Способ получения полимерной композиции для возведения изоляционных сооружений в шахтах

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для предупреждения и локализации пожаров в шахтах. Цель - повышение герметичности и эксплуатационных свойств изоляционных сооружений за счет увеличения механической прочности и объемного расширения конечного продукта. Карбамидоформальдегидную смолу и вспенивающий агент смешивают с кислотным отвердителем и отходами коксохимического производства после осушки коксового газа. При этом кислотный отвердитель и отходы коксохимического производства после осушки коксового газа перед их смешиванием с карбамидоформальдегидной смолой и вспенивающим агентом дополнительно смешивают с рассолом бишофита в кол-ве от 5 до 35 мас.ч. на 100 мас.ч.карбамидофорльдегидной смолы, затем обе смеси перемешивают. Улучшение свойств конечного продукта достигается за счет модификации полимерной композиции бишофита. Данный способ обеспечивает создание контакта пеноматериала с породами и крепью горных выработок. 1 табл.

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Е 21 F 5/00 " й4

94,11113

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ изоляции.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4474070/24-03 (22) 10.08.88 (46) 23.06.90. Бюл. Ф 23

<(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела (72) К.М,деменкова, Л.С,Беляева, A,È.Козлюк, И.А,Шамардипа и А,П.Кукуруза (53) 627.817.(088.8) (56) Солоницын Е,М., Кульбачко В.К.

Механизированное заполнение куполов и пустот за крепыш твердеющей пеной, Уголь, Украины, 1986, Р 4, с. 22, Авторское свидетельство СССР

Р 1461994, кл. Е 21 F 5/00, 1987, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ

КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОН—

HbIX СООРУЖЕНИЙ В 1ИАХТАХ (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для предупреждения и локализации пожаров в шахтах. Цель — повышение герметичности и эксплуатационных свойств изоляИзобретение относится к способам предупрех<дения и локализации пожаров в шахтах методом изоляции отработанных и пожарных участков угольных шахт, и может быть использовано в горной и горноспасательной практике для

11 и возведения перемычек рубашек., тампонажа породных буровых полос, герметизации существующих вентиляционных сооружений и т.д,, а также лложет быть использовано в других отраслях народного хозяйства как средство тепло„„SU„„15732О5 А 1 ционных сооружений за счет увеличения механической прочности и объемпогО расширения конечного продукта. Карбамидоформальдегидную смолу и вспенивающий агент смешивают с кислотным отвердителем и отходами коксохил<ического производства после осушки коксового газа. При этом кислотный отвердитель и отходы коксохимического производства после осушки коксового газа перед их смешиванием с карбамидоформальдегидной смолой и вспенивающим агентом дополнительно смешивают 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 л1одификации полимерной композиции бишофита, Данный способ обеспечивает создание контакта пеноматериала с породами и крепыш горных выработок. 1 табл, Цель изобретения — пош:<шение герл<етичности и эксплуатационных свойств изоляционных сооружений за счет увеличения механической прочности и обьел1ного расширеьч<я конечного продукта.

Способ получения пол11мерной композиции для возведения изоляционных сооружений B vlBK T lt < .o< To;t T в смеши.,вании карбамидоформальдегидно t смолы и вспенивающего агента с кислотным отвердителем и отходам<1 коксохимического производства посл осушки кок1573205 сового 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 535 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 скважину

Химическая характеристика рассола бишофита, г/л:

Ng 4 210-230

С1 420-450

Br 5,0-5,6

Вэ 0,05-0,5

БО4 1,32-1,40

НСО 0,415-0,425

Са 1+ -0,4-0 5

Na+ + К+ 0 3-0 5

t Э

ЗО

%Ан + Кат 440-460 рН -4,4

В качестве карбамидоформальдегид.HofI смолы используют cMoJIbl марок

КФ-Б, КФ-N, ГОСТ 14231-78.

В качестве вспенивающего агента используют карбонаты щелочно-земель.ных металлов, например, мел, OCT-2110-83, инертную пыль, ТУ 21-20-46-82, представляющую собой известняк или доломит, обработанный стеарином 0,10,15% от массы пыли.

В качестве поверхностно-активного вещества (IIAB) используют ПАВ анионного типа, например сульфонол НП-ТУ84-509-81, или "Прогресс", ТУ 38-

10719-77. . 45

В качестве кислотного отвердителя полимерной композиции используют,кислотный отвердитель — продукт ВАГ-3 кислоту полимерного типа, представляющую собой водный раствор продукта 5О конденсации сульфофенолмочевины и формальдегида в смеси с ортофосфорной . кислотой (содержание Н Р0 до 9Ж, содержание Н БО 4 до 4%) ТУ 6-051116-78. 55

В качестве отходов коксохимического производства (отходы КХЭ) используют отходы КХЭ после осушки кок" сового газа с содержанием основного вещества — диэтиленгликоля 60-75%, Повышение герметичности и эксплуатационных свойств изоляционных сооружений достигается за счет увеличения механической прочности и съемного расширения конечно го продукта, QJIH этого вводят бишофит.

Основа бишофита ИяС1 ° 6Н О. Бишофит является реакционно-способной добавкой, вследствие чего в композиции происходят дополнительные химические реакции.

При смешении бишофита с кислотным отвердителем происходят реакции образования фосфата и сульфата магния, на которые частично расходуется кислотный отвердитель, и поэтому количество его в данной системе уменьшается, что приводит к замедлению скорости газообразования при смешении кислотного отвердителя и бишофита с карбонатами щелочно-земельных металлов в смоле, что улучшает реологические свойства (текучесть) поли" мерной композиции.

Композиция вспенивается выделяющимся диоксидом углерода, гелирует, после чего происходит процесс дополнительного объемного расширения полимерной композиции за счет добавочного выделения газа (СО НС1), образующегося вследствие протекающих реакций между компонентами смеси.

Образующаяся хлористоводородная кислота .ускоряет отверждение предложенной композиции по сравнению с из" вестной.

Труднорастворимый фосфат магния обуславливает увеличение механической прочности конечного продукта.

Экспериментально установлено, что присутствие жидкого стекла в компо-" зиции не приводит к дополнительному объемному расширению конечного продукта, что не способствует созданию напряженного контакта пеноматериала с поверхностью горных выработок и повышению герметичности изоляции. В связи с этим жидкое стекло исключено из композиции, получаемой по предлагаемому способу, Бишофит используется в виде рассола d — 1,14-1,34 г/см .

Для получения полимерной композиции карбамидоформальдегидную смолу смешивают q ПАВ и вспенивающим агентом (карбонатами щелочноземельных

5 15 металлов). Смесь тщательно перемешивают до равномерного распределения компонентов по объему, В тщательно перемешанную смесь при интенсивном перемешивании 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 полимерной композиции.

Пример 1. 100 мас.ч, карбамидоформальдегидной смолы смешивают с 8 мас.ч. инертной пыли„ 1 мас.ч.

ПАВ (сульфонол НП-3), 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 (d " 1,14 г/смз). После этого при интенсивном перемешивании добавляют приготовленную смесь к первой. Сразу после добавления смеси, содержащей кислотный отвердитель,,начинается вспенивание и гелеобраэование композиции, затем процесс до полнительного объемного расширения и отверждения, который заканчивается через 5 мин.

Пример 2. 100 мас.ч. карбамидоформальдегидной смолы смешивают с 10 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-3 20 мас.ч, отходов КХЗ и 20 мас.ч. Рассола,бишофита (d — 1,24 r/ñì ). 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.

Пример 3. 100 мас.ч. карбамидоформальдегидной 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, 73205

25 мас.ч. отходов КХ3 н 35 мас,ч. рассола бишофита (d — 1,34 г/см ). з

После этого при интенсивном перемеши5 вании добавляют приготовленную смесь к первой, Сразу после добавления смеси, содержащей кислотный отвердитель, начинается вспенивапие и гелеобразование композиции, затем процесс

10 дополнительного объемного расширения и отверждения, который заканчивается через 3 мин, Своиства пеноматериалов, нолучен1 ных из полимерной композиции извест15 ным и предложенным способами, приведены в таблице.

Как видно из таблицы, пеноматериал, полученный из полимерной композиции предлагаемым способом, дает эффект дополнительного объемного расширения в процессе отверждения (3-SZ) и характеризуется повьппенной механической прочностью (предел прочности при 10Х25 ной линейной деформации сжатия увеличивается в 1,2-1,7 раза по сравнению с известным). Кислородный индекс, характеризующий огнестойкость композиции, полученной предлагаемым способом, вьппе на 7ь по сравнению с известным, улучшение свойств конечного продукта достигается за счет модификации полимерной композиции бишофитом, Повышение механической прочности улучшает эксплуатационные свойства шахтных изолирующих сооружений, а додополнительное объемное расширение композиции в процессе отверждения

4О.обеспечивает создание контакта пеноматериала с породами и крепыш горных выработок, что обуславливает повышение герметичности изоляционных сооружений.

45 формулаизобретения

Способ получения полимерной композиции лля возведения изоляционных сооРужений в шахтах, включающий смешивание карбамидоформальдегпдной смолы и вспенивающего агента с кислотным отвердителем и отходами коксохимического производства после осушки коксового газа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью новы> шения герметичности и эксплуатационных свойств изоляционных сооружений за счет увеличения механической проч1573205 ности и объемного расширения конечного продукта, кислотный отвердитель и отходы коксохимического производства после осушки коксового газа перед их смешиванием с карбамидоформальдегидной смолой и .вспениваюшим

Свойства

Пеноматериал, полученный согласно способу предлагаемому известному

1 ) 2 j 3

80-1 25

125

135 142.3,5-4,8

6,2 6 5

5,7

Отсутствует

Отсутствует

5,4 7,8

44,15 47,3

4 3

3,1

42,9

40,6

5-8

Составитель И.Федяева

Редактор E.Ïàïï Техред Л.Сердюкова Корректор It.Иаксимишинец

Заказ 1630 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ll п

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина,101

Объемная масса, кг/мЗ

Предел прочности, кгс/см

2 при lOZ-ной линейной деформации сжатия

Технологическая усадка,, через 7 с, Объемное расширение, об.7.

Кислородный индекс, 7.

Время отверждения, мин агентом дополнительно смешинак>т с рассолом бишофита в. количестве 535 мас.ч. на 100 мас.ч. карбамидоформальдегиднои смолы, а затем обе смеси перемешивают.