專利名稱：具有碳添加劑的樹脂體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于地下采礦作業(yè)中的錨固系統(tǒng)的樹脂灌漿，尤其是涉及用于穩(wěn)定諸如巖石用錨桿或錨索之類的加強(qiáng)部件(本文中統(tǒng)稱為錨固錨桿或加強(qiáng)部件)的樹脂灌漿。
背景技術(shù)：
目前可獲得的、用于對地下礦井中的加強(qiáng)部件進(jìn)行錨固的樹脂灌漿通常被裝在細(xì)長的雙室藥包(cartridge)內(nèi)，該雙室藥包中含有(I)可固化的聚酯樹脂組合物；以及(2)催化劑(例如，過氧化苯甲酰)。所述藥包通常由可破碎的薄膜制得。在鉆出錨固錨桿用的鉆孔后，將藥包插入鉆孔的封閉端。當(dāng)將錨固錨桿插入鉆孔并旋轉(zhuǎn)時，藥包破碎從而使得這兩種組分混合，并開始發(fā)生固化反應(yīng)。固化反應(yīng)的凝膠時間或凝固時間通常為若干秒至若干分鐘不等。根據(jù)樹脂凝膠時間的不同，通常使錨固錨桿以100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)3秒至10秒(通常為20轉(zhuǎn)至60轉(zhuǎn))。本文所使用的術(shù)語“注漿”、“注漿體系”、“灌漿”和“灌漿體系”是指硬化以錨固空間中的加強(qiáng)部件的物質(zhì)。例如，可以采用藥包的形式來提供注漿，該藥包具有填裝聚酯樹脂的室和填裝催化劑的室，這樣一來，當(dāng)藥包破碎從而使樹脂與催化劑混合時，便可以將加強(qiáng)部件錨固在空間中。如Bivens等人的美國專利No. 4，280，943 (其全部內(nèi)容以引用方式并入本文)中所定義的那樣，凝膠時間表示由反應(yīng)性組分的混合至混合物中的樹脂硬化或僵化所經(jīng)歷的時間。樹脂的凝膠時間被認(rèn)為是樹脂凝固所需的時間，例如，凝膠時間通常為10秒至2分鐘，在美國通常為10秒、30秒、60秒、或120秒。在美國，人們通常會購買處于預(yù)抑制和/或預(yù)促進(jìn)狀態(tài)下的礦頂加強(qiáng)部件用樹脂灌漿。例如，主劑樹脂(base resin)的凝膠時間通常可能為20分鐘，可以通過加入抑制劑和促進(jìn)劑來調(diào)節(jié)其凝膠時間。這樣，人們會購買具有所需凝膠時間的聚酯樹脂，該凝膠時間可以通過使用抑制劑和促進(jìn)劑以分別減慢或加快凝膠時間來進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)溫度較高并且/或者促進(jìn)劑含量較高時，凝膠時間較短，反之亦然。題為“Standard Specification for Roof and Rock Bolts and Accessories”(頂部和巖石用錨桿及配件的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定)的ASTM編號F 432 - 04針對化學(xué)注漿材料規(guī)定了速度指數(shù)，該指數(shù)表示在試驗(yàn)時，由混合完成至達(dá)到4000磅的錨固水平所經(jīng)歷的時間，該試驗(yàn)是根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)來進(jìn)行的。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，依照下表I中的速度指數(shù)分類體系來鑒定注漿，其中，最大固化時間為達(dá)到4000磅的試驗(yàn)負(fù)荷所花費(fèi)的時間。表I
權(quán)利要求
1.一種礦用加強(qiáng)件注漿體系，包括 (a)樹脂組分；以及 (b)與所述樹脂組分分開的催化劑組分，所述催化劑組分包含(i)催化劑以及(ii)碳組分。
2.權(quán)利要求I所述的注漿體系，其中所述催化劑組分還包含抑制劑。
3.權(quán)利要求I所述的注漿體系，其中所述催化劑組分還包含促進(jìn)劑。
4.權(quán)利要求I所述的注漿體系，其中所述催化劑包含自由基生成組分。
5.權(quán)利要求4所述的注漿體系，其中所述自由基生成組分包含過氧化苯甲酰。
6.權(quán)利要求2所述的注漿體系，其中所述抑制劑包含自由基鈍化組分。
7.權(quán)利要求6所述的注漿體系，其中所述抑制劑包含萘醌和氫醌中的至少一種。
8.權(quán)利要求I所述的注漿體系，其中所述碳組分包含炭黑、無定形碳和/或石墨碳。
9.一種控制注漿體系的凝膠時間的方法，包括 提供(a)樹脂組分、(b)與所述樹脂組分分開的催化劑組分；以及 向所述催化劑組分中加入碳組分。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述樹脂組分還包含促進(jìn)劑。
11.權(quán)利要求9所述的方法，其中添加一定量的所述碳組分，使得所述注漿體系的凝膠時間實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定。
12.權(quán)利要求9所述的方法，其中添加一定量的所述碳組分，使得所述注漿體系的凝膠時間實(shí)質(zhì)上延長。
13.權(quán)利要求9所述的方法，其中添加一定量的所述碳組分，使得所述注漿體系的凝膠時間實(shí)質(zhì)上縮短。
14.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述催化劑包含自由基生成組分。
15.權(quán)利要求14所述的方法，其中所述催化劑組分包含含有自由基鈍化組分的抑制劑。
16.一種使樹脂催化劑注漿體系的凝膠時間穩(wěn)定的方法，所述注漿體系包含與催化劑組分分開的樹脂組分，其中所述催化劑組分包含(i)生成自由基的過氧化物催化劑，以及(ii)抑制劑，該抑制劑將由所述過氧化物催化劑生成的自由基鈍化，所述方法的改進(jìn)之處包括 所述催化劑組分還包含能夠進(jìn)一步鈍化由所述催化劑生成的自由基的穩(wěn)定劑。
17.權(quán)利要求16所述的方法，其中所述穩(wěn)定劑包含碳組分。
18.權(quán)利要求17所述的方法，其中所述樹脂包含所述催化劑的催化活性促進(jìn)劑。
19.權(quán)利要求18所述的方法，其中所述促進(jìn)劑包含苯胺促進(jìn)劑。
20.權(quán)利要求17所述的方法，其中所述抑制劑包含酚類化合物。
全文摘要
可通過提供與催化劑組分分開的樹脂組分，來控制注漿體系的凝膠時間，其中該催化劑組分中包含碳組分。所述催化劑組分可包含諸如酚類化合物之類的抑制劑，并且/或者所述樹脂組分可包含諸如苯胺化合物之類的促進(jìn)劑。
文檔編號C09K17/14GK102656251SQ201080057580
公開日2012年9月5日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者沃爾特·尼爾·西蒙斯, 理查德·沃頓, 約翰·G·奧爾德森 申請人:J-洛克公司