水玻璃加固堵水材料产品质量指标如下:
(1)固化时间60s 300s；
(2)发泡倍率3I倍；
(3)抗压强度兰35MPa ；
(4)阻燃性:不燃。本发明的有益效果:
1.本发明矿用水玻璃加固堵水材料粘度小、流动性好、渗透性强、固化时间可调、高阻燃、低反应热、环境水对反应基本无影响、固结物强度高，能为煤矿安全生产和高效生产提供保障；
2.本发明矿用水玻璃加固堵水材料价格低廉、施工方便、安全阻燃、综合性能高，完全满足煤矿企业的需求，符合绿色化和可持续发展要求；
3.本发明矿用水玻璃加固堵水材料还可以用于建筑地基加固，交通路基加固、隧道加固等行业。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步说明 实施例1
一种矿用水玻璃加固堵水材 料，按以下重量比原料配制而成:
A组份料:分别称量水玻璃A模数为1.5的钠水玻璃51千克，水玻璃B模数为1.5的钠钾水玻璃34千克，催化剂C五甲基二亚乙基三胺0.15千克、三聚催化剂2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.25千克和二月桂酸二丁基锡0.1千克，增塑剂D 52#氯化石蜡14.5千克。将称量好的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。B组份料:分别称量固化剂A多苯基多亚甲基多异氰酸酯(烟台万华PM-200)51千克，固化剂B甘油三醋酸酯26千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为500的聚氧化丙烯二醇23千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在30°C搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。
将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比1:1在静态混合器混合合得到固结体，检测产品质量指标:固化时间160s，发泡倍率1.3倍，抗压强度40.9MPa，阻燃性:不燃，符合煤矿使用标准。实施例2
一种矿用水玻璃加固堵水材料，按以下重量比原料配制而成:
A组份料:分别称量水玻璃A模数为2.6的钠水玻璃70千克，水玻璃B模数为2的钠钾水玻璃15千克，催化剂C五甲基二亚乙基三胺0.2千克、二甲基乙醇胺0.3千克、二甲基环已胺0.5千克，增塑剂D为52#氯化石蜡10千克和邻苯二甲酸二丁脂4千克。将称量好的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。B组份料:分别称量固化剂A烟台万华PM-200多苯基多亚甲基多异氰酸酯70千克，固化剂B甘油三醋酸酯15千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为1000的聚氧化丙烯二醇15千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在35°C搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。 将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比1.2:1在静态混合器混合合得到固结体，检测产品质量指标:固化时间90s，发泡倍率1.4倍，抗压强度42.7MPa，阻燃性:不燃，符合煤矿使用标准。实施例3
一种矿用水玻璃加固堵水材料，按以下重量比原料配制而成:
A组份料:分别称量水玻璃A模数为3的钠水玻璃80千克，水玻璃B模数为2.5的钠水玻璃10千克，催化剂C为N、N- 二甲基苄胺0.25千克、三聚催化剂2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.15千克和二月桂酸二丁基锡0.1千克，增塑剂D为52#氯化石蜡5千克和邻苯二甲酸二丁脂4.5千克。将称量好 的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。B组份料:分别称量固化剂A烟台万华PM-200多苯基多亚甲基多异氰酸酯85千克，固化剂B甘油三醋酸酯3千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为2000的聚氧化丙烯二醇12千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在40°C搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比1.4:1在静态混合器混合得到固结体，检测产品质量指标:固化时间150s，发泡倍率1.2倍，抗压强度41.7MPa，阻燃性:不燃，符合煤矿使用标准。实施例4
一种矿用水玻璃加固堵水材料，按以下重量比原料配制而成:
A组份料:分别称量水玻璃A模数为3.5的钠水玻璃99.9千克，水玻璃B模数为3.5的钠钾水玻璃O千克，催化剂C为二甲基环已胺0.1千克，增塑剂D为52#氯化石蜡O千克。将称量好的水玻璃A、水玻璃B装入混合釜中搅拌，然后分别加入称量好的催化剂C和增塑剂D，在常温下搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。B组份料:分别称量固化剂A烟台万华PM-200多苯基多亚甲基多异氰酸酯100千克，固化剂B乙二醇乙醚醋酸酯O千克，聚醚多元醇C为2官能度分子量为3000的聚四氢呋喃二醇O千克。将称量好的固化剂A、聚醚多元醇C装入混合釜，在45°C搅拌均匀反应后，然后加入称量好的固化剂B，搅拌均匀，取样检测合格后，即可密封包装。
将A组份与B组份经高压气动注浆泵按照体积比2:1在静态混合器混合合得到固结体，检测产品质量指标:固化时间90s，发泡倍率1.45倍，抗压强度43.6MPa，阻燃性:不燃，符合煤矿使用标准。
权利要求
1.一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是由两种独立的A组份与B组份组成，A组份和B组份按照体积比为1 2:1的比例混合，其中所述A组份的原料按照重量百分数为:水玻璃A:51 99.9%，水玻璃B:0 50%，催化剂C:0.1 2%，增塑剂D:0 50% ;其中所述B组份的原料按照重量百分数为:固化剂A:51 100%，固化剂B:0 50%，聚醚多元醇C:0 50%。
2.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的水玻璃A为模数为1.5 3.5的钠水玻璃、钾水玻璃、钠钾水玻璃中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的水玻璃B为模数为1.5 3.5的钠水玻璃、钾水玻璃、钠钾水玻璃中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的催化剂C为N、N- 二甲基苄胺、三聚催化剂2，4，6_三(二甲氨基甲基)苯酚、二甲基环已胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基乙醇胺、2，2-双吗啉基二乙基醚、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、钛酸四丁酯中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的增塑剂D为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁脂、甘油三醋酸酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯、氯化石蜡中的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的固化剂A为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的固化剂B为1，4 丁内酯、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇、碳酸丙烯酯、甘油三醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯中的一种或一种以上。
8.根据权利要求1所述的一种矿用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的聚醚多元醇C为2官能度，分子量为500 3000聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃二醇中的一种或一种以上。
全文摘要
本发明涉及一种矿用水玻璃加固堵水材料，由两种独立的A组份与B组份组成，其中所述A组份的原料按照重量百分数为水玻璃Ａ51～99.9%，水玻璃B0～50%，催化剂C0.1～2%,增塑剂D0～50%；其中所述B组份的原料按照重量百分数为固化剂A51~100%,固化剂B0～50%，聚醚多元醇C0～50%。本发明的矿用加固材料阻燃性高、反应热低、固化时间可调、环境水对反应基本无影响的效果，很大程度上提高了煤矿的生产的安全性。
文档编号C04B28/26GK103113079SQ20131004778
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者柏广峰 申请人:山西誉邦新动力科技有限公司