改性聚氨酯快速注浆堵水材料的研制及性能
发布时间：2022-01-24 05:31
在矿山复杂水文地质条件下如何进行快速封堵及动水注浆是注浆领域的技术难题,开发新的化学注浆材料是一个有效的解决途径。通过分析聚氨酯合成反应温度、加料方式、各类助剂、添加剂对比试验,对聚氨酯注浆材料的生产配方进行优化,并确定材料最佳配方。结果表明,以磷酸作为缓凝剂,乙酸乙酯为溶剂,PM-33为催化剂,采用4%纳米二氧化硅改性制得的注浆材料性能较好、遇水膨胀率高、反应过程及产物环保无毒。该研究可为复杂水文地质条件下的注浆工程提供一种新型的单组分水下速凝膨胀聚氨酯注浆材料。
【文章来源】：煤田地质与勘探. 2020,48(02)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１聚氨酯注浆材料制备工艺??Ｆｉｇ．?１?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｆｏｒ?ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ?ｇｒｏｕｔｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??
聚醚多元醇，ＰＥＧ４００、ＰＥＧ１０００、ＰＥＧ２０００??等水溶性聚醚二元醇以及Ｐｕｒａｎｏｌ?Ｆ３６００和Ｐｕｒａｎｏｌ??Ｐ８０４０等水溶性嵌段聚醚多元醇（表１）或其组合来??进行试验，生成的聚氨酯预聚体，根据其产物凝??胶固化情况及其发泡率情况进行分析，选择合??适的聚醚多元醇类作为聚氨酯预聚体的反应原??料（表２）。??根据表２数据可知，纯单体二元聚醚多元制得??的低聚物，其发泡性能等固化情况均较差，而组合??后有一定的提高，但达不到水溶性聚氨酯灌浆材料??的要求（图２）。仅使用Ｅ０（环氧乙烷）含量超过８５％??的Ｅ０与Ｐ０（环氧丙烷）聚合的嵌段亲水聚醚多元醇??Ｆ３６００及Ｐ８０４０制得的预聚体，才具有水溶性聚氨??酯化学注浆材料的基本性能（图３）。试验结果表明，??分子量１５?０００、官能度为４的Ｐｕｒａｎｏｌ?Ｐ８０４０及分子??量６?０００、官能度为３的嵌段聚醚多元醇Ｆ３６００组合??的多元醇与ＴＤＩ反应生成的预聚体效果最佳。试验??结果证明只有当聚醚结构具有多官能度，并且具有??大部分水溶性嵌段结构的聚醚多元醇，才能构建有??比较好水溶性与网络空间结构的聚氨酯化学注浆??材料。??表２不同聚醚多元醇的实验结果比较??Ｔａｂｌｅ?２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ?ｐｏｌｙｏｌｓ??聚醚多元醇??凝胶时间／ｓ??固化时间／ｓ??黏度／（ｍＰａ－ｓ）??发泡率／％??ＰＰＧ２０００??１４??３３（片状凝胶）??４?３００??１１０??ＰＥＧ２０００??２７??不能完全固结??２?２５０??无??ＰＰＧ４００＋ＰＥＧ１０００??
进行试验，生成的聚氨酯预聚体，根据其产物凝??胶固化情况及其发泡率情况进行分析，选择合??适的聚醚多元醇类作为聚氨酯预聚体的反应原??料（表２）。??根据表２数据可知，纯单体二元聚醚多元制得??的低聚物，其发泡性能等固化情况均较差，而组合??后有一定的提高，但达不到水溶性聚氨酯灌浆材料??的要求（图２）。仅使用Ｅ０（环氧乙烷）含量超过８５％??的Ｅ０与Ｐ０（环氧丙烷）聚合的嵌段亲水聚醚多元醇??Ｆ３６００及Ｐ８０４０制得的预聚体，才具有水溶性聚氨??酯化学注浆材料的基本性能（图３）。试验结果表明，??分子量１５?０００、官能度为４的Ｐｕｒａｎｏｌ?Ｐ８０４０及分子??量６?０００、官能度为３的嵌段聚醚多元醇Ｆ３６００组合??的多元醇与ＴＤＩ反应生成的预聚体效果最佳。试验??结果证明只有当聚醚结构具有多官能度，并且具有??大部分水溶性嵌段结构的聚醚多元醇，才能构建有??比较好水溶性与网络空间结构的聚氨酯化学注浆??材料。??表２不同聚醚多元醇的实验结果比较??Ｔａｂｌｅ?２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ?ｐｏｌｙｏｌｓ??聚醚多元醇??凝胶时间／ｓ??固化时间／ｓ??黏度／（ｍＰａ－ｓ）??发泡率／％??ＰＰＧ２０００??１４??３３（片状凝胶）??４?３００??１１０??ＰＥＧ２０００??２７??不能完全固结??２?２５０??无??ＰＰＧ４００＋ＰＥＧ１０００??２３??５６??７７８??１４０??ＰＰＧ４００＋ＰＥＧ４００??１２??２３（片状凝胶）??５?６９０??１１０??Ｎ３０３＋ＰＥＧ２０００??３６??４５??５?８００??１５０?
【参考文献】：
期刊论文
[1]水性聚氨酯-环氧互穿网络超细水泥复合灌浆材料的制备及性能研究[J]. 杨元龙,陈绪港,曾娟娟,张文超,于方,吴龙梅. 新型建筑材料. 2018(09)
[2]油溶性聚氨酯灌浆材料的研究综述[J]. 秦道川. 中国建筑防水. 2018(17)
[3]聚氨酯水玻璃复合灌浆材料的制备及性能研究[J]. 杨元龙,吴龙梅,曾娟娟,张文超,于方. 中国建筑防水. 2017(18)
[4]单组分水溶性聚氨酯堵漏灌浆材料的制备[J]. 魏弘利,李会录,韩江凌,张挺,魏珂. 中国胶粘剂. 2016(09)
[5]化学灌浆材料的研究进展综述[J]. 马哲,庞浩,杨元龙,徐宇亮. 广州化学. 2014(01)
[6]煤矿用聚氨酯水玻璃复合灌浆材料的研究[J]. 王坤,庞浩,杨元龙. 广州化学. 2014(01)
[7]水利行业化学灌浆技术最新研究及应用[J]. 魏涛,邵晓妹,张健. 长江科学院院报. 2014(02)
[8]煤矿用无机盐改性聚氨酯注浆材料的研究[J]. 冯志强,康红普,韩国强. 岩土工程学报. 2013(08)
[9]双组分遇水膨胀聚氨酯灌浆材料的研制及性能[J]. 刘军,张亚峰,邝健政,邹海良. 聚氨酯工业. 2010(02)
[10]新型聚氨酯堵水注浆材料的研究及应用[J]. 冯志强,康红普. 岩土工程学报. 2010(03)
博士论文
[1]水泥基速凝浆液地下工程动水注浆扩散封堵机理及应用研究[D]. 刘人太.山东大学 2012
本文编号：3605955
【文章来源】：煤田地质与勘探. 2020,48(02)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１聚氨酯注浆材料制备工艺??Ｆｉｇ．?１?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｆｏｒ?ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ?ｇｒｏｕｔｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??
聚醚多元醇，ＰＥＧ４００、ＰＥＧ１０００、ＰＥＧ２０００??等水溶性聚醚二元醇以及Ｐｕｒａｎｏｌ?Ｆ３６００和Ｐｕｒａｎｏｌ??Ｐ８０４０等水溶性嵌段聚醚多元醇（表１）或其组合来??进行试验，生成的聚氨酯预聚体，根据其产物凝??胶固化情况及其发泡率情况进行分析，选择合??适的聚醚多元醇类作为聚氨酯预聚体的反应原??料（表２）。??根据表２数据可知，纯单体二元聚醚多元制得??的低聚物，其发泡性能等固化情况均较差，而组合??后有一定的提高，但达不到水溶性聚氨酯灌浆材料??的要求（图２）。仅使用Ｅ０（环氧乙烷）含量超过８５％??的Ｅ０与Ｐ０（环氧丙烷）聚合的嵌段亲水聚醚多元醇??Ｆ３６００及Ｐ８０４０制得的预聚体，才具有水溶性聚氨??酯化学注浆材料的基本性能（图３）。试验结果表明，??分子量１５?０００、官能度为４的Ｐｕｒａｎｏｌ?Ｐ８０４０及分子??量６?０００、官能度为３的嵌段聚醚多元醇Ｆ３６００组合??的多元醇与ＴＤＩ反应生成的预聚体效果最佳。试验??结果证明只有当聚醚结构具有多官能度，并且具有??大部分水溶性嵌段结构的聚醚多元醇，才能构建有??比较好水溶性与网络空间结构的聚氨酯化学注浆??材料。??表２不同聚醚多元醇的实验结果比较??Ｔａｂｌｅ?２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ?ｐｏｌｙｏｌｓ??聚醚多元醇??凝胶时间／ｓ??固化时间／ｓ??黏度／（ｍＰａ－ｓ）??发泡率／％??ＰＰＧ２０００??１４??３３（片状凝胶）??４?３００??１１０??ＰＥＧ２０００??２７??不能完全固结??２?２５０??无??ＰＰＧ４００＋ＰＥＧ１０００??
进行试验，生成的聚氨酯预聚体，根据其产物凝??胶固化情况及其发泡率情况进行分析，选择合??适的聚醚多元醇类作为聚氨酯预聚体的反应原??料（表２）。??根据表２数据可知，纯单体二元聚醚多元制得??的低聚物，其发泡性能等固化情况均较差，而组合??后有一定的提高，但达不到水溶性聚氨酯灌浆材料??的要求（图２）。仅使用Ｅ０（环氧乙烷）含量超过８５％??的Ｅ０与Ｐ０（环氧丙烷）聚合的嵌段亲水聚醚多元醇??Ｆ３６００及Ｐ８０４０制得的预聚体，才具有水溶性聚氨??酯化学注浆材料的基本性能（图３）。试验结果表明，??分子量１５?０００、官能度为４的Ｐｕｒａｎｏｌ?Ｐ８０４０及分子??量６?０００、官能度为３的嵌段聚醚多元醇Ｆ３６００组合??的多元醇与ＴＤＩ反应生成的预聚体效果最佳。试验??结果证明只有当聚醚结构具有多官能度，并且具有??大部分水溶性嵌段结构的聚醚多元醇，才能构建有??比较好水溶性与网络空间结构的聚氨酯化学注浆??材料。??表２不同聚醚多元醇的实验结果比较??Ｔａｂｌｅ?２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ?ｐｏｌｙｏｌｓ??聚醚多元醇??凝胶时间／ｓ??固化时间／ｓ??黏度／（ｍＰａ－ｓ）??发泡率／％??ＰＰＧ２０００??１４??３３（片状凝胶）??４?３００??１１０??ＰＥＧ２０００??２７??不能完全固结??２?２５０??无??ＰＰＧ４００＋ＰＥＧ１０００??２３??５６??７７８??１４０??ＰＰＧ４００＋ＰＥＧ４００??１２??２３（片状凝胶）??５?６９０??１１０??Ｎ３０３＋ＰＥＧ２０００??３６??４５??５?８００??１５０?
【参考文献】：
期刊论文
[1]水性聚氨酯-环氧互穿网络超细水泥复合灌浆材料的制备及性能研究[J]. 杨元龙,陈绪港,曾娟娟,张文超,于方,吴龙梅. 新型建筑材料. 2018(09)
[2]油溶性聚氨酯灌浆材料的研究综述[J]. 秦道川. 中国建筑防水. 2018(17)
[3]聚氨酯水玻璃复合灌浆材料的制备及性能研究[J]. 杨元龙,吴龙梅,曾娟娟,张文超,于方. 中国建筑防水. 2017(18)
[4]单组分水溶性聚氨酯堵漏灌浆材料的制备[J]. 魏弘利,李会录,韩江凌,张挺,魏珂. 中国胶粘剂. 2016(09)
[5]化学灌浆材料的研究进展综述[J]. 马哲,庞浩,杨元龙,徐宇亮. 广州化学. 2014(01)
[6]煤矿用聚氨酯水玻璃复合灌浆材料的研究[J]. 王坤,庞浩,杨元龙. 广州化学. 2014(01)
[7]水利行业化学灌浆技术最新研究及应用[J]. 魏涛,邵晓妹,张健. 长江科学院院报. 2014(02)
[8]煤矿用无机盐改性聚氨酯注浆材料的研究[J]. 冯志强,康红普,韩国强. 岩土工程学报. 2013(08)
[9]双组分遇水膨胀聚氨酯灌浆材料的研制及性能[J]. 刘军,张亚峰,邝健政,邹海良. 聚氨酯工业. 2010(02)
[10]新型聚氨酯堵水注浆材料的研究及应用[J]. 冯志强,康红普. 岩土工程学报. 2010(03)
博士论文
[1]水泥基速凝浆液地下工程动水注浆扩散封堵机理及应用研究[D]. 刘人太.山东大学 2012
本文编号：3605955
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