無機改性聚氨酯噴涂密閉材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無機改性聚氨酯噴涂密閉材料及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤礦巷道掘進過程中，其表面巖石容易遭到風化而造成破壞，容易發(fā)生落石砸人 的事故，因此巷道表面需要進行涂覆處理。通過對空掘巷煤壁及頂板噴涂處理，可以有效地 防止礦井漏風，防止被壓碎的煤柱和封閉區(qū)內(nèi)的煤炭及可燃物氧化自燃，減少因有害氣體 進入通風巷道而對礦井人員身體健康造成的危害，同時減少因礦井漏風造成的額外動力消 耗。另外，目前礦井封閉火區(qū)及改變通風的密閉墻大多采用磚石砌筑，對密閉墻進行表面噴 涂，能夠增強其氣密性，能有效防止氣體泄漏。
[0003] 目前，在煤礦中應用的噴涂密閉材料主要為聚氨酯噴涂密閉材料，但傳統(tǒng)的聚氨 酯酯類材料價格較高，并且阻燃性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種成本低、阻燃性能佳，對煤巖體具有良好的粘結(jié)性，粘合 后抗剪切性及韌性好，原料氣味低，不產(chǎn)生任何有毒氣體，完全滿足噴涂密閉材料的使用和 環(huán)保要求的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料；本發(fā)明同時提供其制備方法。
[0005] 本發(fā)明所述的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料，由A組分和B組分按照質(zhì)量比1:1 進行混合發(fā)泡制得；其中：
[0006] A組份為，以質(zhì)量百分數(shù)計：
[0007] 水玻璃： 65~80 聚醚多元醇： 5~30 泡沫穩(wěn)定劑： 0.5~3 催化劑a: 0.5~10 催化劑b: 0.5~5
[0008] B組份為，以質(zhì)量百分數(shù)計：
[0009] 多異氰酸酯： 50~80 阻燃劑： 0~20 增塑劑： 5~20 發(fā)泡劑： 5~30。
[0010] 所述的水玻璃為模數(shù)為2. 0~3. 0,波美度為40~50° Β?的鉀水玻璃或鈉水玻 璃。
[0011] 所述的聚醚多元醇為官能度3,分子量3000~6000的環(huán)氧丙烷環(huán)氧乙烷共聚的高 活性聚醚多元醇，其中環(huán)氧乙烷含量大于等于10%。
[0012] 所述的泡沫穩(wěn)定劑為有機硅泡沫穩(wěn)定劑，優(yōu)選江蘇美思德的AK7703。
[0013] 所述的催化劑a為雙（二甲氨基乙基）醚、二甲氨基乙氧基乙醇、三乙烯二胺或 1，3, 5-三（二甲氨基丙基）六氫三嗪中的任意兩種或兩種以上的混合物。
[0014] 所述的催化劑b為1，8-二氮雜環(huán)[5, 4, 0]十一烯-7,簡稱1，8-二氮雜環(huán)十一烯。
[0015] 所述的多異氰酸酯是多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
[0016] 所述的阻燃劑為磷酸酯類阻燃劑，優(yōu)選磷酸三（2-氯乙基）酯或三（2-氯異丙基） 磷酸酯。
[0017] 所述的增塑劑為鄰苯二甲酸酯類增塑劑。
[0018] 所述的發(fā)泡劑為低沸點物理發(fā)泡劑，優(yōu)選二氯甲烷和/或一氟二氯乙烷。
[0019] 所述的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料的制備方法，包括以下步驟：
[0020] a、制備A組份料：將水玻璃、聚醚多元醇投入混合釜中并攪拌均勻；然后將泡沫穩(wěn) 定劑、催化劑加入混合Il中攪拌均勾，抽樣檢測合格后出料；
[0021] b、制備B組份料：將多異氰酸酯、阻燃劑、增塑劑和發(fā)泡劑投入混合釜中，室溫條 件下混合〇. 5~1小時，抽樣檢測合格后出料，氮氣置換包裝；
[0022] c、使用時，將A、B組份料按A:B = 1:1的質(zhì)量比，使用專用雙液高壓噴涂注漿泵混 合噴涂發(fā)泡即可。
[0023] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0024] (1)本發(fā)明材料通過配方設(shè)計，常溫反應，反應速度可調(diào)，發(fā)泡倍率可調(diào)，阻燃性 佳；
[0025] (2)本發(fā)明材料成本低，對煤巖體具有良好的粘結(jié)性，粘合后抗剪切性及韌性好；
[0026] (3)本發(fā)明材料原料液運輸方便、粘度低、流動性好、儲存穩(wěn)定性好；
[0027] (4)本發(fā)明材料的相關(guān)原料綠色、無污染，不含有揮發(fā)性溶劑，不產(chǎn)生任何有毒氣 體，對人體無害，完全滿足噴涂密閉材料的使用和環(huán)保要求；
[0028] (5)本發(fā)明材料用專用雙液高壓噴涂注漿泵混合發(fā)泡，操作簡單，使用方便。
【具體實施方式】
[0029] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述。
[0030] 實施例1
[0031] 1、制備A組份料100公斤，分別稱量水玻璃（模數(shù)2. 8,波美度45° Β?的鈉水玻 璃）73公斤，聚醚多元醇（3官能度，分子量3500, EO占15% ) 20公斤，泡沫穩(wěn)定劑（ΑΚ7703， 江蘇美思德）I. 〇公斤，雙（二甲氨基乙基）醚2公斤，二甲氨基乙氧基乙醇3公斤，1，8-二 氮雜環(huán)[5, 4, 0]十一烯-71公斤，將稱量好的水玻璃和聚醚多元醇裝入混合釜內(nèi)攪拌均勻， 然后將稱量好的泡沫穩(wěn)定劑、催化劑依次加入反應釜中，在常溫下攪拌均勻，取樣檢測合格 后，即可裝桶。
[0032] 2、制備B組份料100公斤，將準確計量的多苯基多亞甲基多異氰酸酯44V20(拜 耳）67公斤、增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯9. 5公斤，一氟二氯乙烷23. 5公斤按次序投入反應 釜，攪拌混合1小時，抽樣檢測合格后出料，氮氣置換密封包裝。
[0033] 將A、B組份按A:B = 100:100質(zhì)量比混合制成無機改性聚氨酯噴涂密閉泡沫。
[0034] 實施例2
[0035] 1、制備A組份料100公斤，分別稱量水玻璃（模數(shù)2. 3,波美度48° Β?的鉀水玻 璃）67公斤，聚醚多元醇（3官能度，分子量5000, EO占10 % ) 20公斤，泡沫穩(wěn)定劑（ΑΚ7703， 江蘇美思德）2公斤，雙（二甲氨基乙基）醚3公斤，三乙烯二胺6公斤，1，8-二氮雜環(huán) [5, 4, 0]十一烯-72公斤，將稱量好的水玻璃和聚醚多元醇裝入混合釜內(nèi)攪拌均勻，然后將 稱量好的泡沫穩(wěn)定劑、催化劑依次加入反應釜中，在常溫下攪拌均勻，取樣檢測合格后，即 可裝桶。
[0036] 2、制備B組份料100公斤，將準確計量的多亞甲基多苯基多異氰酸酯M20S (巴斯 夫）75公斤、阻燃劑磷酸三（2-氯乙基）酯5公斤、增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯5公斤，發(fā)泡 劑二氯甲烷15公斤按次序投入反應釜，攪拌混合1小時，抽樣檢測合格后出料，氮氣置換密 封包裝。
[0037] 將A、B組份按Α:Β = 100:100質(zhì)量比混合制成無機改性聚氨酯噴涂密閉泡沫。
[0038] 實施例3
[0039] 1、制備A組份料100公斤，分別稱量水玻璃（模數(shù)2. 2,波美度50° Β?的鈉水玻 璃）70公斤，聚醚多元醇（3官能度，分子量6000, EO占15% ) 15公斤，泡沫穩(wěn)定劑（ΑΚ7703， 江蘇美思德）3公斤，雙（二甲氨基乙基）醚1公斤，三乙烯二胺5公斤，1，3, 5-三（二甲基 氨基丙基）六氫三嗪3公斤，1，8-二氮雜環(huán)[5, 4, 0] 十一烯-73公斤，將稱量好的水玻璃和 聚醚多元醇裝入混合釜內(nèi)攪拌均勻，然后加入稱量好的泡沫穩(wěn)定劑、催化劑依次加入反應 釜中，在常溫下攪拌均勻，取樣檢測合格后，即可裝桶。
[0040] 2、制備B組份料100公斤，將準確計量的多亞甲基多苯基多異氰酸酯PM200(萬 華）60公斤、阻燃劑磷酸三（2-氯乙基）酯5公斤、三（2-氯異丙基）磷酸酯5公斤，增塑 劑鄰苯二甲酸二丁酯5公斤，發(fā)泡劑一氟二氯乙烷25公斤按次序投入反應釜，攪拌混合1 小時，抽樣檢測合格后出料，氮氣置換密封包裝。
[0041] 將A、B組份按A:B = 100:100質(zhì)量比混合制成無機改性聚氨酯噴涂密閉泡沫。
[0042] 表1為實施例1-3的成品檢測數(shù)據(jù)
[0043]
【主權(quán)項】
1. 一種無機改性聚氨酯噴涂密閉材料，其特征在于：由A組分和B組分按照質(zhì)量比1:1 進行混合發(fā)泡制得；其中： A組份為，以質(zhì)量百分數(shù)計： 水玻璃： 65~80 聚醚多元醇： 5~30 泡沫穩(wěn)定劑： 0.5~3 催化劑a: 0.5~10 催化劑b: 0.5-5 B組份為，以質(zhì)量百分數(shù)計： 多異氰酸酯： 50~80 阻燃劑： 0~20 增塑劑： 5~20 發(fā)泡劑： 5~30。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料，其特征在于：所述的水玻璃 為模數(shù)為2. 0~3. 0,波美度為40~50°B6的鉀水玻璃或鈉水玻璃。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料，其特征在于：所述的聚醚多 元醇為官能度3,分子量3000~6000的環(huán)氧丙烷環(huán)氧乙烷共聚的高活性聚醚多元醇，其中 環(huán)氧乙烷含量大于等于10%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料，其特征在于：所述的泡沫穩(wěn) 定劑為有機娃泡沫穩(wěn)定劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料，其特征在于：所述的催化劑a 為雙（二甲氨基乙基）醚、二甲氨基乙氧基乙醇、三乙烯二胺或1，3, 5-三（二甲氨基丙基） 六氫三嗪中的任意兩種或兩種以上的混合物。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料，其特征在于：所述的催化劑b 為 1，8-二氮雜環(huán)[5, 4, 0]i^一烯-7。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料，其特征在于：所述的多異氰 酸酯是多苯基多亞甲基多異氰酸酯。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料，其特征在于：所述的阻燃劑 為磷酸酯類阻燃劑，優(yōu)選磷酸三（2-氯乙基）酯或三（2-氯異丙基）磷酸酯。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料，其特征在于：所述的增塑劑 為鄰苯二甲酸酯類增塑劑；所述的發(fā)泡劑為低沸點物理發(fā)泡劑；優(yōu)選二氯甲烷和/或一氟 二氯乙燒。10. -種權(quán)利要求1~9任一所述的無機改性聚氨酯噴涂密閉材料的制備方法，其特征 在于包括以下步驟： a、制備A組份料：將水玻璃、聚醚多元醇投入混合釜中并攪拌均勻；然后將泡沫穩(wěn)定 劑、催化劑加入混合釜中攪拌均勻，抽樣檢測合格后出料； b、 制備B組份料：將多異氰酸酯、阻燃劑、增塑劑和發(fā)泡劑投入混合釜中，室溫條件下 混合0. 5~1小時，抽樣檢測合格后出料，氮氣置換包裝； c、 使用時，將A、B組份料按A:B= 1:1的質(zhì)量比，使用專用雙液高壓噴涂注漿泵混合噴 涂發(fā)泡即可。
【專利摘要】本發(fā)明屬于聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無機改性聚氨酯噴涂密閉材料及其制備方法。所述的噴涂密閉材料由A組分和B組分按照質(zhì)量比1:1進行混合發(fā)泡制得；其中：A組份以質(zhì)量百分數(shù)計：水玻璃65～80；聚醚多元醇5～30；泡沫穩(wěn)定劑0.5～3；催化劑a 0.5～10；催化劑b 0.5～5；B組份以質(zhì)量百分數(shù)計：多異氰酸酯50～80；阻燃劑0～20；增塑劑5～20；發(fā)泡劑5～30。本發(fā)明成本低、阻燃性能佳，對煤巖體具有良好的粘結(jié)性，粘合后抗剪切性及韌性好，原料氣味低，不產(chǎn)生任何有毒氣體，完全滿足噴涂密閉材料的使用和環(huán)保要求。本發(fā)明制備方法簡單，操作方便。
【IPC分類】C09D7/12, C09D175/08, C09D5/18, C08G18/48
【公開號】CN104910790
【申請?zhí)枴緾N201510319894
【發(fā)明人】徐業(yè)峰, 郝德開, 李明友, 朱文靜, 唐國濤
【申請人】山東一諾威新材料有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月11日