一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料制备，具体为一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料及其制备方法。

背景技术：

1、常用的煤岩体加固剂主要有聚氨酯类、环氧树脂类、脲醛树脂类等。其中，环氧树脂类加固剂具有良好的粘结性，固化收缩小，固化过程中不产生气体，耐热耐久性优良，但是浆体僵硬，柔韧不足；脲醛树脂类固化剂原料液为水基材料，粘度低，泵送性好，阻燃性好，但是抗压强度略差，而且材料含游离甲醛对操作工人身体伤害大。在所有类型加固剂中聚氨酯类加固剂具有粘度适中、凝结时间可调、耐化学腐蚀、固结后强度大并有一定韧性等优点。

2、现有公开号cn102532455a公开了一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料及其制备方法，由a组份和b组份组成，其中a组分由多元醇、溶剂、催化剂和阻燃剂组成；b组分为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。本发明的优点在于：(1)本发明材料通过配方设计，常温发泡，固化速度可调，固结体强度高，抗压在55mpa以上，能明显提高煤岩支撑力；固结体具有很好韧性，能承受随后的采动影响；原料液粘度低，在煤岩体中渗透性好；固结体与煤岩体粘结性好；(2)本发明材料相关原料绿色，无污染，不含有挥发性溶剂，不产生任何有毒气体，对人体无害，完全满足煤岩体加固的使用和环保要求；(3)本发明材料用双液注浆泵压注，泵送性优良，使用方便。

3、然而现有技术的中的固体机构强度进过实验验证，实验强度为50kg每立方，本申请主要的技术宗旨在于提升现有技术的固体强度，保证聚氨酯高分子材料在具备自身环保性能的轻度下还有更高的粘合能力。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料及其制备方法，解决了上述的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料，由等体积的a组份和b组分反应制成，a组分为聚氧化丙烯多元醇、b组分为多异氰酸酯，所述聚氧化丙烯多元醇为低质量分子结构，具体为n3o3或n2o4的任意一种，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯tdi、二苯基甲烷二异氰酸酯mdi、多亚甲基多苯基多异氰酸酯papi的任意一种。

5、优选的，所述聚氧化丙烯多元醇包括环氧丙烷、环氧乙烷、甘油为原料，制备方法如下：

6、步骤一、反应：在常压下加入定量起始剂如甘油、催化剂在反应釜中，反应生成醇钾和水，然后进行减压脱水，水分合格后，停真空，当温度达到聚合温度时，按预定速度加入环氧丙烷、环氧乙烷，当反应不再变化时表明反应完成；反应完成后检查产品羟值，确定质量后将反应液送至中和工序；

7、步骤二、中和：粗聚醚进入中和釜后，加热到一定温度后加入中和剂进行中和，按规定时间搅拌，然后进行减压脱水，检查产品色度、水分，合格后送过滤工序；

8、步骤三、过滤：中和精制后的聚醚，由过滤泵输送至过滤机进行循环过滤，澄清后加入抗氧剂输送至成品槽。

9、优选的，所述反应釜底设有环氧丙烷，环氧乙烷进料盘管喷淋进料。

10、优选的，所述多异氰酸酯的制备方法，包括下列步骤：

11、步骤一、在混合装置中混合含光气的第一料流、含多胺的第二料流和含氨基甲酰氯和胺盐酸盐的第三料流，其中基于第二料流中所含的多胺的胺基团计，光气以超过理论值的0％至50％的化学计量过量使用，

12、步骤二、将步骤一中获得的混合料流输送通过反应器，形成含氨基甲酰氯和胺盐酸盐的第四料流；

13、步骤三、任选地从步骤二中形成的含氨基甲酰氯和胺盐酸盐的第四料流中排出气态清除料流，由此得到含氨基甲酰氯和胺盐酸盐且气态成分贫化的料流；

14、步骤四、将步骤二中获得的第四料流分成两个子料流，将子料流转化成所需的多异氰酸酯。

15、优选的，所述步骤二中的反应器绝对压力为20bar至60bar且温度为80℃至200℃。

16、优选的，包括下列步骤：

17、s1、制备a和b组分料：将称量好的聚醚多元醇和极性溶剂装入反应釜中搅拌均匀，然后在反应釜中加入称量好的催化剂、阻燃剂搅拌均匀，即可装桶；

18、s2、将a、b组分料按a∶b＝1∶1的重量比混合均匀，即得煤岩体加固用聚氨酯高分子材料。

19、(三)有益效果

20、本发明提供了一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料及其制备方法，具备以下有益效果：

21、该煤岩体加固用聚氨酯高分子材料及其制备方法，通过聚氧化丙烯多元醇和多异氰酸酯经过多次处理的情况下保证了基体的高纯度化，增加了后续搅拌黏合的高匹配度，进而增加了该材料的固体状态的高强度。

技术特征：

1.一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料，其特征在于：由等体积的a组份和b组分反应制成，a组分为聚氧化丙烯多元醇、b组分为多异氰酸酯，所述聚氧化丙烯多元醇为低质量分子结构，具体为n3o3或n2o4的任意一种，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯tdi、二苯基甲烷二异氰酸酯mdi、多亚甲基多苯基多异氰酸酯papi的任意一种。

2.根据权利要求1所述的一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料，其特征在于：所述聚氧化丙烯多元醇包括环氧丙烷、环氧乙烷、甘油为原料，制备方法如下：

3.根据权利要求2所述的一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料，其特征在于：所述反应釜底设有环氧丙烷，环氧乙烷进料盘管喷淋进料。

4.根据权利要求1所述的一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料，其特征在于：所述多异氰酸酯的制备方法，包括下列步骤：

5.根据权利要求4所述的一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料，其特征在于：所述步骤二中的反应器绝对压力为20bar至60bar且温度为80℃至200℃。

6.根据权利要求4所述的一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：

技术总结
本发明公开了一种煤岩体加固用聚氨酯高分子材料，其特征在于：由等体积的A组份和B组分反应制成，A组分为聚氧化丙烯多元醇、B组分为多异氰酸酯，所述聚氧化丙烯多元醇为低质量分子结构，具体为N3O3或N2O4的任意一种，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI的任意一种。该煤岩体加固用聚氨酯高分子材料及其制备方法，通过聚氧化丙烯多元醇和多异氰酸酯经过多次处理的情况下保证了基体的高纯度化，增加了后续搅拌黏合的高匹配度，进而增加了该材料的固体状态的高强度。

技术研发人员：李正兵,宋强,廖敏,夏彬,郭洪,李君辉
受保护的技术使用者：四川海纳永固科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16