專利名稱：一種礦用水玻璃加固堵水材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦用加固堵水材料領(lǐng)域，具體涉及一種礦用水玻璃加固堵水材料。
背景技術(shù)：
在礦山壓力作用下及遇到地質(zhì)斷層、陷落柱時(shí)，巷道、工作面頂板煤體酥散，造成巷道變形，頂板冒落，煤幫片落，給安全生產(chǎn)帶來隱患。煤礦在生產(chǎn)過程中遇到上述問題通常采用流水泥漿、聚氨酯類、環(huán)氧類等材料對巷道工作面頂板進(jìn)行維護(hù)，但是上述材料在實(shí)際應(yīng)用中給安全生產(chǎn)帶來諸多的問題。如下所述:
1.煤礦地質(zhì)裂隙微細(xì)，水泥注漿粒徑大，擴(kuò)散半徑小，微小裂隙注不進(jìn)，固化時(shí)間不可
調(diào)；
2.煤礦井下環(huán)境潮濕有水，聚氨酯類遇水發(fā)泡，強(qiáng)度降低；
3.有機(jī)類(聚氨酯、環(huán)氧類)的注漿材料反應(yīng)熱高、阻燃性低，容易引起煤礦火災(zāi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種礦用水玻璃加固堵水材料，目的是以達(dá)到礦用加固材料阻燃性高、反應(yīng)熱低、固化時(shí)間可調(diào)、環(huán)境水對反應(yīng)基本無影響的效果，很大程度上提高了煤礦的生產(chǎn)的安全性。本發(fā)明的技術(shù)方案:一種礦用水玻璃加固堵水材料，由兩種獨(dú)立的A組份與B組份組成，A組份和B組份按照體積比為I 2:1的比例混合，其中所述A組份的原料按照重量百分?jǐn)?shù)為:水玻璃A:51 99.9%，水玻璃B:0 50%，催化劑C:0.1 2%，增塑劑D:0 50% ;其中所述B組份的原料按照重量百分?jǐn)?shù)為:固化劑A:51 100%，固化劑B:0 50%，
聚醚多元醇C:0 50%。所述的水玻璃A為模數(shù)為1.5 3.5的鈉水玻璃、鉀水玻璃、鈉鉀水玻璃中的一種或一種以上。所述的水玻璃B為模數(shù)為1.5 3.5的鈉水玻璃、鉀水玻璃、鈉鉀水玻璃中的一種或一種以上。所述的催化劑C為N、N_ 二甲基芐胺、三聚催化劑2，4，6_三(二甲氨基甲基)苯酚、二甲基環(huán)已胺、五甲基二亞乙基三胺、二甲基乙醇胺、2，2-雙嗎啉基二乙基醚、二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫、鈦酸四丁酯中的一種或一種以上。所述的增塑劑D為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁脂、甘油三醋酸酯、檸檬酸三乙酯、乙酰檸檬酸三乙酯、檸檬酸三丁酯、乙酰檸檬酸三(2-乙基已)酯、氯化石蠟中的一種或一種以上。所述的固化劑A為多苯基多亞甲基多異氰酸酯。所述的固化劑B為1，4 丁內(nèi)酯、 十二烷基苯磺酸鈉、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種或一種以上。
所述的聚醚多元醇C為2官能度，分子量為500 3000聚氧化丙烯二醇和聚四氫呋喃二醇中的一種或一種以上。一種礦用水玻璃加固堵水材料的制備方法，包括以下步驟:
a.制備A組份料:先將51 99.9%的水玻璃A與O 50%的水玻璃B裝入反應(yīng)釜中，然后依次加入0.1 2%的催化劑C和O 50%的增塑劑D，在常溫下攪拌均勻，待所有組份反應(yīng)穩(wěn)定取樣檢測合格后，即密封包裝；
b.制備B組份料:先將5廣100%的固化劑A裝入反應(yīng)釜中，然后加入O 50%的聚醚多元醇C，在30 45°C下攪拌均勻后再加入O 50%的固化劑B，取樣檢測合格后，即可密封包裝；
使用時(shí)用高壓注漿泵將制備好的A組份與B組份按照I 2:1的體積比混合注入煤巖體中，材料將會滲透到微小裂隙，發(fā)生膨脹固化反應(yīng)，達(dá)到加固穩(wěn)固支撐煤巖體的目的。所述的高壓注漿泵為雙液壓注漿泵。本發(fā)明制得的礦用水玻璃加固堵水材料產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)如下:
(1)固化時(shí)間60s 300s；
(2)發(fā)泡倍率3I倍；
(3)抗壓強(qiáng)度蘭35MPa ；
(4)阻燃性:不燃。本發(fā)明的有益效果:
1.本發(fā)明礦用水玻璃加固堵水材料粘度小、流動(dòng)性好、滲透性強(qiáng)、固化時(shí)間可調(diào)、高阻燃、低反應(yīng)熱、環(huán)境水對反應(yīng)基本無影響、固結(jié)物強(qiáng)度高，能為煤礦安全生產(chǎn)和高效生產(chǎn)提供保障；
2.本發(fā)明礦用水玻璃加固堵水材料價(jià)格低廉、施工方便、安全阻燃、綜合性能高，完全滿足煤礦企業(yè)的需求，符合綠色化和可持續(xù)發(fā)展要求；
3.本發(fā)明礦用水玻璃加固堵水材料還可以用于建筑地基加固，交通路基加固、隧道加固等行業(yè)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明 實(shí)施例1
一種礦用水玻璃加固堵水材 料，按以下重量比原料配制而成:
A組份料:分別稱量水玻璃A模數(shù)為1.5的鈉水玻璃51千克，水玻璃B模數(shù)為1.5的鈉鉀水玻璃34千克，催化劑C五甲基二亞乙基三胺0.15千克、三聚催化劑2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.25千克和二月桂酸二丁基錫0.1千克，增塑劑D 52#氯化石蠟14.5千克。將稱量好的水玻璃A、水玻璃B裝入混合釜中攪拌，然后分別加入稱量好的催化劑C和增塑劑D，在常溫下攪拌均勻，取樣檢測合格后，即可密封包裝。B組份料:分別稱量固化劑A多苯基多亞甲基多異氰酸酯(煙臺萬華PM-200)51千克，固化劑B甘油三醋酸酯26千克，聚醚多元醇C為2官能度分子量為500的聚氧化丙烯二醇23千克。將稱量好的固化劑A、聚醚多元醇C裝入混合釜，在30°C攪拌均勻反應(yīng)后，然后加入稱量好的固化劑B，攪拌均勻，取樣檢測合格后，即可密封包裝。
將A組份與B組份經(jīng)高壓氣動(dòng)注漿泵按照體積比1:1在靜態(tài)混合器混合合得到固結(jié)體，檢測產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo):固化時(shí)間160s，發(fā)泡倍率1.3倍，抗壓強(qiáng)度40.9MPa，阻燃性:不燃，符合煤礦使用標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例2
一種礦用水玻璃加固堵水材料，按以下重量比原料配制而成:
A組份料:分別稱量水玻璃A模數(shù)為2.6的鈉水玻璃70千克，水玻璃B模數(shù)為2的鈉鉀水玻璃15千克，催化劑C五甲基二亞乙基三胺0.2千克、二甲基乙醇胺0.3千克、二甲基環(huán)已胺0.5千克，增塑劑D為52#氯化石蠟10千克和鄰苯二甲酸二丁脂4千克。將稱量好的水玻璃A、水玻璃B裝入混合釜中攪拌，然后分別加入稱量好的催化劑C和增塑劑D，在常溫下攪拌均勻，取樣檢測合格后，即可密封包裝。B組份料:分別稱量固化劑A煙臺萬華PM-200多苯基多亞甲基多異氰酸酯70千克，固化劑B甘油三醋酸酯15千克，聚醚多元醇C為2官能度分子量為1000的聚氧化丙烯二醇15千克。將稱量好的固化劑A、聚醚多元醇C裝入混合釜，在35°C攪拌均勻反應(yīng)后，然后加入稱量好的固化劑B，攪拌均勻，取樣檢測合格后，即可密封包裝。 將A組份與B組份經(jīng)高壓氣動(dòng)注漿泵按照體積比1.2:1在靜態(tài)混合器混合合得到固結(jié)體，檢測產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo):固化時(shí)間90s，發(fā)泡倍率1.4倍，抗壓強(qiáng)度42.7MPa，阻燃性:不燃，符合煤礦使用標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例3
一種礦用水玻璃加固堵水材料，按以下重量比原料配制而成:
A組份料:分別稱量水玻璃A模數(shù)為3的鈉水玻璃80千克，水玻璃B模數(shù)為2.5的鈉水玻璃10千克，催化劑C為N、N- 二甲基芐胺0.25千克、三聚催化劑2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.15千克和二月桂酸二丁基錫0.1千克，增塑劑D為52#氯化石蠟5千克和鄰苯二甲酸二丁脂4.5千克。將稱量好 的水玻璃A、水玻璃B裝入混合釜中攪拌，然后分別加入稱量好的催化劑C和增塑劑D，在常溫下攪拌均勻，取樣檢測合格后，即可密封包裝。B組份料:分別稱量固化劑A煙臺萬華PM-200多苯基多亞甲基多異氰酸酯85千克，固化劑B甘油三醋酸酯3千克，聚醚多元醇C為2官能度分子量為2000的聚氧化丙烯二醇12千克。將稱量好的固化劑A、聚醚多元醇C裝入混合釜，在40°C攪拌均勻反應(yīng)后，然后加入稱量好的固化劑B，攪拌均勻，取樣檢測合格后，即可密封包裝。將A組份與B組份經(jīng)高壓氣動(dòng)注漿泵按照體積比1.4:1在靜態(tài)混合器混合得到固結(jié)體，檢測產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo):固化時(shí)間150s，發(fā)泡倍率1.2倍，抗壓強(qiáng)度41.7MPa，阻燃性:不燃，符合煤礦使用標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例4
一種礦用水玻璃加固堵水材料，按以下重量比原料配制而成:
A組份料:分別稱量水玻璃A模數(shù)為3.5的鈉水玻璃99.9千克，水玻璃B模數(shù)為3.5的鈉鉀水玻璃O千克，催化劑C為二甲基環(huán)已胺0.1千克，增塑劑D為52#氯化石蠟O千克。將稱量好的水玻璃A、水玻璃B裝入混合釜中攪拌，然后分別加入稱量好的催化劑C和增塑劑D，在常溫下攪拌均勻，取樣檢測合格后，即可密封包裝。B組份料:分別稱量固化劑A煙臺萬華PM-200多苯基多亞甲基多異氰酸酯100千克，固化劑B乙二醇乙醚醋酸酯O千克，聚醚多元醇C為2官能度分子量為3000的聚四氫呋喃二醇O千克。將稱量好的固化劑A、聚醚多元醇C裝入混合釜，在45°C攪拌均勻反應(yīng)后，然后加入稱量好的固化劑B，攪拌均勻，取樣檢測合格后，即可密封包裝。
將A組份與B組份經(jīng)高壓氣動(dòng)注漿泵按照體積比2:1在靜態(tài)混合器混合合得到固結(jié)體，檢測產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo):固化時(shí)間90s，發(fā)泡倍率1.45倍，抗壓強(qiáng)度43.6MPa，阻燃性:不燃，符合煤礦使用標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種礦用水玻璃加固堵水材料，其特征是由兩種獨(dú)立的A組份與B組份組成，A組份和B組份按照體積比為1 2:1的比例混合，其中所述A組份的原料按照重量百分?jǐn)?shù)為:水玻璃A:51 99.9%，水玻璃B:0 50%，催化劑C:0.1 2%，增塑劑D:0 50% ;其中所述B組份的原料按照重量百分?jǐn)?shù)為:固化劑A:51 100%，固化劑B:0 50%，聚醚多元醇C:0 50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的水玻璃A為模數(shù)為1.5 3.5的鈉水玻璃、鉀水玻璃、鈉鉀水玻璃中的一種或一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的水玻璃B為模數(shù)為1.5 3.5的鈉水玻璃、鉀水玻璃、鈉鉀水玻璃中的一種或一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的催化劑C為N、N- 二甲基芐胺、三聚催化劑2，4，6_三(二甲氨基甲基)苯酚、二甲基環(huán)已胺、五甲基二亞乙基三胺、二甲基乙醇胺、2，2-雙嗎啉基二乙基醚、二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫、鈦酸四丁酯中的一種或一種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的增塑劑D為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁脂、甘油三醋酸酯、檸檬酸三乙酯、乙酰檸檬酸三乙酯、檸檬酸三丁酯、乙酰檸檬酸三(2-乙基已)酯、氯化石蠟中的一種或一種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的固化劑A為多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的固化劑B為1，4 丁內(nèi)酯、十二烷基苯磺酸鈉、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種或一種以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用水玻璃加固堵水材料，其特征是所述的聚醚多元醇C為2官能度，分子量為500 3000聚氧化丙烯二醇和聚四氫呋喃二醇中的一種或一種以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦用水玻璃加固堵水材料，由兩種獨(dú)立的A組份與B組份組成，其中所述A組份的原料按照重量百分?jǐn)?shù)為水玻璃Ａ51～99.9%，水玻璃B0～50%，催化劑C0.1～2%,增塑劑D0～50%；其中所述B組份的原料按照重量百分?jǐn)?shù)為固化劑A51~100%,固化劑B0～50%，聚醚多元醇C0～50%。本發(fā)明的礦用加固材料阻燃性高、反應(yīng)熱低、固化時(shí)間可調(diào)、環(huán)境水對反應(yīng)基本無影響的效果，很大程度上提高了煤礦的生產(chǎn)的安全性。
文檔編號C04B28/26GK103113079SQ20131004778
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者柏廣峰 申請人:山西譽(yù)邦新動(dòng)力科技有限公司