一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料

本发明涉及复合材料合成领域，尤其涉及一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料。

背景技术：

1、近年来，我国注浆技术在矿岩中得到了广泛的应用，能有效解决复杂地质条件下岩体出现的破碎变形、巷道顶板或工作面冒顶、瓦斯、火灾以及水害等安全问题，极大地提高了生产效率，使人员与财产安全得到了有效保障；化学注浆能在较短时间内固结破碎的岩体，并达到较高的强度；在多种注浆材料中，聚氨酯材料以黏度适中、固化时间可控、固结体韧性良好和强度高等优点，广泛应用于破碎岩体的加固、巷道顶板涌水的封堵等领域，应用前景广阔。

2、但是，在高水压环境条件下的岩体，单一浆液易被流动水冲蚀，从而造成浆液损失，深部注浆工程面临传统水泥基浆液难注入的问题；而发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料在反应时放出大量的二氧化碳，因此在灌浆时，可以产生二次较大的压力避免浆液的流失和加大浆液进一步扩散；例如专利cn105111411b即公开了一种环氧改性聚氨酯-水玻璃复合注浆材料。

3、然而，本发明创造的发明人在实践中发现，现有的发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料普遍存在固化后强度不足的问题，由此降低了施工安全性。

4、上述技术问题需要解决。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，以解决其固化后强度不足的问题，提高施工安全性。

2、为实现上述目的，本发明特提供了一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，该材料由包括以下组分的原料制备而成：

3、发泡聚氨酯-水玻璃100.0重量份、耐碱pva纤维0.05-0.15重量份及泡沫稳定剂0.1-2.0重量份。

4、该材料由包括以下组分的原料制备而成：发泡聚氨酯-水玻璃100.0重量份、耐碱pva纤维0.1重量份及泡沫稳定剂1.0重量份。

5、进一步，所述发泡聚氨酯-水玻璃由a组份和b组份按照质量比55:45聚合而成，其中：

6、a组份由包括以下组分的原料制备而成：水玻璃54.1重量份、发泡剂0.9重量份；

7、b组份由包括以下组分的原料制备而成：二苯基甲烷二异氰酸酯54.1重量份、聚醚多元醇0.9重量份、泡沫稳定剂1.6重量份。

8、进一步，所述发泡剂为偶氮二甲酸二乙酯。

9、进一步，所述泡沫稳定剂为烷基醇酞胺。

10、进一步，所述耐碱pva纤维通过pva原丝纤维改性后得到，其改性过程包括以下步骤：

11、s1.将pva原丝纤维用酒精超声清洗；

12、s2.清洗后浸泡到质量分数为5％环氧树脂-酒精溶液中，静置；

13、s3.取出浸泡后的纤维进行烘干，此时纤维表面均匀涂覆有环氧树脂涂层；

14、s4.将pva纤维浸泡于含有无水乙醇、正硅酸乙酯及去离子水的混合溶液a中；

15、s5.进行磁力搅拌，纤维表面充分浸泡在混合溶液a中；

16、s6.向混合溶液a中缓慢滴入催化剂，继续搅拌设定时间后静置；

17、s7.取出纤维后用无水乙醇冲洗，于真空干燥箱中进行烘干；

18、s8.将100ml无水乙醇、5ml十二烷基三甲氧基硅烷和0.25ml去离子水混合形成混合溶液b，并进行磁力搅拌；

19、s9.加入0.08ml的冰乙醇于混合溶液b中，搅拌得到改性液，将s3得到的纤维浸泡在改性液中，静置；

20、s10.将pva纤维样品取出，用无水乙醇进行清洗，在真空干燥箱中烘干，即得到具有疏水二氧化硅涂层的耐碱pva纤维。

21、进一步，所述催化剂为氨水。

22、亦或者，所述耐碱pva纤维通过pva原丝纤维改性后得到，其改性过程包括以下步骤：

23、p1.pva原丝纤维用酒精超声清洗后浸泡到质量分数为5％的环氧树脂-酒精溶液中，静置；

24、p2.取出浸泡后的纤维进行烘干，此时纤维表面均匀涂覆有环氧树脂涂层；

25、p3.将p2得到的纤维与纳米石墨充分机械混合，使得每根纤维均匀涂覆纳米石墨涂层，即得到耐碱pva纤维。

26、进一步，所述灌浆材料的制备包括以下步骤：

27、t1.分别制备耐碱pva纤维及发泡聚氨酯-水玻璃的a组分和b组分；

28、t2.将耐碱pva纤维和发泡聚氨酯-水玻璃的a组分在加入泡沫稳定剂的条件下进行混合，得到含耐碱pva纤维的a组分；

29、t3.将t2得到的a组分和t1得到的b组分进行混合，得到所述灌浆材料。

30、与现有技术相比，本发明可具有以下有益技术效果：

31、本发明提供的一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，通过在发泡聚氨酯-水玻璃中加入耐碱pva纤维，从而提高了发泡聚氨酯-水玻璃固化后的抗拉强度及抗压强度，从而解决了发泡聚氨酯-水玻璃固化后强度不足的问题，提高了施工安全性。

32、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，其特征在于，该材料由包括以下组分的原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，其特征在于，该材料由包括以下组分的原料制备而成：发泡聚氨酯-水玻璃100.0重量份、耐碱pva纤维0.1重量份及泡沫稳定剂1.0重量份。

3.根据权利要求1所述的一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，其特征在于，所述发泡聚氨酯-水玻璃由a组份和b组份按照质量比55:45聚合而成，其中：

4.根据权利要求3所述的一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酸二乙酯。

5.根据权利要求3所述的一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，其特征在于：所述泡沫稳定剂为烷基醇酞胺。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，其特征在于，所述耐碱pva纤维通过pva原丝纤维改性后得到，其改性包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，其特征在于，所述催化剂为氨水。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，其特征在于，所述耐碱pva纤维通过pva原丝纤维改性后得到，其改性过程包括以下步骤：

9.根据权利要求3所述的一种发泡聚氨酯-水玻璃富水灌浆材料，其特征在于，所述灌浆材料的制备包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及复合材料合成领域，具体公开了一种发泡聚氨酯‑水玻璃富水灌浆材料，该材料由包括以下组分的原料制备而成：发泡聚氨酯‑水玻璃100.0重量份、耐碱PVA纤维0.05‑0.15重量份及泡沫稳定剂0.1‑2.0重量份。本发明通过在发泡聚氨酯‑水玻璃中加入耐碱PVA纤维，从而提高了发泡聚氨酯‑水玻璃固化后的抗拉强度及抗压强度，从而解决了发泡聚氨酯‑水玻璃固化后强度不足的问题，提高了施工安全性。

技术研发人员：宋宜祥,韦世颖,李晓雷,马文著,周晓敏,刘书杰,张基伟,杨晴雯,崔圣华,刘牧冲
受保护的技术使用者：河北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21