專利名稱：一種用于松散破碎基巖加固用的化學注漿材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種化學注漿材料，尤其是一種用于松散破碎基巖加固用的化學注漿材料。適用于煤礦、隧道、隧洞及其他地下工程中破碎煤層、巖層的快速加固和封堵滲漏水
處理等。
背景技術：
化學注漿技術是現代工程中一種不可或缺的基礎加固、防滲堵漏、修復混凝土缺陷的先進技術。它是將一定的化學材料(無機或有機材料)配制成低黏度的溶液，用化學灌漿泵(單液泵或雙液泵)、簡易手撳泵等壓送設備將其灌入地層或縫隙內，以增加地層強度、降低滲透性、防止地層變形和增加混凝土密實性。聚氨酯注漿材料是應用于水利、水電、隧道、地鐵、礦山、人防、工業及民用建筑等工程中起防滲、堵漏、加固作用的重要注漿材料。通 過多年的工程應用和篩選，目前在煤礦注漿加固技術中使用的聚氨酯系列注漿材料主要有兩大類，一類是單組分注漿材料，由聚醚和多異氰酸酯預聚成含有一定游離NCO基團的預聚體，然后根據需要加入溶劑、催化劑、表面活性劑等組成化學漿液，通過單液泵即可進行注漿；另一類是雙組分注漿材料，一組分是以聚醚為主的多羥基化合物，另一組分是多異氰酸酯化合物，通過雙組分注漿泵在施工部位進行混合。由于聚醚品種眾多，可通過改變官能團、分子量和NC0/0H比例，制備不同發泡倍數、不同強度的聚氨酯系列品種，來滿足工程需要。至今，在煤礦化學注漿加固領域，聚氨酯注漿材料得到了長足的發展。
普通的聚氨酯注漿技術雖然能達到快速止水和加固的目的，但是有兩大弊病，一是其價格高，二是在聚合反應時產生熱量高，可能產生固結體自燃現象，這容易導致點燃煤層或其它井下易燃物，形成井下火災。礦井下采用聚氨酯注漿材料一旦發生因高溫反應產生的自燃現象，會生成大量的有害氣體(C0、C02及氰化物等)，甚至可能點燃或引爆瓦斯，故存在很大的安全隱患。近年來，隨著國內基本建設的迅速發展，煤礦等建設規模日益擴大，隨著國家“以人為本”理念和環保意識的日益加強，人身安全和環境保護也成為各項工作中的重中之重，品種多樣化的、性能優異的聚氨酯注漿材料也應運得到快速發展。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對上述存在的不足，提供一種用于松散破碎基巖加固用的化學注漿材料，以提高注漿材料閃點、燃點以及抗靜電性能，降低聚合反應溫度，同時大大降低該灌漿材料的價格，簡約成本。本發明所采用的技術方案是一種用于松散破碎基巖加固用的化學注漿材料，其特征在于是由A、B雙組份組成，原料配方分別如下A 組份密度為1.30 1.50g/cm3的硅酸鈉或硅酸鉀溶液90 100重量份
表面活性劑0 5重量份
促進劑0 5重量份B組份
異氰酸酯70 90重量份
增塑劑5 20重量份
聚烷烴硅氧烷0.5 3重量份
催化劑0 5重量份 分別將A、B組分攪拌均勻，使用時按體積比A組分B組分=I 1混合即可。優選的配方如下A 組份密度為I. 30 I. 50g/cm3的硅酸鈉或硅酸鉀溶液90 99重量份表面活性劑廣3重量份促進劑I 3重量份B 組份
異氰酸酯75 85重量份
增塑劑5~15重量份
聚烷烴硅氧烷0.5 2.5重量份
催化劑I 3重量份分別將A、B組分攪拌均勻，使用時按體積比A組分B組分=I 1混合即可。最優選的配方如下A 組份密度為I. 30 I. 50g/cm3的硅酸鈉或硅酸鉀溶液93 96重量份表面活性劑廣2重量份促進劑I 2重量份B 組份異氰酸酯78 85重量份
增塑劑5 10重量份
聚烷烴硅氧烷I 2重量份
催化劑I 2重量份分別將A、B組分攪拌均勻，使用時按體積比A組分B組分=I 1混合即可。所述硅酸鈉或硅酸鉀溶液的模數為2. 0 3. 3。所述表面活性劑為烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚或聚山梨醇酯。 所述促進劑為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基單乙醇胺、甲基二乙醇胺、二甲
基乙醇胺、一異丙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺、二乙基乙醇胺或二乙基-1，3-丙二胺。所述異氰酸酯為2，4_甲苯二異氰酸酯、2，6_甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯。所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、三乙二醇二醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯或幾種脂肪酸酯的混合物。所述催化劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、三乙烯二胺、三乙胺、三甲基芐胺、N，N-二甲基十六烷基胺、N，N，N’，N " , N "-五甲基二乙烯三胺、N-乙基嗎啉、四甲基乙二胺、四甲基丙二胺、1，4- 二甲基哌嗪、I, 3，5-三(二甲氨基丙基)六氫三嗪、二甲基芐胺、N-甲基嗎啉或N，N-二甲基環己胺中的一種或幾種。本發明的有益效果是本品具有有機高分子一聚氨酯和無機材料一娃酸鹽的優良性能。無機材料的不燃性將提高注漿材料閃點、燃點以及抗靜電性能，降低聚合反應溫度，同時硅酸鹽材料的價廉也將大大降低該灌漿材料的價格；而且這種化學灌漿材料還具有固化快，強度高、氣味小、凝膠時間準確可調等特點。本品克服了原有的聚氨酯注漿材料易自燃的缺陷，使聚合過程中反應溫度降低了 40 50°C，并且各項力學性能也能滿足工程需求。適用于穩定和加固煤礦巷道圍巖，防止圍巖片幫、冒頂、突水等；對隧道、地鐵、隧洞、巷道等工程中的破碎和松散巖體進行加固和填充；對大壩、堤防、海港、碼頭、橋梁等建筑物的水下缺陷、空洞進行快速填充和補強加固處理等。
具體實施例方式實施例1，本實施例中化學注漿材料由A、B雙組份組成，原料配方分別如下A 組分硅酸鈉溶液(Na2O nSi02，模數n=2. 8，密度d=l. 37) 99重量份聚山梨醇酯(吐溫-80)I重量份B 組分多亞甲基多苯基多異氰酸酯87重量份
季戊四醇混合脂肪酸酯10重量份
聚烷烴硅氧烷1.5重量份
N-甲基嗎啉I重量份
辛酸亞錫0.5重量份分別將A、B組分攪拌均勻，使用時按A組分/B組分=1/1 (體積比)混合攪拌均勻。按本實施獲得的產品技術指標如下
權利要求
1.一種用于松散破碎基巖加固用的化學注漿材料，其特征在于是由A、B雙組份組成，原料配方分別如下 A組份 密度為I. 30 I. 50g/cm3的硅酸鈉或硅酸鉀溶液90 100重量份表面活性劑0飛重量份促進劑0 5重量份 B組份 異氰酸酯7(T90重量份增塑劑5 20重量份 聚烷烴硅氧烷0. 5^3重量份催化劑0飛重量份 分別將A、B組分攪拌均勻，使用時按體積比A組分B組分=I 1混合即可。
2.根據權利要求I所述的注漿材料，其特征在于 A組份 密度為I. 30 I. 50g/cm3的硅酸鈉或硅酸鉀溶液90 99重量份表面活性劑f 3重量份促進劑I 3重量份 B組份異氰酸酯7515重量份增塑劑5 15重量份 聚烷烴硅氧烷0. 5^2. 5重量份催化劑廣3重量份 分別將A、B組分攪拌均勻，使用時按體積比A組分B組分=I 1混合即可。
3.根據權利要求I所述的注漿材料，其特征在于 A組份 密度為I. 30 I. 50g/cm3的硅酸鈉或硅酸鉀溶液93 96重量份表面活性劑f 2重量份促進劑I 2重量份 B組份異氰酸酯7815重量份增塑劑5 10重量份聚烷烴硅氧烷廣2重量份催化劑廣2重量份 分別將A、B組分攪拌均勻，使用時按體積比A組分B組分=I 1混合即可。
4.根據權利要求f3任一所述的注漿材料，其特征在于所述硅酸鈉或硅酸鉀溶液的模數為2.0 3. 3。
5.根據權利要求廣3任一所述的注漿材料，其特征在于所述表面活性劑為烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚或聚山梨醇酯。
6.根據權利要求廣3任一所述的注漿材料，其特征在于所述促進劑為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基單乙醇胺、甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、一異丙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺、二乙基乙醇胺或二乙基-1，3-丙二胺。
7.根據權利要求廣3任一所述的注漿材料，其特征在于所述異氰酸酯為2，4-甲苯二異氰酸酯、2，6_甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯。
8.根據權利要求r3任一所述的注漿材料，其特征在于所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、三乙二醇二醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯或幾種脂肪酸酯的混合物。
9.根據權利要求廣3任一所述的注漿材料，其特征在于所述催化劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、三乙烯二胺、三乙胺、三甲基芐胺、N，N-二甲基十六烷基胺、 N，N，N’，N’’，N’’_五甲基二乙烯三胺、N-乙基嗎啉、四甲基乙二胺、四甲基丙二胺、.1，4-二甲基哌嗪、1，3，5_三(二甲氨基丙基)六氫三嗪、二甲基芐胺、N-甲基嗎啉或N，N- 二甲基環己胺中的一種或幾種。
全文摘要
本發明涉及一種用于松散破碎基巖加固用的化學注漿材料。本發明的目的是提供一種用于松散破碎基巖加固用的化學注漿材料，以提高注漿材料閃點、燃點以及抗靜電性能，降低聚合反應溫度，簡約成本。本發明的技術方案是用于松散破碎基巖加固用的化學注漿材料由A、B雙組份組成，原料配方分別如下A組份硅酸鈉或硅酸鉀溶液90～100重量份，表面活性劑0~5重量份，促進劑0～5重量份；B組份異氰酸酯70~90重量份，增塑劑5~20重量份，聚烷烴硅氧烷0.5~3重量份，催化劑0~5重量份；分別將A、B組分攪拌均勻，使用時按體積比A組分B組分＝11混合即可。本發明適用于破碎煤層、巖層的快速加固和封堵滲漏水處理等。
文檔編號C04B111/70GK102718462SQ201210236428
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月9日 優先權日2012年7月9日
發明者張捷, 張繼霞, 林忠華, 沈幼娟, 王麗娟, 程紅 申請人:杭州國電大壩安全工程有限公司