Способ получения полимерной композиции для возведения изоляционных сооружений в шахтах

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1)5 Е 21 Р 5/О 3 о-исследовательа ьног Изобретение от пос Цель изметичност осится окализ ации пожарови отработанугольных редупрехдения и шахтах методом изоляь изоттяциот личения м аст ных и пожарных у шахт, и может быт ния конечного п овано в гор расш испол ельетоеГ чек "р ьемн практике для башек"., тамдукта,Способ асат й и го возведения перемьпонажа породных уровых полос,щих вентиляцио а также може угих отраслях к средство тепе мезиции дл сооружен .вании ка йвш бамид нныхт быт тизации существу сооружений и т.д использовано в д ного хозяйства к ародои вспенивающего отвердит кого произвол изоляции ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(21) 4474070/24-03 (22) 10,08.88 (46) 23.06,90. Бюл. (71) Всесоюзный науч ский институт горнос дела(56) Солошщын Е,М., Кульбачко В,К.Механизированное заполнение куполови пустот за крепыш твердеющей пеной,Уголь, Украины, 1986, Р 4, с. 22,Авторское свидетельство СССРР 1461994, кл, Е 21 Г 5/00, 1987,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙКОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОН -НЫХ СООРУЖЕНИЙ В 1 ИАХТАХ(57) Изобретение относится к горномуделу и предназначено для предупрежде.ния и локализации пожаров в шахтах,Цель - повышение герметичности иэксплуатационных свойств изоля.ЯО 1573 ционных сооружений за счет увеличения механической прочности иобъемттого расширения конечного продукта. Карбамидоформальдегидную смолуи вспенивающий агент смешивают с кислотным отвердителем и отходами коксохимнческого производства послеосушки коксового газа, При этом кислотный отвердитель и отходы коксохимического производства после осушки коксового газа перед их смешиваниемс карбамидоформальдегидттот 1 смолой ивспенивающим агентом дополнительносмешивают с рассолом бишофита в колве от 5 до 35,мас.ч. на 100 мас.ч,карбамидоформальдегидной смолы, затем обе смеси перемешивают. Улучшение свойств конечного продукта достигается за счет модификации полимерной комттознции бтптофита, Данныйтспособ обеспечивает создание контактпеноматериала с породами и крепышгорных выработок, 1 табл,обретения - тоттыттение гери и эксплуатационных свойстных сооружений за счет увееханической прочности и ения полимерной комподения иэоляционт 1 ых хтах состоит в смешиформальдеиднот смолы агента с кислотным отходами коксохимичесва поне осушки кок 1573205сового газа, причем кислотный отвер-. дитель и,отходы коксохимического производства после осушки коксового газа перед их смешиванием с карбамидоформальдегидной смолой и вспенивающим агентом дополнительно смешивают с рассолом бишофита в количестве 5- 35 мас.ч, на 100 мас,ч. карбамидоФормальдегидной смолы, а затем обе смеси перемешивают.Бишофитовые отложения представляют собой кристаллическое нетоксичное, сильно гигроскопическое вещество серовато-бурого цвета, легко растворимое в воде. Бишофит добывают как в виде кристаллогидратов, так и в виде рассола, получаемого путем перевода его в жидкое состояние под землей и Выкачивания через скважинуХимическая характеристика рассола бишофита, г/л:Мд+ 210-230С 1 420-450Вг 5,0-5,625Вэ 0,05-0,5804 1,32-1,40НСО 0,415-0,425Са 1 -0,4-0,5На+ + К+0 3-0 5У ЭЗО%АИ + Кат 440-460 рН -4,4В качестве карбамидоформальдегид.Иой смолы используют смолы марок КФ-Б, КФ-Ж, ГОСТ 14231-78.В качестве вспенивающего агента используют карбонаты щелочно-земельных металлов, например, мел, ОСТ- 10-83, инертную пыль, ТУ 21-20-46-82, представляющую собой известняк или доломит, обработанный стеарином 0,1- 0,15% от массы пыли.В качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ) используют ПАВ анионного типа, например сульфонол НП-ТУ-509-81, или "Прогресс", ТУ 38- 10719-77. . 45В качестве кислотного отвердителя полимерной композиции используют,кислотный отвердитель - продукт ВАГ-З, кислоту полимерного типа, представляющую собой водный раствор продукта 5 Оконденсации сульфофенолмочевины и формальдегида в смеси с ортофосфорной кислотой (содержание НРО до 9%, содержание НБО 4 до 4%) ТУ 6-051116-78, 55В качестве отходов коксохимического производства (отходы КХЧ) используют отходы КХЭ после осушки кок" сового газа с содеря:анием основноговещества - диэтиленгликоля 60-75%,Повышение герметичности и эксплуатационных свойств изоляционных сооружений достигается за счет увеличениямеханической прочности и съемногорасширения конечного продукта, Дпяэтого вводят бишофит.Основа бишофита ИяС 1 6 НО. БишоФит является реакционно-способнойдобавкой, вследствие чего в композиции происходят дополнительные химические реакции.При смешении бишофита с кислотным отвердителем происходят реакцииобразования фосфата и сульфата магния, на которые частично расходуетсякислотный отвердитель, и поэтому количество его в данной системе уменьшается, что приводит к замедлениюскорости газообразования при смешении кислотного отвердителя и бишоФита с карбонатами щелочно-земельныхметаллов в смоле, что улучшает реологические свойства (текучесть) поли"мерной композиции.Композиция вспенивается выделяю"щимся диоксидом углерода, гелирует,после чего происходит процесс дополнительного объемного расширения полимерной композиции за счет добавочноговыделения газа (СОНС 1), образующегося вследствие протекающих реакциймежду компонентами смеси.Образующаяся хлористоводороднаякислота .ускоряет отверждение предло"женной композиции по сравнению с из"вестной.Труднорастворимый фосфат магнияобуславливает увеличение механической прочности конечного продукта.Экспериментально установлено, чтоприсутствие жидкого стекла в компо-"зиции неприводит к дополнительномуобъемному расширению конечного продукта, что не способствует созданиюнапряженного контакта пеноматериалас поверхностью горных выработок и по"выщению герметичности изоляции. Всвязи с этим жидкое стекло исключеноиз композиции, получаемой по предлагаемому способу,Бишофит используется в виде рассола с 1 - 1,14-1,34 г/см.Для получения полимерной композиции карбамидоформальдегидную смолусмешивают с ПАВ и вспенивающим агентом (карбонатами щелочноземельных5 15металлов). Смесь тщательно перемешивают до равномерного распределениякомпонентов по объему, В тщательноперемешанную смесь при интенсивномперемешивании добавляют заранее приготовленную смесь кислотного отверцителя с отходами КХЗ и рассолом бишофита. Композицию заливают в форму любой конфигурации, где происходит вспенивание, дополнительное объемное расширение и отверждение полимернойкомпозицииП р и м е р 1. 100 мас.ч, карбамидоформальдегидной смолы смешивают с 8 мас.ч. инертной пыли 1 мас.ч. ПАВ (сульфонол НП-З), смесь тщательно перемешивают до равномерного распределения компонентов по объему. Отдельно готовят вторую смесь, содержащую 24 мас.ч. отвердителя ВАГ-З,14 мас.ч, отходов КХЗ и. 5 мас.ч. рассола бишофита (й " 1,14 г/смэ), После этого при интенсивном перемешивании добавляют приготовленную смесь к первой. Сразу после добавления смеси, содержащей кислотный отвердитель, ,начинается вспенивание и гелеобраэо-вание композиции, затем процесс дополнительного объемного расширения и отверждения, который заканчивается через 5 мин.П р и м е р 2. 100 мас.ч. карбамидоформальдегидной смолы смешивают с 1 О мас.ч. мела, 1,5 мас,ч. ПАВ(сульфонол НП-З), смесь тщательно перемешивают до равномерного распределения компонентов по объему. Отдельно готовят смесь, содержащую 45 мас,ч. отвердителя ВАГ-З, 20 мас.ч, отходов КХЗ и 20 мас.ч. рассола,бишофита (с 1 - 1,24 г/см). После этого при интенсивном перемешивании добавляют приготовленную смесь к первой. Сразу после добавления смеси, содержащей кислотный отвердитель, начина-, ется вспенивание и гелеобразование композиции, затем процесс дополнительного объемного расширения отверждения, который заканчивается через 4 мин.П р и м е р 3. 100 мас.ч. карбами-, доформальдегидной смолы смешивают с 13 мас.ч, инертной пыли, 2 мас.ч. ПАВ (" Прогресс" ), смесь тщательно перемешивают до равномерного распределения компонентов по объему, Отдельно готовят вторую смесь, содержащую 67 мас,ч. отвердителя ВАГ-З,7320525 мас.ч. отходов КХЗ н 35 мас,ч.рассола бишофита (й - 1,34 г/см ).зПосле этого при интенсивном перемешивании добавляют приготовленную смеськ первой, Сразу после добавлениясмеси, содержаЩей ккслотньп, отвердитель, начинается вспенивапие и гелеобразование композиции, затем процесс 10 дополнительного объемного расширения и отверждения, который заканчивается через 3 мин,Свойства пеноматериалов, нолучен 1ных из полимерной композиции извест ным и предложенным способами, приведены в таблице.Как видно из таблицы, пеноматериал,полученный из полимерной композициипредлагаемым способом, дает эффектдополнительного объемного расширенияв процессе отверждения (3-8 Е) и харак.теризуется повьппенной механическойпрочностью (предел прочности при 107- 25 ной линейной деформации сжатия увеличивается в 1,2-1,7 раза по сравнениюс известным).Кислородный индекс, характеризующий огнестойкость композиции, полученной предлагаемым способом, вьппена 7 ь по сравнению с известным,улучшение свойств конечного продукта достигается за счет модификацииполимерной композиции бишофитом,Повышение механической прочностиулучшает эксплуатационные свойствашахтных изолирующих сооружений, а додополнительное объемное расширениекомпозиции в процессе отвержденияобеспечивает создание контакта пеноматериала с породами и крепыш горныхвыработок, что обуславливает повышение герметичности изоляционныхсооружений.45 Формула изобретенияСпособ получения полимерной композиции лля возведения изоляционныхсооружений в шахтах, включающий смешивание карбамидоформальдегндной смолы и вспенивающего агента с кислотным отвердителем и отходами коксохимического производства послеосушки коксового газа, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повы шения герметичности и эксплуатационных свойств изоляционных сооруженийза счет увеличения механической проч1573205 ности и объемного расширения конечного продукта, кислотный отвердительи отходы коксохимического производства после осушки коксового газаперед их смешиванием с карбамидоформальдегидной смолой и ,вспениваюшим Свойства Пеноматериал, полученный согласно способу предлагаемому известному 122 80-125 125 135 14240,65-8 Составитель И.ФедяеваРедактор Е.Папп Техред Л.Сердюкова Корректор И,1 аксимищинец Заказ 1630 Тираж 379 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 11 11Производственно-издательский комбинат Патент , г,ужгород, ул. Гагарина,103 Объемная масса, кг/мЗПредел прочности, кгс/смгпри 10%-ной линейной деформации сжатияТехнологическая усадка, %,через 7 с,Объемное расширение, об.%Кислородный индекс, %Время отверждения, мин агентом дополнительно смешивают с рассолом бишофита в, количестве 5- 35 мас.ч, на 100 мас.ч. карбамидоформальдегидной смолы, а затем обе смеси перемешивают.