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1、聚氨酯简介 聚氨酯在采矿工程中的应用 封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料 密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,目录,1、聚氨酯优点 密度小、强度高、隔音、热导率低、防水、施工方便等2、结构特点 主链上带有氨基甲酸酯链段重复结构单元基团 A：多元醇 B：多异氰酸酯3、用途广泛 广泛用于冶金、石油、汽车、选矿、建筑、航空等国民生活的各个领域。,聚氨酯简介,聚氨酯在采矿工程中的应用,在治理煤矿瓦斯事故的过程中，瓦斯抽放是最有效的措施之一；钻孔的封孔质量对瓦斯抽放效率影响非常大；钻孔封孔材料和合理的封孔工艺是影响封孔质量的两个关键因素；硬质聚氨酯泡沫封孔优势：封孔时间短、发泡率高、操作简单等。,封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,
2、封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,异氰酸酯和羟基反应,异氰酸酯和水的反应,脲基甲酸酯反应,缩二脲反应,封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,进行粘接强度实验：,液晶电子拉力试验机,封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,不同煤样与聚氨酯粘接强度值,鑫龙矿煤样不同粘结尺寸时的粘结强度值,封孔工艺研究,封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,卷缠法封孔抽放管结构示意图1-铁挡盘；2-橡胶垫圈；3-毛巾布；4-铁丝；5-抽放管,压注药液封孔系统1-瓦斯抽放管；2-聚氨酯；3-钻孔；4-输液管；5-药液混合罐；6-送气胶管；7-供气装置,压注法封孔工艺优于卷缠法封孔工艺，表现在：1、封孔断面对比,封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,卷缠法封孔断面图,压注法封
3、孔断面图,2、渗透性能对比,封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,渗透实验装置图（保证上部水压恒定）,渗透实验测定结果：,回归曲线拟合得：,3、抗压性能对比,封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,压注试样,卷缠试样,（试样厚度：501mm，直径：60mm）,封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,压注试样压缩性能参数,卷缠试样压缩性能参数,封孔长度研究,封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,有效封孔需满足：（1）封孔后，钻孔密封段的粘接强度要大于瓦斯抽放负压强度(026.66KPa)；（2）在封孔注浆压力下，封孔段周围不会出现漏水、涌水现象。,钻孔封孔时的合理粘接长度计算式：,LDkP(D/2)2,式中 煤与聚氨酯材料的粘接强度，Kpa；D钻
4、孔直径，m；P 封孔材料端面所受的最大压力差，Kpa；L 封孔长度，m；k 封孔长度修正系数，取1.6。,封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,瓦斯抽放装置结构示意图,1-堵头；2-有机玻璃管；3-挡板；4-聚氨酯；5-垫圈；6-压力表；7-接头；8-阀门；9-抽放管；10-真空泵,（钻孔直径：75mm；抽放管：12mm）,封孔用硬质聚氨酯泡沫塑料,结论：封孔长度应介于95cm100cm之间，与理论值101.8cm相比，误差较小。,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,矿井漏风：通风系统中风流沿某些细小通道与回风巷或地面发生渗漏的短路现象。,危害：使矿井、采区和工作面的有效风量减少，造成瓦斯积聚、气温升高，影响生产和
5、工人健康；大量漏风会导致通风系统稳定性降低，风流易紊乱，调风困难，易发生瓦斯事故；会使采空区、封闭区的煤炭等发生氧化自燃，发生火灾事故；地表有塌陷区时，老窑漏风会将采空区的有害气体带入井下，使井下环境恶化，威胁安全生产。,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,聚氨酯弹性体既具有橡胶的高弹性，又有塑料的高硬度（硬度可调范围宽）和高强度特性，介于橡胶和塑料之间。具有优异的耐磨性能（其耐磨性是一般橡胶的3-10倍，有“耐磨橡胶之王”之称），优异的耐低温性能和耐化学介质腐蚀性能。,PU防水材料、PU合成革材料、PU鞋底材料、PU铺地材料、PU密闭堵漏材料,聚氨酯弹性体简介,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,（1）半预聚反
6、应,（2）扩链反应,同时在固化过程中，可能与水发生反应：,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,PUE表面电阻介于1010-1015之间，具有良好的电绝缘性，在使用中易因摩擦产生静电，故需做抗静电处理。,与传统的矿用堵漏材料相比，聚氨酯弹性体具有以下特点：该材料不含溶剂，固化后无毒、无味，属环保型材料；气密性好；固化时间可根据施工需要调整；具有阻燃功能的聚氨酯弹性体表面电阻为2.22107，符合抗静电要求；湿面亦可施工，该材料可以刮涂、刷涂或喷涂于煤岩体、材料及任何漏风处，操作简单，使用方便。,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,不同PPG品种对性能的影响,固化剂对性能的影响,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,CaCO3用
7、量对性能的影响,DOP用量对性能的影响,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,不同阻燃剂对性能的影响,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,抗静电剂对性能的影响,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,纳米粒子SiO2改性聚氨酯弹性体-,硅烷偶联剂KH-550对纳米SiO2进行表面改性,充分水解：,硅醇的硅羟基之间以及硅醇硅羟基与纳米SiO2分子之间形成氢键：,硅羟基之间脱水形成-Si-O-Si-键：,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,纳米SiO2表面处理前后的红外光谱图（a）表面未改性（b）表面改性后,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,纳米粒子TiO2改性聚氨酯弹性体-,硅烷偶联剂KH-570对纳米TiO2进行表面改性,表面处理前后的红外光谱图
8、（a）表面未改性（b）表面改性后,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,不同样品的XRD衍射谱图（a）空白样（b）PUE-TiO2（c）PUE-SiO2,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,纳米改性PUE的红外光谱图（a）PUE-S2（b）PUE-T3,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,不同样品的SEM分析（a）空白样（b）PUE-S2（c）PUE-T3,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,纳米SiO2含量对复合材料硬度的影响,纳米SiO2含量对复合材料撕裂强度的影响,纳米SiO2改性PUE的性能分析：,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,纳米SiO2含量对复合材料拉伸强度的影响,纳米SiO2含量对复合材料伸长率的影响,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,纳米SiO2改性PUE的吸水率分析：,纳米SiO2改性PUE的阻燃性能分析：,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,纳米TiO2改性PUE的性能分析：,纳米TiO2含量对PUE硬度的影响,纳米TiO2含量对PUE撕裂性能的影响,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,纳米TiO2含量对PUE拉伸强度的影响,纳米TiO2含量对PUE伸长率的影响,密闭堵漏聚氨酯弹性体材料,纳米TiO2改性PUE的吸水率分析：,纳米TiO2改性PUE的阻燃性能分析：,The End,
