煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料及其制备方法
【专利摘要】本发明的目的是提供一种煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料及其制备方法，该材料由A、B组分聚合而成，以质量百分数计，A组份包括10～20％聚醚多元醇、60～80％水玻璃、2～5％增溶剂、1～2％泡沫稳定剂、1～3％催化剂和5～15％阻燃剂，B组份包括60～75％多亚甲基多苯基多异氰酸酯、20～30％二苯甲烷二异氰酸酯和10～20％增塑剂。材料中水玻璃起到了“阻燃剂”的作用，大大提高了安全性；该填充材料对岩煤体具有良好的粘结性，粘合后抗剪切性及韧性好，并且相关原料低气味、不含有挥发性溶剂，不产生任何有毒气体，满足煤矿加固材料的使用和环保要求。
【专利说明】煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 煤矿井下采掘施工过程中，高冒区煤岩空峒、各种裂缝、漏风通道、采空区容易成 为井下瓦斯气体的涌出通道及聚集区域，带来一定安全隐患。煤矿用填充材料具有良好的 隔气性和发泡性，广泛应用于煤矿和隧道的永久（临时）密闭，特别适用于填充高冒区煤岩 空峒、各种裂隙及漏风通道，以及封堵工作面上下隅角防治漏风及采空区瓦斯气体涌出。
[0003] 目前使用的填充材料主要为酚醛类及聚氨酯类材料。酚醛类填充材料具有突出的 阻燃性但其固化剂为强酸性物质，在使用过程中容易给施工人员带来一定伤害，比如漏料 粘到皮肤上可引起红肿、发痒，接触到眼睛严重可导致失明；另外，酚醛树脂内的残留甲醛 也给井下环境带来一定污染，酚醛材料的力学性能较差容易被风化。聚氨酯类填充材料具 有良好的可发性和力学性能，无挥发性、腐蚀性，使用安全可靠，但其阻燃性较差，反应时容 易聚热（其内部温度可达160°c以上），在一定条件下甚至会发烟、自燃。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料，使用水玻璃对 其改性，同时加入聚醚多元醇及增溶剂使该填充材料阻燃性提高，并兼具良好韧性和力学 性能，本发明同时提供其制备方法。
[0005] 本发明所述的煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料由A组分和B组分聚合而 成，其中：
[0006] A组份的原料以质量百分数计，配比如下：
[0007]
【权利要求】
1. 一种煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料，由A组分和B组分聚合而成，其特征在 于： A组份的原料以质量百分数计，配比如下： 聚醚多元醇： 10?20% 水玻璃： 60~80% 增溶剂： 2?5% 泡沫稳定剂： 1~2% 催化剂： 1?3% 阻燃剂： 5?15% B组份的原料以质量百分数计，配比如下： 多亚甲基多苯基多异氰酸酯：60?75% 二苯甲烷二异氰酸酯： 15?30% 增塑剂： 10?20%。
2. 根据权利要求1所述的煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料，其特征在于：A、B组 分的重量比为1:1。
3. 根据权利要求1所述的煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料，其特征在于：聚醚 多元醇采用官能度为5、分子量为3500的聚环氧丙烷醚多元醇。
4. 根据权利要求1所述的煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料，其特征在于，水玻 璃的模数为3?4,波美度为30?42度。
5. 根据权利要求1所述的煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料，其特征在于：增溶 剂为烷基酚聚氧乙烯基醚类非离子型表面活性剂，采用0P-10。
6. 根据权利要求1所述的煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料，其特征在于：泡沫 稳定剂采用Si-C类表面活性剂。
7. 根据权利要求1所述的煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料，其特征在于：催化 剂为有机胺类催化剂，采用2, 4, 6-三（二甲胺基甲基）苯酚和五甲基二亚乙基三胺，二者 之间的质量比为〇. 5?1. 5:1?2。
8. 根据权利要求1所述的煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料，其特征在于：阻燃 剂采用磷酸酯类阻燃剂。
9. 根据权利要求1所述的煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料，其特征在于：增塑 剂采用DDP增塑剂。
10. -种权利要求1-9任一权利要求所述的煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料的 制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 制备A组份料：先将称量好的聚醚多元醇、水玻璃、增溶剂装入混合釜中搅拌，然后 加入称量好的泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂，在常温下搅拌均匀； (2) 制备B组份料：将称量好的多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯和增 塑剂装入混合釜中搅拌均匀； (3) 将A、B组份料按A:B = 1:1的重量比混合均匀发泡后即可得到煤矿安全用水玻璃 改性聚氨酯填充材料。
【文档编号】C08L75/08GK104277203SQ201410597428
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】尚伟, 由明, 孙萌萌 申请人:淄博润义金环保新材料科技有限公司