一种罐装快速封堵泡沫复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术一种罐装快速封堵泡沫复合材料及其制备方法，以复合水玻璃为主要原料的A组分物料与多亚甲基多苯基多异氰酸酯为主要原料的B组分物料分别装于A、B两个加压金属钢瓶中，后将A、B物料通过喷枪，按1:1的体积比进行混合喷涂，A、B物料经过喷头混合后，即可形成快速封堵泡沫复合材料，其反应温度低，喷涂成型后泡孔均匀，泡沫内部含水，阻燃、抗静电性能优良，封堵密闭效果良好。本发明专利技术以复合水玻璃替代聚醚多元醇进行发泡复合材料制备，原料易得且价格低廉。格低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种罐装快速封堵泡沫复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种罐装快速封堵泡沫复合材料及其制备方法。
技术背景
[0002]随着矿井开采规模和开采深度的不断增加，巷道的有毒气体与采空区的漏风防治问题越来越受到重视。为防治此类问题，保障施工安全，具有密闭隔风、经济实用等特点的密闭喷涂堵漏风材料应运而生。
[0003]目前煤矿使用较多的喷涂材料主要有改性水泥砂浆和有机固化泡沫两种，但现有的水泥浆喷涂密闭材料，施工难度大，施工环境差，井下污染严重，施工后密闭墙容易开裂，封堵瓦斯以及一氧化碳的能力差，需重复施工，工作效率低下。现有的有机固化泡沫都存在不同程度的缺陷，如聚氨酯泡沫反应温度高、成本高、易燃，且燃烧释放出有毒烟气；酚醛泡沫脆性大、成本较高，抗压强度低等。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提出了一种罐装快速封堵泡沫复合材料及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是一种罐装快速封堵泡沫复合材料，其特征是：由A、B组分混合反应而成，各组分以质量份数计包括：
[0006]A组分组合物料：64～82份复合水玻璃、15～25份乙二醇、0～5份水、3～5份催化剂、0～1份表面活性剂；
[0007]B组分组合物料：55～70份多亚甲基多苯基多异氰酸酯、10～15份聚氨酯预聚体、10～13份三醋酸甘油酯、3～5份发泡剂、3～5份硅油、4～7份阻燃剂。
[0008]所述B组分中聚氨酯预聚体的制备方法如下：
[0009]先将官能度为2,分子量为1000的聚醚多元醇150～260份或者分子量为2000的聚醚多元醇200～370份加入反应器中，加热至120℃，在真空条件下脱水脱泡30min后，降温至40～50℃，然后加入130份多苯基多亚甲基多异氰酸酯，将温度升至80℃左右，反应时间为3h，真空脱泡30min，最终得到游离
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NCO含量为5.0％～10.0％的聚氨酯预聚体。
[0010]所述A组分组合物料中复合水玻璃由70～80份硅酸钠水玻璃，20～25份硅酸钾水玻璃，0～5份硅酸锂水玻璃混合而成，
[0011]所述硅酸钠水玻璃的模数为2.3～2.5,波美度为47.5～49.5；硅酸钾水玻璃的模数为2.2～2.3,波美度为46.5～47.5；硅酸锂水玻璃的模数为2.5～2.6,波美度为47.5～48.5；
[0012]所述A组分组合物料中的乙二醇为纯度95％的工业品；催化剂为三乙烯二胺、双(二甲氨基乙基)醚、五甲基二亚乙基三胺中的一种或者两种，均为市售；表面活性剂为江苏海安石油化工厂生产的乳化剂MOA
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3、乳化剂A
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103和PEG400DL中的一种或者两种组合。
[0013]所述B组分组合物料中的三醋酸甘油酯为酯含量99％以上的工业品；发泡剂为R245fa和HFC
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365mfc中的一种或者两种；阻燃剂为磷酸三乙酯和三氯乙基磷酸酯中的一种或者两种；硅油为市售聚氨酯硬泡硅油。
[0014]上述罐装快速封堵泡沫复合材料的制备方法，按照如下步骤完成：
[0015]第一步，将A组分中的复合水玻璃、乙二醇、水，严格按照质量份数依次加入带有搅拌的混合釜中，常温常压，在转速40～60r/min的条件下，混合均匀后，在搅拌的状态下，再将A组分中催化剂、表面活性剂按质量份数依次加入混合釜中，搅拌状态下真空脱泡30min，得到A组分组合物料；
[0016]第二步，将B组分中的多亚甲基多苯基多异氰酸酯、聚氨酯预聚体、三醋酸甘油酯、发泡剂、硅油、阻燃剂，严格按照质量份依次加入带有搅拌的混合釜中，常温常压，在转速40～60r/min的条件下，搅拌状态下真空脱泡30min，得到B组分组合物料；
[0017]第三步，将上述A组分组合物料、B组分组合物料分别装于A、B两个5升的金属钢瓶中，分别向两个A、B金属钢瓶中充氮气加压，并控制A金属钢瓶内压力为1.6～1.8Mpa，B金属钢瓶内压力为1.2～1.4Mpa，然后将A、B物料通过喷头，按1:1的体积比进行混合喷涂，A、B物料经过喷头混合后，即可形成罐装快速封堵泡沫复合材料。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0019]1.本专利技术采用复合水玻璃与异氰酸酯反应形成的聚脲快速密闭泡沫复合材料，在标准环境下，体系反应温度低于85℃，且喷涂成型10cm厚度时温度仅有70℃，有效避免了纯聚氨酯喷涂反应温度高，喷涂成型后易冒烟的安全隐患，从而增强了材料的封堵密闭效果。
[0020]2.本专利技术由于使用了复合水玻璃，使得反应形成的聚合物中水含量较高，在不添加抗静电剂的情况下，导电性能良好，抗静电能力强，可达到2.7
×
106Ω，完全符合矿用标准。
[0021]3.本专利技术由复合水玻璃和三醋酸甘油酯分解出来的甘油与多异氰酸酯反应时形成的
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Si
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O
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大分子与聚氨基甲酸酯的互穿网络结构，可在不添加阻燃剂的情况下，达到MT113
‑
1995标准要求。
[0022]4.本专利技术相较于传统聚氨酯密闭产品，在制品反应成型过程中和燃烧后释放的有毒有害物质含量显著降低，对井下施工人员身心健康无影响，使用安全可靠。
[0023]5.本专利技术使用了由硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂混合而成的复合水玻璃，代替传统聚氨酯密闭材料中的聚醚多元醇组分，其制品较传统聚氨酯密闭材料轻便、价廉。且复合水玻璃中的硅酸钠水玻璃具有较高的强度，硅酸钾水玻璃粘度低，吸湿性好，硅酸锂水玻璃具有良好的耐水性，耐候性，改善了纯硅酸钠水玻璃粘度高，储存稳定性差的缺陷，大大延长了材料的质保时间。
具体实施方式：
[0024]实施方式1：
[0025]A组分的制备：将A组分中的复合水玻璃64份，乙二醇25份、水5份，严格按照质量份数依次加入带有搅拌的混合釜中，常温常压，转速40～60r/min，混合均匀后，搅拌状态下，再将催化剂三乙烯二胺2份，双(二甲氨基乙基)醚3份、表面活性剂MOA
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3 1份按质量份数依次加入混合釜中，搅拌状态下真空脱泡30min，得到A组分组合物料；
[0026]B组分中所述的聚氨酯预聚体制备方法如下：
[0027]先将官能度为2,分子量为1000的聚醚多元醇150份～260份或者分子量为2000的聚醚多元醇200份～370份加入反应器中，加热至120℃，在真空条件下脱水脱泡30min后，而后降温至40～50℃，然后加入130份多苯基多亚甲基多异氰酸酯，将温度升至80℃左右，反应时间为3h，真空脱泡30min，最终得到游离
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NCO含量为5.0％～10.0％的聚氨酯预聚体。
[0028]B组分的制备：将B组分中的多亚甲基多苯基多异氰酸酯55份、聚氨酯聚氨酯预聚体15份、三醋酸甘油酯13份、R本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种罐装快速封堵泡沫复合材料，其特征是：由A、B组分混合反应而成，各组分以质量份数计包括：A组分组合物料：64～82份复合水玻璃、15～25份乙二醇、0～5份水、3～5份催化剂、0～1份表面活性剂；B组分组合物料：55～70份多亚甲基多苯基多异氰酸酯、10～15份聚氨酯预聚体、10～13份三醋酸甘油酯、3～5份发泡剂、3～5份硅油、4～7份阻燃剂。所述B组分中聚氨酯预聚体的制备方法如下：先将官能度为2,分子量为1000的聚醚多元醇150～260份或者分子量为2000的聚醚多元醇200～370份加入反应器中，加热至120℃，在真空条件下脱水脱泡30min后，降温至40～50℃，然后加入130份多苯基多亚甲基多异氰酸酯，将温度升至80℃左右，反应时间为3h，真空脱泡30min，最终得到游离
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NCO含量为5.0％～10.0％的聚氨酯预聚体。所述A组分组合物料中复合水玻璃由70～80份硅酸钠水玻璃，20～25份硅酸钾水玻璃，0～5份硅酸锂水玻璃混合而成。2.根据权利要求1所述的一种罐装快速封堵泡沫复合材料，其特征是：所述硅酸钠水玻璃的模数为2.3～2.5,波美度为47.5～49.5；硅酸钾水玻璃的模数为2.2～2.3,波美度为46.5～47.5；硅酸锂水玻璃的模数为2.5～2.6,波美度为47.5～48.5。3.根据权利要求1所述的一种罐装快速封堵泡沫复合材料，其特征是：所述A组分组合物料中的乙二醇为纯度95％的工业品；催化剂为三乙烯二胺、双(二甲氨基乙基)醚、五甲基二亚乙基三胺中的一种或者两种，均为市售；表面活性剂为江苏海...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万捷，王建中，范福洋，毛宇杰，王瑞，王千雅，薄鸿鹏，常澔男，王涛，柴亚跃，
申请(专利权)人：山西凝固力新型材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：