CN103739802A - 煤矿用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法 - Google Patents
煤矿用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103739802A CN103739802A CN201310683352.7A CN201310683352A CN103739802A CN 103739802 A CN103739802 A CN 103739802A CN 201310683352 A CN201310683352 A CN 201310683352A CN 103739802 A CN103739802 A CN 103739802A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- formaldehyde resin
- modified urea
- component
- acid
- reinforcement material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 43
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical class OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 15
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 8
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 6
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N Cyanamide Chemical compound NC#N XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 4
- 239000008098 formaldehyde solution Substances 0.000 claims description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 4
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 4
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960004418 trolamine Drugs 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 6
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 abstract 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 3
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 229960004279 formaldehyde Drugs 0.000 description 2
- 235000019256 formaldehyde Nutrition 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明属于化学合成领域，具体涉及一种煤矿用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法，适用于煤矿采掘过程中的破碎煤体加固。其特征在于A、B两组分的组成，A组分为改性脲醛树脂；B组分为改性脲醛树脂固化剂组成物。本发明的优点在于：（1）本发明材料通过配方设计，常温反应，固化速度可调，固结体强度高，韧性好，抗压在30mpa以上，能明显提高松散煤体支撑力。（2）本发明材料内部反应温度较低在60℃以下。（3）原料液粘度低，在煤岩体中渗透性好，固结体与煤体粘结性好。（4）本发明材料用专用气动双液或三液注浆泵压注，操作简单，使用方便。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域，具体涉及一种煤矿用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法。适用于煤矿采掘过程中的破碎煤体加固。
背景技术
在煤矿的采掘过程中，不可避免会遇到松散破碎的煤体，强度很低，稳定性差，掘进过程中极易发生片帮冒顶，为了保证开采和掘进的安全、顺利，需要对松散破碎煤体进行有效的加固。
目前，对于松散煤体主要应用聚氨酯类注浆材料进行加固，但聚氨酯类材料价格较高，另一方面，聚氨酯类材料在大量浇注时，内部反应温度较高，且容易聚热，会有发生火灾的危险，而脲醛树脂材料内部反应温度较低在60℃以下，使用脲醛树脂材料加固，在提高采矿安全性的同时节约了成本，但现有技术的脲醛树脂类注浆材料，在使用时极易发泡造成抗压强度低、韧性差，难以推广应用。本发明为了解决上述问题，设计了一种成本低、内部反应温度低、抗压强度高、韧性好的煤体加固用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤矿用改性脲醛树脂加固材料，同时提供了其简单易操作的制备方法。
本发明所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料，其特征在于，由A和B两种组分组成，
其中：
组分A由以下重量份数的组分组成：
组分B由以下重量份数的组分组成：
有机酸： 40～70份
无机酸： 1～20份
水： 20～50份
组分A与组分B的体积比为4:1。
所述的甲醛溶液质量分数为35～40%。
所述的催化剂为三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺中的一种或几种的任意比例混合。
所述的有机酸为对甲苯磺酸、柠檬酸、苹果酸中的一种或几种的任意比例混合。
所述的无机酸为盐酸、硫酸、磷酸中的一种或几种的任意比例混合。
本发明所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料的制备方法，步骤如下：
组分A的制备：
（1）将甲醛溶液、尿素和催化剂搅拌混合，升高至75～80℃，保温反应30～40min，得溶液I；
（2）向溶液I中加入三聚氰胺，升温至80～85℃，保温反应50～70min，得溶液II；
（3）向溶液II加入聚乙烯醇，升温至85～90℃，保温反应30～40min；把料温降低到40℃以下，放料装桶。
组分B的制备：
将有机酸、无机酸和水混合，室温条件下混合0.5～1小时。
使用时，直接用气动双液注浆泵混合注入煤体裂隙常温固化即可。
使用时，直接用气动三液注浆泵混合注入煤体裂隙常温固化即可。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
（1）本发明材料通过配方设计，常温反应，固化速度可调，固结体强度高，韧性好，抗压在30mpa以上，能明显提高松散煤体支撑力；
（2）本发明材料内部反应温度较低在60℃以下；
（3）原料液粘度低，在煤岩体中渗透性好，固结体与煤体粘结性好；
（4）本发明材料用专用气动双液或三液注浆泵压注，操作简单，使用方便。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
组分A的制备：
a、将64kg37%的工业甲醛、26kg尿素和0.8kg三乙醇胺加入反应釜中，开启搅拌，把料温缓慢的升高到75℃，并在75℃料温下保温反应40min；
b、再将7.2kg三聚氰胺投入反应釜，并把料温升高到80℃，保温反应60min；
c、将3kg聚乙烯醇加入反应釜，并把料温升高到85℃，并在85℃下保温反应30min；
d、把料温降低到40℃以下，放料装桶。
组分B的制备：组分B的制备：将50kg对甲苯磺酸，2.5kg浓盐酸，47.5kg水加入反应釜，室温条件下混合1小时，抽样检测合格后出料。
组分A与组分B按照体积比A、B=4:1反应，检测产品指标如表1所示：
表1产品指标
| 20℃凝固时间，s | 65 |
| 膨胀倍数，倍 | 1 |
| 内部反应温度，℃ | 51 |
| 抗压强度，MPa | 33 |
实施例2：
组分A的制备：
a、将70kg35%的工业甲醛、24kg尿素、0.3kg二乙醇胺和0.3kg一乙醇胺加入反应釜中，开启搅拌，把料温缓慢的升高到75℃，并在80℃料温下保温反应40min；
b、再将8.6kg三聚氰胺投入反应釜，并把料温升高到85℃，保温反应65min；
c、将6kg聚乙烯醇加入反应釜，并把料温升高到85℃，并在85-90℃下保温反应35min；
d、把料温降低到40℃以下，放料装桶。
组分B的制备：将30kg柠檬酸，30kg苹果酸，1.5kg硫酸，3kg磷酸，36.5kg水加入反应釜，室温条件下混合2小时，抽样检测合格后出料。
组分A与组分B按照体积比A、B=4:1反应，检测产品指标如表2所示：
表2产品指标
| 20℃凝固时间，s | 45 |
| 膨胀倍数，倍 | 1 |
| 内部反应温度，℃ | 55 |
| 抗压强度，MPa | 37 |
Claims (9)
1.一种煤矿用改性脲醛树脂加固材料，其特征在于，由A和B两种组分组成，
其中：
组分A由以下重量份数的组分组成：
组分B由以下重量份数的组分组成：
有机酸： 40～70份
无机酸： 1～20份
水： 20～50份
2.根据权利要求1所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料，其特征在于，组分A与组分B的体积比为4:1。
3.根据权利要求2所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料，其特征在于，所述的甲醛溶液质量分数为35～40%。
4.根据权利要求2所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料，其特征在于，所述的催化剂为三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺中的一种或几种的任意比例混合。
5.根据权利要求2所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料，其特征在于，所述的有机酸为对甲苯磺酸、柠檬酸、苹果酸中的一种或几种的任意比例混合。
6.根据权利要求2所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料，其特征在于，所述的无机酸为盐酸、硫酸、磷酸中的一种或几种的任意比例混合。
7.根据权利要求1-6任一所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
组分A的制备：
（1）将甲醛溶液、尿素和催化剂搅拌混合，升高至75～80℃，保温反应30～40min，得溶液I；
（2）向溶液I中加入三聚氰胺，升温至80～85℃，保温反应50～70min，得溶液II；
（3）向溶液II加入聚乙烯醇，升温至85～90℃，保温反应30～40min；把料温降低到40℃以下，放料装桶。
组分B的制备：
将有机酸、无机酸和水混合，室温条件下混合0.5～1小时。
8.根据权利要求7所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料，其特征在于，使用时，直接用气动双液注浆泵混合注入煤体裂隙常温固化即可。
9.根据权利要求7所述的煤矿用改性脲醛树脂加固材料，其特征在于，使用时，直接用气动三液注浆泵混合注入煤体裂隙常温固化即可。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310683352.7A CN103739802B (zh) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | 煤矿用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310683352.7A CN103739802B (zh) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | 煤矿用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103739802A true CN103739802A (zh) | 2014-04-23 |
| CN103739802B CN103739802B (zh) | 2015-04-29 |
Family
ID=50496880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310683352.7A Active CN103739802B (zh) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | 煤矿用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103739802B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106905657A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-06-30 | 龙岩学院 | 一种煤岩体加固材料及其制备装置 |
| CN109370149A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-02-22 | 山东润义金新材料科技股份有限公司 | 煤矿用改性脲醛树脂填充材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1092020A (zh) * | 1993-03-09 | 1994-09-14 | 辽宁省长城新型建筑材料总厂 | 阻燃装饰材料板及其制造方法 |
| CN101928537A (zh) * | 2009-11-02 | 2010-12-29 | 南宁市火炬新产品开发有限责任公司 | 环保脲醛树脂胶粘剂及其生产方法 |
| CN102391805A (zh) * | 2011-07-18 | 2012-03-28 | 广西大学 | 混凝土模板用改性脲醛树脂胶粘剂及其生产方法 |
| CN103214789A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-07-24 | 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 | 一种脲醛充填材料及其制备方法 |
-
2013
- 2013-12-13 CN CN201310683352.7A patent/CN103739802B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1092020A (zh) * | 1993-03-09 | 1994-09-14 | 辽宁省长城新型建筑材料总厂 | 阻燃装饰材料板及其制造方法 |
| CN101928537A (zh) * | 2009-11-02 | 2010-12-29 | 南宁市火炬新产品开发有限责任公司 | 环保脲醛树脂胶粘剂及其生产方法 |
| CN102391805A (zh) * | 2011-07-18 | 2012-03-28 | 广西大学 | 混凝土模板用改性脲醛树脂胶粘剂及其生产方法 |
| CN103214789A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-07-24 | 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 | 一种脲醛充填材料及其制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106905657A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-06-30 | 龙岩学院 | 一种煤岩体加固材料及其制备装置 |
| CN106905657B (zh) * | 2017-04-10 | 2019-01-04 | 龙岩学院 | 一种煤岩体加固材料 |
| CN109370149A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-02-22 | 山东润义金新材料科技股份有限公司 | 煤矿用改性脲醛树脂填充材料及其制备方法 |
| CN109370149B (zh) * | 2018-09-27 | 2021-07-09 | 山东润义金新材料科技股份有限公司 | 煤矿用改性脲醛树脂填充材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103739802B (zh) | 2015-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103897140B (zh) | 一种环氧树脂改性的聚氨酯灌浆加固材料及其制备方法 | |
| CN103304984B (zh) | 一种无机改性聚氨酯灌浆材料及其制备方法 | |
| CN104558514A (zh) | 一种高强聚氨酯改性硅酸盐注浆加固材料及其制备方法和应用 | |
| CN102964565A (zh) | 硅酸盐改性聚氨酯高分子材料及其制备方法 | |
| CN102532455B (zh) | 煤岩体加固用聚氨酯高分子材料及其制备方法 | |
| CN102558763B (zh) | 煤矿用可发泡酚醛树脂类加固和充填材料 | |
| CN104671739B (zh) | 一种自吸热型煤矿安全用双液注浆材料及其制备方法 | |
| CN103525079B (zh) | 一种复合型注浆密封材料及其制备方法 | |
| CN101602880B (zh) | 一种化学注浆加固材料及其制备方法 | |
| CN105111411B (zh) | 一种环氧改性聚氨酯‑水玻璃复合注浆材料 | |
| CN103694676A (zh) | 环保型聚氨酯堵水材料及其制备方法 | |
| CN104498004A (zh) | 煤岩体堵水加固用化学注浆材料及其制备方法 | |
| CN103113079A (zh) | 一种矿用水玻璃加固堵水材料 | |
| CN103333668B (zh) | 煤矿井下用渗漏堵水改性酚醛树脂注浆材料及制备方法 | |
| CN102161813B (zh) | 地下工程用高分子聚合充填密封注浆材料及其施工工艺 | |
| CN103739802B (zh) | 煤矿用改性脲醛树脂加固材料及其制备方法 | |
| CN103172815B (zh) | 一种改性聚氨酯材料的原料组合物及其制备方法和应用 | |
| CN103360006B (zh) | 无机纤维增强膨胀抗压钻孔封闭材料 | |
| CN109233259A (zh) | 一种有机无机复合加固料及其制备方法 | |
| CN103333458B (zh) | 煤岩体加固用改性酚醛树脂注浆材料及制备方法 | |
| Zhu et al. | Preparation of underwater quick-set and expansion polyurethane grouting material and its properties | |
| CN116904012B (zh) | 一种用于注浆锚杆的高分子触变型锚固剂 | |
| CN103160075A (zh) | 煤体加固用脲醛树脂注浆材料 | |
| CN1241985C (zh) | 用于固结松散煤岩体的发泡脲醛树脂及其制备方法 | |
| CN106905657B (zh) | 一种煤岩体加固材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |