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一种抗水高强树脂锚固剂及其制备方法与流程

时间:2019-10-17 07:48:58

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一种抗水高强树脂锚固剂及其制备方法与流程

本发明涉及抗水高强树脂锚固剂技术领域,特别是涉及一种抗水高强树脂锚固剂及其制备方法。

背景技术:

把金属螺栓、变形钢筋、内螺纹管牢牢地固定在砼、岩石基孔内以代替预埋钢筋的方法称为“锚固”。锚固方法一般金属膨胀螺栓法及化学粘结法。金属膨胀螺栓是靠机械力使金属片扩张,挤压孔壁后产生摩擦力而被固定的,只能用于静力载荷下非结构件的锚固,使用范围较窄;而化学粘结锚固则是用化学粘结剂把金属杆件固定的,当粘结剂固化后,基体-粘结层-金属杆三者已牢固地结合成一个整体。因此,化学锚固实质上是一种整体无应力锚固方法但是,现有的锚固剂存在以下几个方面的缺陷。

由于树脂锚固剂行业的特点,有相当多的中小企业分散设备十分落后,分散时根本形成不了剪切力,只是一种搅拌,气相二氧化硅在树脂中根本形成不了网状结构,从而导致树脂胶泥出现分层、流胶等现象,造成了锚固剂生产厂家的经济损失,还会直接影响支护安全。

锚固剂中石粉填料中含有的金属元素对锚固剂造成的凝胶时间长、固化慢的影响,特别严重的在夏季时因石粉填料中含有的高比例金属杂质,导致在锚固剂生产过程中可能还会出现假凝现象,严重的影响树脂锚固剂产品质量和储存期。

有水情况下,锚固剂凝胶时间慢,锚固强度低,受温度的影响较大,使得锚固剂的支护不能取得良好效果;对于弱胶结破碎岩体而言,普通树脂锚固剂往往面临锚固长度短,与围岩粘结效果差等缺陷,导致锚固力不足,甚至造成安全事故;普通树脂锚固剂还不具有膨胀性,不利于实现全长锚固。

技术实现要素:

鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种抗水高强树脂锚固剂及其制备方法,用于解决现有抗水高强树脂锚固剂的凝胶时间长、固化慢、锚固强度低及受温度的影响较大等问题。

一种抗水高强树脂锚固剂,至少包括以下原料组分及重量份:改性树脂80~86份、硅微粉填料80~100份、促进剂二甲基苯胺0.08~0.1份、铝粉3~4份、膨胀剂6~8份、ep-184聚醚胺催化剂1~2份、耐高温剂5~8份、有机胺固化剂2~4份、阻抗剂1~3份、分散剂5~7份、除水剂ms-plus5~10份。

一实施例中,抗水高强树脂锚固剂至少包括以下原料组分及重量份:改性树脂83份、硅微粉填料90份、促进剂二甲基苯胺0.09份、铝粉3.5份、膨胀剂7份、ep-184聚醚胺催化剂1.5份、耐高温剂6.5份、有机胺固化剂3份、阻抗剂2份、分散剂6份、除水剂ms–plus7.5份。

一实施例中,所述膨胀剂至少包括以下原料组分:聚乙二醇醚、脂肪醇、聚氧乙烯醚硫酸钠麦糖苷酶、改性多异氰酸酯。

一实施例中,所述耐高温剂至少包括以下原料组分:聚偏氟乙烯、邻苯二甲酸二甲酯、纳米二氧化硅。

一实施例中,所述阻抗剂至少包括以下原料组分:聚丙烯酸钠盐、对苯二酚、碳酸钙。

一实施例中,所述分散剂至少包括以下原料组分:硅油、多羟基羧酸酰胺类溶液、多元醇硫胺。

抗水高强树脂锚固剂的制备方法,包括以下步骤:s1、制备改性树脂胶泥,将改性树脂、硅微粉填料、促进剂二甲基苯胺和铝粉按比例混合得到混合物,加入聚乙二醇醚,在温度为38℃~40℃的条件下均匀搅拌,静置使沉淀物完全悬浮得到树脂胶泥材料备用;s2、制备有机胺固化剂,将甲基环戊二胺基甲基苯酚、异佛尔酮二胺基甲基苯酚加入到酚醛胺中,搅拌均匀后加入蒙脱土,继续搅拌均匀后形成有机胺固化剂备用;s3、制备分散剂,加热多羟基羧酸酰胺类溶液使其温度处于50~60℃之间,再将多元醇硫胺加入搅拌均匀得到混合溶液,再将硅油滴加入到混合溶液,然后利用高剪切分散机产生的离心力吸入气相二氧化硅,搅拌均匀备用;s4、将制备好的改性树脂胶泥和分散剂混合均匀后,先后加入膨胀剂、耐高温剂和ep-184聚醚胺催化剂,加热至温度40~50℃反应后,冷却至常温得到初级产物;s5、在常温下向初级产物中加入耐高温剂、阻抗剂和除水剂,混合均匀后将得到的半成品抗水高强树脂锚固剂胶泥,将双孔薄膜袋一端封孔,将制备好的半成品抗水高强树脂锚固剂胶泥和有机胺固化剂分别装入双孔薄膜袋的两个孔中,封紧孔口即成抗水高强树脂锚固剂成品。

一实施例中,所述耐高温剂的制备过程如下:(1)称取纳米二氧化硅粉末,加入邻苯二甲酸二甲酯和盐酸混合后静置浸渍20~25min,过滤分离得到滤渣;(2)取聚偏氟乙烯装入粉碎机中粉碎,过筛,将过筛后的聚偏氟乙烯粉末和所述滤渣加入聚乙烯醇溶液中,在50~60℃恒温水浴下,搅拌,再加入乳化剂op-10,继续搅拌过滤,得到预改性滤渣;(3)将所述预改性滤渣加水稀释,超声振荡浸渍,过滤分离得到滤饼,再将所述滤饼和盐酸混合后放置在摇床上继续振荡浸渍,浸渍结束后加热升温至65~70℃,搅拌反应,过滤分离得到预改性滤饼;(4)将所述预改性滤饼放入炭化炉中,在氩气保护状态下,保温炭化后出料,即得到耐高温剂。

一实施例中,所述盐酸的浓度为0.5~0.6mol/l,所述超声振荡浸渍频率为30~40khz。

一实施例中,所述改性树脂至少包括以下原料组份:环氧树脂、双马来酰亚胺树脂。

如上所述,采用本发明技术方案得到的抗水高强树脂锚固剂,能够在具体施工水下施工环境中快速固化,将锚杆、锚索等牢固粘结在锚孔中承受足够载荷,从而达到良好底臌治理效果,为高预紧力注浆锚索的快速施工提供了一种可靠的锚固材料。本发明的抗水高强树脂锚固剂具有渗透性强、与钻孔周边围岩粘结好等优点,并具有充填裂隙岩体的作用,能增强抗水高强树脂锚固剂的膨胀性,提高锚杆或锚索的锚固力,增加弱胶结破碎软岩巷道的稳定性。本发明的锚固剂中增加了铝粉成分,铝粉的强度大、韧度好、使之锚固剂延展性好、不脆、不容易粉碎、有很好的阻燃性,使得本发明应用范围更广;避免了基材的放热和膨胀系数的增长,加强了基材的密实度。本发明的锚固剂耐高温高达85~90℃,其抗压强度能达到70mpa以上,具有较好的支护效;还具有促进胶泥流动性功能,树脂胶泥不会出现分层、流胶等现象,降低了胶泥注浆压力,能有效的阻止金属元素对锚固胶泥的影响,提高胶泥稳定性,延长产品储存期,保证了抗水高强树脂锚固剂质量。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

一种抗水高强树脂锚固剂,包括以下原料组分及重量份,改性树脂80份、硅微粉填料80份、促进剂二甲基苯胺0.08份、铝粉3份、膨胀剂6份、ep-184聚醚胺催化剂1份、耐高温剂5份、有机胺固化剂2份、阻抗剂1份、分散剂5份、除水剂ms-plus5份。

所述膨胀剂原料组分及重量份为,聚乙二醇醚2.95份、脂肪醇0.98份、聚氧乙烯醚硫酸钠麦糖苷酶0.30份、改性多异氰酸酯1.77份。

所述耐高温剂原料组分及重量份为,聚偏氟乙烯1.97份、邻苯二甲酸二甲酯1.52份、纳米二氧化硅1.51份。

所述阻抗剂原料组分及重量份为,聚丙烯酸钠盐0.36份、对苯二酚0.25份、碳酸钙0.39份。

所述分散剂原料组分及重量份为,硅油1.46份、多羟基羧酸酰胺类溶液1.69份、多元醇硫胺1.85份。

所述的抗水高强树脂锚固剂的制备方法,包括以下步骤:

s1、制备改性树脂胶泥

将改性树脂、硅微粉填料、促进剂二甲基苯胺和铝粉按比例混合得到混合物,加入混合物质量的15%的聚乙二醇醚,在温度为38℃的条件下均匀搅拌,静置使沉淀物完全悬浮得到树脂胶泥材料备用;

本发明的抗水高强树脂锚固剂中增加了铝粉成分,铝粉的强度大、韧度好、使之锚固剂延展性好、不脆、不容易粉碎、有很好的阻燃性,使得本发明应用范围更广;避免了基材的放热和膨胀系数的增长,加强了基材的密实度。

s2、制备有机胺固化剂

以重量份计,将0.54份甲基环戊二胺基甲基苯酚、0.40份的异佛尔酮二胺基甲基苯酚加入到0.44份酚醛胺中,在温度为50℃的条件下搅拌均匀后加入0.62份蒙脱土,继续搅拌均匀后冷却至常温形成有机胺固化剂备用;

本发明的抗水高强树脂锚固剂中增加了有机胺固化剂,能够在水下施工环境中快速固化将锚杆、锚索等牢固粘结在锚孔中承受足够载荷,从而达到良好底臌治理效果,为高预紧力注浆锚索的快速施工提供了一种可靠的锚固材料。

s3、制备分散剂

加热多羟基羧酸酰胺类溶液使其温度处于50℃之间,再将多元醇硫胺加入搅拌均匀得到混合溶液,再将硅油以10滴/min的速度加入到混合溶液,然后利用高剪切分散机产生的离心力吸入气相二氧化硅,高剪切分散5min,所述高剪切分散机的转速3000rpm,搅拌均匀备用。

本发明的抗水高强树脂锚固剂中增加了分散剂,具有渗透性强、与钻孔周边围岩粘结好等优点,并具有充填裂隙岩体的作用,能增强抗水高强树脂锚固剂的膨胀性,提高锚杆或锚索的锚固力,增加弱胶结破碎软岩巷道的稳定性。

s4、将制备好的改性树脂胶泥和分散剂混合均匀后,先后加入膨胀剂、耐高温剂和ep-184聚醚胺催化剂,加热至温度40℃反应3小时后,冷却至常温得到初级产物。

s5、在常温下向初级产物中加入耐高温剂、阻抗剂和除水剂,混合均匀后将得到的半成品抗水高强树脂锚固剂胶泥,将双孔薄膜袋一端封孔,将制备好的半成品抗水高强树脂锚固剂胶泥和有机胺固化剂分别装入双孔薄膜袋的两个孔中,封紧孔口即成抗水高强树脂锚固剂成品。

所述耐高温剂的制备过程如下:

(1)称取纳米二氧化硅粉碎成200目的粉末,加入邻苯二甲酸二甲酯和盐酸混合后静置浸渍20min,过滤分离得到滤渣;

(2)取聚偏氟乙烯装入粉碎机中粉碎,过100目筛,将过筛后的聚偏氟乙烯粉末和所述滤渣加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液中,所述聚乙烯醇溶液重量份为204份,在50℃恒温水浴下,以300r/min搅拌10min,再加入2份乳化剂op-10,继续搅拌10min过滤,得到预改性滤渣;

(3)将所述预改性滤渣加水稀释,超声振荡浸渍20min,过滤分离得到滤饼,再将所述滤饼和盐酸混合后放置在摇床上继续振荡浸渍10min,浸渍结束后加热升温至65℃,搅拌反应3h,过滤分离得到预改性滤饼;

(4)将所述预改性滤饼放入炭化炉中,在氩气保护状态下,保温炭化后出料,即得到耐高温剂。

利用本发明的制备方法得到的耐高温剂加入到本发明的配方中,耐高温高达85~90℃,其抗压强度能达到70mpa以上,具有较好的支护效果;还具有促进胶泥流动性功能,树脂胶泥不会出现分层、流胶等现象,降低了胶泥注浆压力,能有效的阻止金属元素对锚固胶泥的影响,提高胶泥稳定性,延长产品储存期,保证了抗水高强树脂锚固剂质量。

所述盐酸的浓度为0.5mol/l,所述超声振荡浸渍频率为30khz。

所述改性树脂至少包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂,分别取等质量的环氧树脂和双马来酰亚胺树脂,混合搅拌并加热升温至180~200℃,搅拌30min,得到改性树脂。所述环氧树脂选自于ep-12、ep-13、ep-16或ep-20中的至少一种。

实施例2

一种抗水高强树脂锚固剂,包括以下原料组分及重量份:

改性树脂83份、硅微粉填料90份、促进剂二甲基苯胺0.09份、铝粉3.5份、膨胀剂7份、ep-184聚醚胺催化剂1.5份、耐高温剂6.5份、有机胺固化剂3份、阻抗剂2份、分散剂6份、除水剂ms–plus7.5份。

所述膨胀剂原料组分及重量份为,聚乙二醇醚3.01份、脂肪醇1.42份、聚氧乙烯醚硫酸钠麦糖苷酶0.59份、改性多异氰酸酯1.98份。

所述耐高温剂原料组分及重量份为,聚偏氟乙烯2.04份、邻苯二甲酸二甲酯2.19份、纳米二氧化硅2.27份。

所述阻抗剂原料组分及重量份为,聚丙烯酸钠盐0.80份、对苯二酚0.52份、碳酸钙0.68份。

所述分散剂原料组分及重量份为:硅油1.71份、多羟基羧酸酰胺类溶液2.01份、多元醇硫胺2.28份。

所述的抗水高强树脂锚固剂的制备方法,包括以下步骤:

s1、制备改性树脂胶泥

将改性树脂、硅微粉填料、促进剂二甲基苯胺和铝粉按比例混合得到混合物,加入混合物质量的17.5%的聚乙二醇醚,在温度为39℃的条件下均匀搅拌,静置使沉淀物完全悬浮得到树脂胶泥材料备用;

本发明的抗水高强树脂锚固剂中增加了铝粉成分,铝粉的强度大、韧度好、使之锚固剂延展性好、不脆、不容易粉碎、有很好的阻燃性,使得本发明应用范围更广;避免了基材的放热和膨胀系数的增长,加强了基材的密实度。

s2、制备有机胺固化剂

以重量份计,将0.90份甲基环戊二胺基甲基苯酚、0.54份异佛尔酮二胺基甲基苯酚加入到0.63份酚醛胺中,在温度为45℃的条件下搅拌均匀后加入0.93份蒙脱土,继续搅拌均匀后冷却至常温形成有机胺固化剂备用;

本发明的抗水高强树脂锚固剂中增加了有机胺固化剂,能够在水下施工环境中快速固化将锚杆、锚索等牢固粘结在锚孔中承受足够载荷,从而达到良好底臌治理效果,为高预紧力注浆锚索的快速施工提供了一种可靠的锚固材料。

s3、制备分散剂

加热多羟基羧酸酰胺类溶液使其温度处于55℃之间,再将多元醇硫胺加入搅拌均匀得到混合溶液,再将硅油以15滴/min的速度加入到混合溶液,然后利用高剪切分散机产生的离心力吸入气相二氧化硅,高剪切分散7.5min,所述高剪切分散机的转速3500rpm,搅拌均匀备用;

本发明的抗水高强树脂锚固剂中增加了分散剂,具有渗透性强、与钻孔周边围岩粘结好等优点,并具有充填裂隙岩体的作用,能增强抗水高强树脂锚固剂的膨胀性,提高锚杆或锚索的锚固力,增加弱胶结破碎软岩巷道的稳定性。

s4、将制备好的改性树脂胶泥和分散剂混合均匀后,先后加入膨胀剂、耐高温剂和ep-184聚醚胺催化剂,加热至温度45℃反应4小时后,冷却至常温得到初级产物;

s5、在常温下向初级产物中加入耐高温剂、阻抗剂和除水剂,混合均匀后将得到的半成品抗水高强树脂锚固剂胶泥,将双孔薄膜袋一端封孔,将制备好的半成品抗水高强树脂锚固剂胶泥和有机胺固化剂分别装入双孔薄膜袋的两个孔中,封紧孔口即成抗水高强树脂锚固剂成品。

所述耐高温剂的制备过程如下:

(1)称取纳米二氧化硅粉碎成250目的粉末,加入邻苯二甲酸二甲酯和盐酸混合后静置浸渍22.5min,过滤分离得到滤渣;

(2)取聚偏氟乙烯装入粉碎机中粉碎,过200目筛,将过筛后的聚偏氟乙烯粉末和所述滤渣加入质量分数为12%的聚乙烯醇溶液中,所述聚乙烯醇溶液重量份为306份,在60℃恒温水浴下,以400r/min搅拌15min,再加入3份乳化剂op-10,继续搅拌20min过滤,得到预改性滤渣;

(3)将所述预改性滤渣加水稀释,超声振荡浸渍25min,过滤分离得到滤饼,再将所述滤饼和盐酸混合后放置在摇床上继续振荡浸渍15min,浸渍结束后加热升温至67.5℃,搅拌反应4h,过滤分离得到预改性滤饼;

(4)将所述预改性滤饼放入炭化炉中,在氩气保护状态下,保温炭化后出料,即得到耐高温剂。

利用本发明的制备方法得到的耐高温剂加入到本发明的配方中,耐高温高达85~90℃,其抗压强度能达到75mpa,具有较好的支护效;还具有促进胶泥流动性功能,树脂胶泥不会出现分层、流胶等现象,降低了胶泥注浆压力,能有效的阻止金属元素对锚固胶泥的影响,提高胶泥稳定性,延长产品储存期,保证了抗水高强树脂锚固剂质量。

所述盐酸的浓度为0.55mol/l,所述超声振荡浸渍频率为35khz。

所述改性树脂至少包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂,分别取等质量的环氧树脂和双马来酰亚胺树脂,混合搅拌并加热升温至180~200℃,得到改性树脂。所述环氧树脂选自于ep-12、ep-13、ep-16或ep-20中的至少一种。

实施例3

一种抗水高强树脂锚固剂,包括以下几种重量份配比的原料:

改性树脂86份、硅微粉填料100份、促进剂二甲基苯胺0.1份、铝粉4份、膨胀剂8份、ep-184聚醚胺催化剂2份、耐高温剂8份、有机胺固化剂4份、阻抗剂3份、分散剂7份、除水剂ms-plus10份。

所述膨胀剂原料组分及重量份为,聚乙二醇醚4.09份、脂肪醇1.78份、聚氧乙烯醚硫酸钠麦糖苷酶0.44份、改性多异氰酸酯1.69份。

所述耐高温剂原料组分及重量份为,聚偏氟乙烯3.00份、邻苯二甲酸二甲酯2.08份、纳米二氧化硅2.92份。

所述阻抗剂原料组分及重量份为,聚丙烯酸钠盐0.93份、对苯二酚1.00份、碳酸钙1.07份。

所述分散剂原料组分及重量份为,硅油2.14份、多羟基羧酸酰胺类溶液2.28份、多元醇硫胺2.58份。

所述的抗水高强树脂锚固剂的制备方法,包括以下步骤:

s1、制备改性树脂胶泥:

将改性树脂、硅微粉填料、促进剂二甲基苯胺和铝粉按比例混合得到混合物,加入混合物质量的20%的聚乙二醇醚,在温度为40℃的条件下均匀搅拌,静置使沉淀物完全悬浮得到树脂胶泥材料备用;

本发明的抗水高强树脂锚固剂中增加了铝粉成分,铝粉的强度大、韧度好、使之锚固剂延展性好、不脆、不容易粉碎、有很好的阻燃性,使得本发明应用范围更广;避免了基材的放热和膨胀系数的增长,加强了基材的密实度。

s2、制备有机胺固化剂:

以重量份数计,将1.20份甲基环戊二胺基甲基苯酚、0.72份异佛尔酮二胺基甲基苯酚加入到1.00份酚醛胺中,在温度为52℃的条件下搅拌均匀后加入1.08份蒙脱土,继续搅拌均匀后冷却至常温形成有机胺固化剂备用;

本发明的抗水高强树脂锚固剂中增加了有机胺固化剂,能够在水下施工环境中快速固化将锚杆、锚索等牢固粘结在锚孔中承受足够载荷,从而达到良好底臌治理效果,为高预紧力注浆锚索的快速施工提供了一种可靠的锚固材料。

s3、制备分散剂

加热多羟基羧酸酰胺类溶液使其温度处于60℃之间,再将多元醇硫胺加入搅拌均匀得到混合溶液,再将硅油以20滴/min的速度加入到混合溶液,然后利用高剪切分散机产生的离心力吸入气相二氧化硅,高剪切分10min,所述高剪切分散机的转速4000rpm,搅拌均匀备用;

本发明的抗水高强树脂锚固剂中增加了分散剂,具有渗透性强、与钻孔周边围岩粘结好等优点,并具有充填裂隙岩体的作用,能增强抗水高强树脂锚固剂的膨胀性,提高锚杆或锚索的锚固力,增加弱胶结破碎软岩巷道的稳定性。

s4、将制备好的改性树脂胶泥和分散剂混合均匀后,先后加入膨胀剂、耐高温剂和ep-184聚醚胺催化剂,加热至温度50℃反应5小时后,冷却至常温得到初级产物。

s5、在常温下向初级产物中加入耐高温剂、阻抗剂和除水剂,混合均匀后将得到的半成品抗水高强树脂锚固剂胶泥,将双孔薄膜袋一端封孔,将制备好的半成品抗水高强树脂锚固剂胶泥和有机胺固化剂分别装入双孔薄膜袋的两个孔中,封紧孔口即成抗水高强树脂锚固剂成品。

所述耐高温剂的制备过程如下:

(1)称取纳米二氧化硅粉碎成300目的粉末,加入邻苯二甲酸二甲酯和盐酸混合后静置浸渍25min,过滤分离得到滤渣;

(2)取聚偏氟乙烯,装入粉碎机中粉碎,过150目筛,将过筛后的聚偏氟乙烯粉末和所述滤渣加入质量分数为11%的聚乙烯醇溶液中,所述聚乙烯醇溶液重量份为255份,在55℃恒温水浴下,以350r/min搅拌13min,再加入2.5份乳化剂op-10,继续搅拌15min过滤,得到预改性滤渣;

(3)将所述预改性滤渣加水稀释,超声振荡浸渍30min,过滤分离得到滤饼,再将所述滤饼和盐酸混合后放置在摇床上继续振荡浸渍20min,浸渍结束后加热升温至70℃,搅拌反应5h,过滤分离得到预改性滤饼;

(4)将所述预改性滤饼放入炭化炉中,在氩气保护状态下,保温炭化后出料,即得到耐高温剂。

利用本发明的制备方法得到的耐高温剂加入到本发明的配方中,耐高温高达85~90℃,其抗压强度能达到78mpa,具有较好的支护效;还具有促进胶泥流动性功能,树脂胶泥不会出现分层、流胶等现象,降低了胶泥注浆压力,能有效的阻止金属元素对锚固胶泥的影响,提高胶泥稳定性,延长产品储存期,保证了抗水高强树脂锚固剂质量。

优选地,所述盐酸的浓度为0.6mol/l,所述超声振荡浸渍频率为40khz。

所述改性树脂至少包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂,分别取等质量的环氧树脂和双马来酰亚胺树脂,混合搅拌并加热升温至180~200℃,得到改性树脂。所述环氧树脂选自于ep-12、ep-13、ep-16或ep-20中的至少一种。

按照上述制备方法,分别将本发明实例1~3制得的抗水高强树脂锚固剂和对比例的双组分抗水高强树脂锚固剂注入施工锚杆眼内进行使用,实施例1~3作为实验组,采用市面上的普通抗水高强树脂锚固剂作为对照组,按mt146.1《树脂锚杆锚固剂》标准及采用常规实验条件对该抗水高强树脂锚固剂的使用性能进行检测,其检测结果如表1所示。

表1本发明的抗水高强树脂锚固剂性能测试结果表

综上所述,本发明的抗水高强树脂锚固剂能够在具体施工水下施工环境中快速固化,将锚杆、锚索等牢固粘结在锚孔中承受足够载荷,具有渗透性强、与钻孔周边围岩粘结好等优点,并具有充填裂隙岩体的作用,能增强抗水高强树脂锚固剂的膨胀性,提高锚杆或锚索的锚固力,其强度大、韧度好、使之锚固剂延展性好、不脆、不容易粉碎、有很好的阻燃性。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征:

1.一种抗水高强树脂锚固剂,其特征在于,至少包括以下原料组分及重量份:

改性树脂80~86份、硅微粉填料80~100份、促进剂二甲基苯胺0.08~0.1份、铝粉3~4份、膨胀剂6~8份、ep-184聚醚胺催化剂1~2份、耐高温剂5~8份、有机胺固化剂2~4份、阻抗剂1~3份、分散剂5~7份、除水剂ms-plus5~10份。

2.根据权利要求1所述的抗水高强树脂锚固剂,其特征在于,至少包括以下原料组分及重量份:

改性树脂83份、硅微粉填料90份、促进剂二甲基苯胺0.09份、铝粉3.5份、膨胀剂7份、ep-184聚醚胺催化剂1.5份、耐高温剂6.5份、有机胺固化剂3份、阻抗剂2份、分散剂6份、除水剂ms–plus7.5份。

3.根据权利要求1所述的抗水高强树脂锚固剂,其特征在于,所述膨胀剂至少包括以下原料组分:聚乙二醇醚、脂肪醇、聚氧乙烯醚硫酸钠麦糖苷酶、改性多异氰酸酯。

4.根据权利要求1所述的抗水高强树脂锚固剂,其特征在于,所述耐高温剂至少包括以下原料组分:聚偏氟乙烯、邻苯二甲酸二甲酯、纳米二氧化硅。

5.根据权利要求1所述的抗水高强树脂锚固剂,其特征在于,所述阻抗剂至少包括以下原料组分:聚丙烯酸钠盐、对苯二酚、碳酸钙。

6.根据权利要求1所述的抗水高强树脂锚固剂,其特征在于,所述分散剂至少包括以下原料组分:硅油、多羟基羧酸酰胺类溶液、多元醇硫胺。

7.如权利要求1-6任一项所述的抗水高强树脂锚固剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

s1、制备改性树脂胶泥

将改性树脂、硅微粉填料、促进剂二甲基苯胺和铝粉按比例混合得到混合物,加入聚乙二醇醚,在温度为38℃~40℃的条件下均匀搅拌,静置使沉淀物完全悬浮得到树脂胶泥材料备用;

s2、制备有机胺固化剂

将甲基环戊二胺基甲基苯酚、异佛尔酮二胺基甲基苯酚加入到酚醛胺中,搅拌均匀后加入蒙脱土,继续搅拌均匀后形成有机胺固化剂备用;

s3、制备分散剂

加热多羟基羧酸酰胺类溶液使其温度处于50~60℃之间,再将多元醇硫胺加入搅拌均匀得到混合溶液,再将硅油滴加入到混合溶液,然后利用高剪切分散机产生的离心力吸入气相二氧化硅,搅拌均匀备用;

s4、将制备好的改性树脂胶泥和分散剂混合均匀后,先后加入膨胀剂、耐高温剂和ep-184聚醚胺催化剂,加热至温度40~50℃反应后,冷却至常温得到初级产物;

s5、在常温下向初级产物中加入耐高温剂、阻抗剂和除水剂,混合均匀后将得到的半成品抗水高强树脂锚固剂胶泥,将双孔薄膜袋一端封孔,将制备好的半成品抗水高强树脂锚固剂胶泥和有机胺固化剂分别装入双孔薄膜袋的两个孔中,封紧孔口即成抗水高强树脂锚固剂成品。

8.根据权利要求7所述的抗水高强树脂锚固剂的制备方法,其特征在于,所述耐高温剂的制备过程如下:

(1)称取纳米二氧化硅粉末,加入邻苯二甲酸二甲酯和盐酸混合后静置浸渍20~25min,过滤分离得到滤渣;

(2)取聚偏氟乙烯装入粉碎机中粉碎,过筛,将过筛后的聚偏氟乙烯粉末和所述滤渣加入聚乙烯醇溶液中,在50~60℃恒温水浴下搅拌,再加入乳化剂op-10,继续搅拌过滤,得到预改性滤渣;

(3)将所述预改性滤渣加水稀释,超声振荡浸渍,过滤分离得到滤饼,再将所述滤饼和盐酸混合后放置在摇床上继续振荡浸渍,浸渍结束后加热升温至65~70℃,搅拌反应,过滤分离得到预改性滤饼;

(4)将所述预改性滤饼放入炭化炉中,在氩气保护状态下,保温炭化后出料,即得到耐高温剂。

9.根据权利要求8所述的抗水高强树脂锚固剂的制备方法,其特征在于,所述盐酸的浓度为0.5~0.6mol/l,所述超声振荡浸渍频率为30~40khz。

10.根据权利要求7所述的抗水高强树脂锚固剂的制备方法,其特征在于,所述改性树脂至少包括以下原料组份:环氧树脂、双马来酰亚胺树脂。

技术总结

本发明提供一种抗水高强树脂锚固剂及其制备方法,包括以下几种重量份配比的原料:改性树脂80~86份、硅微粉填料80~100份、促进剂二甲基苯胺0.08~0.1份、铝粉3~4份、膨胀剂6~8份、EP‑184聚醚胺催化剂1~2份、耐高温剂5~8份、有机胺固化剂2~4份、阻抗剂1~3份、分散剂5~7份、除水剂MS‑Plus 5~10份。本发明的抗水高强树脂锚固剂能将锚杆、锚索等牢固粘结在锚孔中承受足够载荷,具有渗透性强、与钻孔周边围岩粘结好等优点。

技术研发人员:吴怀权

受保护的技术使用者:安徽永逸锚固材料有限公司

技术研发日:.11.13

技术公布日:.02.21

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