本發(fā)明屬于地下工程破碎巖體加固材料領域，特別涉及一種高分子注漿加固材料。
背景技術：
：在地下工程施工過程中遭遇碎裂巖體時，往往采用注漿加固的方法進行處理，以保障地下工程的施工安全。聚氨酯注漿加固材料以其“強度高、密封性好、質量輕、化學性質穩(wěn)定”的優(yōu)點而廣泛應用于地下工程破碎巖體加固中，但現(xiàn)有聚氨酯注漿加固材料仍具有較大的弊端，其應用受到了一定的限制，其主要弊端如下：①現(xiàn)有聚氨酯注漿加固材料施工過程中一旦遇到明水，則難以控制其發(fā)泡倍率，特別是遭遇大量明水時，發(fā)泡率極高，極易形成不均勻的多孔聚氨酯泡沫，大大削弱加固體的強度；②發(fā)泡時泡沫產(chǎn)生情況極其不規(guī)律，雜亂無章的泡沫分布情況導致孔壁厚度不一，削弱了聚氨酯加固提的強度；③反應熱極高，應用于煤礦加固時，易引發(fā)火災及爆炸，嚴重威脅礦井施工安全。技術實現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有聚氨酯注漿加固材料發(fā)泡倍率高、泡沫不均勻、發(fā)泡情況難以控制、反應熱量高的問題。本發(fā)明提供一種固化快且速度可控、發(fā)泡倍率低、泡沫分布均勻、反應放熱量低、阻燃效果好的高強聚氨酯注漿加固材料。本高分子注漿加固材料固化速度可調節(jié)，固化時間可在1min～15min范圍內變化，固化后強度可達45～60MPa，泡沫分布均勻，反應溫度低于100℃，可有效加固地下工程碎裂巖體，確保工程施工的順利進行。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種高分子注漿加固材料，包括A、B兩組分；A組分由如下重量份的原料組成：異氰酸酯100-120份，增塑劑3～5份，丙三醇0.5-1.5份，穩(wěn)泡劑0.4-1.0份；B組分由如下重量份的原料組成：聚合物多元醇60-70份，惰性稀釋劑25-45份，阻燃劑20-30份，催化劑0.5～1.0份；所述A組分：B組分的體積比為1：1。本發(fā)明在反應體系中加入環(huán)氧樹脂與環(huán)氧樹脂預聚體的混合物，用于分散和稀釋反應釋放出的熱量。所使用的環(huán)氧樹脂與環(huán)氧樹脂預聚體的混合物加入體系后，體系可灌性和穩(wěn)定性得以改善。另外，環(huán)氧樹脂結構中含有活潑的環(huán)氧基，可以通過與胺類、酸酐類芳香胺類等固化劑發(fā)生交聯(lián)反應生成致密三維網(wǎng)狀結構的熱固型產(chǎn)物，環(huán)氧樹脂分子鏈中含有羥基和環(huán)氧基，既可以利用羥基與異氰酸根反應形成接枝共聚物，又可以利用環(huán)氧基、與異氰酸酯與聚合物多元醇形成的聚氨酯預聚體進行共聚，提高注漿材料硬化后的抗壓強度和抗彎強度，使聚氨酯反應固化后，分子間距離增大，散熱性得以改善，反應釋放出的熱量得以分散稀釋，熱量難以累積，從而降低了聚氨酯材料反應固化時的芯部溫度。優(yōu)選的，所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯、多苯基多甲基多異氰酸酯中的至少一種。優(yōu)選的，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二(2-乙基)乙酯。優(yōu)選的，所述穩(wěn)泡劑為Si-C類表面活性劑、改性硅樹脂聚醚乳液中的至少一種。以硅氧鍵為主體的有機硅聚合物分子(Si-C類表面活性劑、改性硅樹脂聚醚乳液等)，具有優(yōu)良的防腐蝕性、耐高溫性和電絕緣性。本發(fā)明利用聚氨酯反應時放出大量的熱，在有機硅聚合物分子主鏈端基和側鏈上引入環(huán)氧基、烴基等基團(環(huán)氧樹脂及環(huán)氧樹脂預聚體)，既降低了加固過程中的整體放熱，又提高加固材料的耐熱性和阻燃性，同時，施工性能和耐久性也有較大提高。當所述的穩(wěn)泡劑加入量小于0.4份時，發(fā)泡倍率高、泡沫分布不均勻、密封性下降；當所述的穩(wěn)泡劑加入量大于1.0份時，注漿材料密度較大、散熱性不佳、阻燃性下降。優(yōu)選的，所述聚合物多元醇由以下重量份的原料組成：蓖麻油多元醇15-40份，苯酐聚酯多元醇15-30份，PPG類聚醚多元醇/POP聚醚多元醇/PTMEG聚四氫呋喃型多元醇15-30份。優(yōu)選的，所述惰性稀釋劑為環(huán)氧樹脂與環(huán)氧樹脂預聚體的混合物，其中所述環(huán)氧樹脂預聚體的質量占惰性稀釋劑的25％-40％，所述環(huán)氧樹脂預聚體的數(shù)均分子量為300-1000，室溫下粘度為20-140mPa·s。本發(fā)明中環(huán)氧樹脂預聚體可以為雙馬來酰亞胺改性環(huán)氧樹脂、丙烯酸松香環(huán)氧樹脂預聚體、DOPO型環(huán)氧樹脂、磷酸酯型環(huán)氧樹脂或磷腈型環(huán)氧樹脂等。當環(huán)氧樹脂預聚體的質量占惰性稀釋劑的質量小于25％時，聚氨酯的形成收到抑制，加固材料的耐油性、粘合性下降，當環(huán)氧樹脂預聚體的質量占惰性稀釋劑的質量大于45％時，注漿材料硬化后的抗壓強度和抗彎強度下降，對基材的附著力、耐介質性能較差。優(yōu)選的，所述阻燃劑選用四溴雙酚A和甲基膦酸二甲酯的混合物，兩者的體積比為1:1。優(yōu)選的，所述催化劑由甲類催化劑和乙類催化劑兩部分組成，兩者體積比為1:1；其中，所述甲類催化劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫；所述乙類催化劑為三乙胺、固胺、吡啶或二甲基乙醇胺。在實際工程中，可通過調節(jié)所述催化劑的含量來對本材料的固化速度進行調節(jié)，以滿足不同工程的需求。本發(fā)明還提供了一種高分子注漿加固材料的制備方法，包括：A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比1:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。本發(fā)明中任一項上述的高分子注漿加固材料皆可用于地下工程破碎巖體加固、煤礦加固，且獲得了較優(yōu)的效果，達到相關國家和國際標準的要求。本發(fā)明的有益效果①應用本注漿加固材料加固后，加固區(qū)壓縮強度可達到45-60MPa，完全滿足工程需求，確保工程安全。②固化速度快，固化時間可根據(jù)工程實際進行調節(jié)，做到了對固化反應的有效控制。③固化反應放熱量低，反應溫度可控制在100℃以下，應用于煤礦工程時，可有效降低煤巖層溫度，大大降低注漿加固過后煤巖體陰燃及爆炸的可能性，確保煤礦施工的安全。④遇水之后發(fā)泡率低，泡孔大小均勻，孔壁厚度較大。⑤本發(fā)明制備方法簡單、效率高、實用性強，易于推廣。具體實施方式以下通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術人員的理解：實施例1按照以下比例配制高分子注漿加固材料：A組分：B組分：A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比1:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。實施例2按照以下比例配制高分子注漿加固材料：A組分：B組分：A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比1:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。實施例3按照以下比例配制高分子注漿加固材料：A組分：B組分：A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比1:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。實施例4按照以下比例配制高分子注漿加固材料：A組分：B組分：A組分、B組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時A組分和B組分按體積比1:1通過雙液泵混合灌注到需要加固的位置即可。下表為實施例1-4制得本發(fā)明產(chǎn)品的性能指標。編號固化時間(s)反應溫度(℃)固結體強度(MPa)11208551.12629258.331318249.94898150.3最后應該說明的是，以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。上述雖然對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。當前第1頁1 2 3