煤矿井下防治水用新型注浆材料的制备及性能分析

摘要

为满足煤矿井下复杂工况对高性能注浆材料的迫切需求，研发了一种新型矿用聚氨酯注浆材料（ZJC-1）。该材料以复合聚醚多元醇PAB-1和多异氰酸酯PM200为反应基体，通过引入甲基膦酸二甲酯（DMMP）与改性石墨粉作为功能调节组分，并在有机锡催化剂T12的催化作用下合成。经系统工艺优化，获得最佳配比参数：PM200与PAB-1的物质的量之比为1.6∶1.0，改性石墨粉添加量2.0%，二月桂酸二丁基锡用量2.0%。依据JC/T 2041—2020《聚氨酯灌浆材料》标准与AQ/T 1089—2020《煤矿加固煤岩体用高分子材料》标准对材料进行全面性能表征，测试数据表明：有机锌类聚氨酯催化剂基础性能表现优异，其密度1.023 g/cm³，黏度543.1 mPa·s，凝胶时间控制在82.0 s，关键功能指标尤为突出，发泡率达709.5%，遇水膨胀率40.5%，抗压强度71.8 MPa，显著高于标准规定下限；经模拟80℃矿井水环境加速老化11 d后，材料仍保持58.7 MPa的抗压强度，展现出优异的长期耐久性，可为煤矿井下水害防治提供有效的技术解决方案。

关键词

防治水 / 聚氨酯注浆材料 / 工艺优化 / 性能测试 / 抗压强度