松散煤岩体发泡脲醛树脂固结材料及其制备方法，其材料组成为脲醛树脂、聚丙烯酸盐、有机高分子酸、碳酸盐、硅氧化物和无机铵盐。本发明专利技术可实现脲醛树脂的常温化学发泡固化，并采用交联改性发泡消除了脲醛树脂固化应力应变，具有与煤岩体优良的亲和粘结性，材料渗透性好，固化速度可调，发泡倍数可达３－５倍以上，固化体强度高，对松散煤岩体的充填、渗透和固结可靠，其材料成本低，设备适应性强，易于推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发泡树脂固结材料，更具体地说是一种适用于煤矿及相关行业中对松散煤岩体进行粘固结的材料。
技术介绍
煤矿的开采需要进行巷道硐室的开凿及维护，在矿山压力作用下，巷道围岩尤其是松散煤岩体极易抽冒，给支护安全带来隐患。对于影响安全的松散煤岩体的维护加固，除正常巷道支护外，现多采用的方法一是压注水硬性胶凝材料，如水泥、水泥加水玻璃等；二是压注聚氨酯类粘结材料。一般情况下，水硬性胶凝材料属非粘结性材料，其虽然与煤岩体之间粘结性较差，却是一种充填包裹固结材料。当松散煤岩体中存有较大空、裂隙时，其充填包裹固结加固作用明显；但当松散煤岩体以裂隙为主时，尤其在剪压裂隙状态下，其渗透扩散性较差，难以形成有效充填包裹固结加固。聚氨酯类粘结材料一般为水性材料，渗透扩散性好，但在发泡状态下固结强度较低。同时，压注聚氨酯类粘结材料需要专用双液泵。材料成本、设备投入成本均较高，难以推广应用。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种。其材料为常温化学发泡，对于松散煤岩体具有良好的渗透充填和粘结固化性能。本专利技术的技术方案如下本专利技术发泡脲醛树脂固结材料的特点是，按重量份的材料组成为脲醛树脂80-90、 有机高分子酸2-15、碳酸盐2-10、硅氧化物5-10、无机铵盐2-5、 聚丙烯酸盐3～20、水5-20。上述组成中，脲醛树脂是固结材料的主基料。有机高分子酸为脲醛树脂发泡材料和固化材料。碳酸盐是充填材料，同时也是发泡材料，可提高材料阻燃性能。硅氧化物作为充填材料，可提高材料阻燃性能。无机铵盐为脲醛树脂的固化材料。水为粘稠度调节剂和有机高分子酸、无机铵盐的溶剂。聚丙烯酸盐为脲醛树脂改性交联材料。本专利技术中脲醛树脂的发泡是利用添加的有机高分子酸与碳酸盐反应生成的二氧化碳(CO2)气体释放形成，脲醛树脂通过添加聚丙烯酸盐在有机高分子酸及无机铵盐固化材料作用下完成改性交联发泡固化。本专利技术材料制备方法的特点是在常温下按如下步骤完成1、按配比所需的量称取各物料备用。2、取脲醛树脂，先加入聚丙烯酸盐，再向其中加入无机铵盐，搅拌使其溶解。3、加入硅氧化物，搅拌使其均匀。4、加入碳酸盐，搅拌使其均匀。5、加入有机高分子酸，搅拌发泡泵注即可。与已有技术相比，本专利技术材料的有益效果体现在1、本专利技术材料通过脲醛树脂的配方设计，实现了脲醛树脂常温化学发泡固化，固化速度可调，固化体强度高，抗压在5Mpa以上；经交联改性发泡消除树脂体固化过程中的应力应变，具有与煤岩体优良的渗透性及亲和粘结性。2、本专利技术材料的发泡倍数可达3-5以上，可有效完成对松散煤岩体渗透充填和粘结，同时有利于在裂隙中膨胀渗透粘结。3、本专利技术材料为水性粘结材料，粘稠度可调，渗透性好。4、本专利技术材料压注泵适应性强、材料泵送性优良，材料成本和设备投资低，易于推广应用。具体实施例方式材料中各组成物的选择脲醛树脂为常温固化脲醛树脂，有机高分子酸为柠檬酸，碳酸盐为镁、铝、铁碳酸盐或者为三者等量的混合物，硅氧化物为粉状多孔二氧化硅，比表面积16～55m2/g，细度为180目，无机铵盐为硫酸铵或氯化铵，聚丙烯酸盐为分子量在4～6百万聚丙烯酸钠，水为常态水。按重量份的材料组成为脲醛树脂80-90、 有机高分子酸2-15、碳酸盐2-10、 硅氧化物5-10、 无机铵盐2-5、聚丙烯酸盐3～20、水5-20。本实施例中材料的具体配比按重量份如下表列示 表中所列的各组配方材料均可实现常温发泡固化。本实施例中的制备过程如下a、按配比所需的量称取各物料备用；b、取脲醛树脂，首先向其中加入聚丙烯酸盐，搅拌使其溶解后，再向其中加入无机铵盐，搅拌均匀；c、加入硅氧化物，搅拌使其均匀；d、加入碳酸盐，搅拌使其均匀；e、加入有机高分子酸，搅拌使物料体积增加，开始膨胀时，即可泵注，泵注压力＞2Mpa。在上述步骤中，若出现物料过于粘滞的现象，可以加入适量的水，以增加其流动性和扩散性。为了提高发泡固化效果，在上述步骤b和e中，可以将无机铵盐和有机高分子酸在加入之前，首先用适量的水加以溶解。对于以上步骤e，在物料发泡之后，为保证其流动性，应在15分钟之内完成泵注。以上各步骤均在常温下完成。权利要求1.松散煤岩体发泡脲醛树脂固结材料，其特征是按重量份的材料组成为脲醛树脂80-90、有机高分子酸2-15、碳酸盐2-10、 硅氧化物5-10、无机铵盐2-5、 聚丙烯酸盐3～20、水5-20。2.根据权利要求1所述的松散煤岩体发泡脲醛树脂固结材料，其特征是所述脲醛树脂为常温固化脲醛树脂，有机高分子酸为柠檬酸，碳酸盐为镁、铝、铁碳酸盐或者其混合物，硅氧化物为粉状多孔二氧化硅，无机铵盐为硫酸铵或氯化铵，聚丙烯酸盐为分子量在4～6百万聚丙烯酸钠。3.根据权利要求2所述的松散煤岩体发泡脲醛树脂固结材料，其特征是所述碳酸盐是由等量的镁、铝、铁碳酸盐构成的混合物。4.根据权利要求2所述的松散煤岩体发泡脲醛树脂固结材料，其特征是所述粉状多孔二氧化硅的比表面积16～55m2/g，细度为180目。5.一种权利要求1所述的松散煤岩体发泡脲醛树脂固结材料的制备方法，其特征是按如下步骤完成a、按配比所需的量称取各物料备用；b、取脲醛树脂，先加入聚丙烯酸盐，再向其中加入无机铵盐，搅拌使其溶解；c、加入硅氧化物，搅拌使其均匀；d、加入碳酸盐，搅拌使其均匀；e、加入有机高分子酸，搅拌发泡泵注即可。6.根据权利要求5所述的松散煤岩体发泡脲醛树脂固结材料的制备方法，其特征是在所述步骤b和e中，将无机铵盐和有机高分子酸在加入之前，首先用适量的水加以溶解。全文摘要，其材料组成为脲醛树脂、聚丙烯酸盐、有机高分子酸、碳酸盐、硅氧化物和无机铵盐。本专利技术可实现脲醛树脂的常温化学发泡固化，并采用交联改性发泡消除了脲醛树脂固化应力应变，具有与煤岩体优良的亲和粘结性，材料渗透性好，固化速度可调，发泡倍数可达3－5倍以上，固化体强度高，对松散煤岩体的充填、渗透和固结可靠，其材料成本低，设备适应性强，易于推广应用。文档编号C08J9/00GK1594424SQ20041004104公开日2005年3月16日 申请日期2004年6月17日 优先权日2004年6月17日专利技术者郑是立, 徐化诚, 薛俊华, 王春林 申请人:淮南矿业集团兴科计量技术服务有限责任公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
松散煤岩体发泡脲醛树脂固结材料，其特征是按重量份的材料组成为： 脲醛树脂８０－９０、 有机高分子酸２－１５、 碳酸盐２－１０、 硅氧化物５－１０、 无机铵盐２－５、 聚丙烯酸盐３～２０、 水５－２０。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑是立，徐化诚，薛俊华，王春林，
申请(专利权)人：淮南矿业集团兴科计量技术服务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。