一种耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料及其制备方法与流程

本发明属于丙烯酸盐注浆料，具体涉及一种耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料及其制备方法。

背景技术：

1、注浆是将具有胶凝性能的注浆料（主剂）、外加剂、溶剂（一般为水）配制成浆液，借助压送设备将其灌注入岩土孔洞或缝隙中，待其固化或凝胶后起到加固或防漏堵漏的作用。

2、丙烯酰胺注浆料是一种有机高分子注浆料，它以主剂、交联剂、促进剂和引发剂等材料组成，具有粘度低、可注性好、抗渗性好的优点。丙烯酰胺曾被广泛的应用于煤矿井、大坝、隧洞、地下工程的防渗堵漏，但丙烯酰胺单体具有毒性，施工过程中容易引起水污染，目前在部分国家不再使用。

3、丙烯酸盐注浆料是一种以丙烯酸盐为主的注浆树脂，与丙烯酰胺注浆料相同，需配以交联剂、引发剂等组成水溶性浆液使用，但丙烯酸盐注浆料不含游离丙烯酰胺单体，为环保材料，它的ld50大于或等于5000，它的暴露毒性只有丙烯酰胺灌浆（am）的1/100，具有无毒、浆液粘度低、渗透系数大、固化（凝胶）时间可控、抗挤出性能强、固化物渗透系数低且为柔性材料的优点，是一种良好的防渗堵漏浆材，已经广泛的应用于水里工程坝基、地基基础等的堵水和加固当中。如专利cn106927719b公开的一种丙烯酸盐复合注浆填充材料及其制备方法与应用，包括以下组分：主剂和交联剂，其中，所述主剂为丙烯酸盐的混合物，所述交联剂为聚乙二醇二烯丙基醚和乙氧化双酚a双烯丙基醚中的一种或两种的混合物。专利cn108299599b公开的丙烯酸盐水溶液灌浆材料及其制备方法，该灌浆材料包括：a组份和b组份；其中，以重量份数计，所述a组份包括：丙烯酸盐水溶液60-90份，交联剂5-40份和促进剂0.5-10份；以重量份数计，所述b组份包括：水0-50份，水性高分子乳液50-100份和引发剂0.5-5份。上述为目前已经广泛应用的无毒、注浆粘度低的丙烯酸盐注浆料，由于聚丙烯酸盐湿品的耐热性较差，且近些年夏季极端天气频发（地表温度高达72.4℃），丙烯酸盐注浆料的耐热水浸泡性能较差，影响聚丙烯酸盐注浆料的防渗堵漏性能，因此有必要开发一种耐热水浸泡的丙烯酸盐注浆料。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料及其制备方法，所述注浆料的交联剂为不饱和二元烯基化合物和式ⅰ结构所示的多臂聚乙二醇马来酰亚胺复配而成，可大大提高丙烯酸盐聚合生成的聚合物的交联密度，降低水和热对丙烯酸盐形成的胶体的侵害，提高其耐热水浸泡性能。

2、为实现上述目的，采取如下具体技术方案：

3、一种耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料，包括a、b双组分，所述a组分包括如下原料：丙烯酸盐、交联剂，所述b组分包括如下原料：促进剂、引发剂、改性增强剂、水，所述交联剂由不饱和二元烯基化合物和式ⅰ结构所示的多臂聚乙二醇马来酰亚胺复配而成，

4、式ⅰ

5、其中，n为2-4的整数，a、b、m独立地选自1-8的整数，所述多臂聚乙二醇马来酰亚胺的数均分子量为1500-3000。

6、多臂聚乙二醇马来酰亚胺是一种含有多个马来酰亚胺活性基团peg衍生物，一般用于生物医药领域修饰蛋白质、多肽、颗粒等材料修饰，发明人预料不到的发现，将其用作注浆料的交联剂，与不饱和二元烯基化合物复配使用，能够发挥提高注浆料耐热水浸泡的作用。

7、进一步地，所述a组分和b组分的质量比为1-2:1-2，优选1-1.2：1-1.2；所述a组分包括如下质量份的原料：15-20份丙烯酸盐、3-5份交联剂；所述b组分包括如下质量份的原料：1-3份促进剂、1-3份引发剂、10-15份改性增强剂、30-80份水，所述不饱和二元烯基化合物和式ⅰ结构所示的多臂聚乙二醇马来酰亚胺复配质量比为7-9:1。

8、不饱和二元烯基化合物和式ⅰ结构所示的多臂聚乙二醇马来酰亚胺的质量比不宜过大或过小，本发明中多臂聚乙二醇马来酰亚胺的用量过少，不能实现提高交联密度、提高耐热水浸泡性能的目的，过大则胶凝太快、操作时间太短。

9、进一步地，所述式ⅰ结构所示的多臂聚乙二醇马来酰亚胺中的n为2或4，即所述多臂聚乙二醇马来酰亚胺选自四臂聚乙二醇马来酰亚胺、六臂聚乙二醇马来酰亚胺中的一种或两种的组合。

10、所述不饱和二元烯基化合物选自n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯、乙二醇二丙烯酸酯、六亚甲基双丙烯酰胺、n,n'-乙烯基双丙烯酰胺中的一种或两种及以上的组合。

11、所述改性增强剂为用环氧基硅烷偶联剂改性的硅微粉，所述环氧基硅烷偶联剂选自3-（2,3-环氧丙氧丙基）三甲氧基硅烷、3-（2,3-环氧丙氧丙基）三乙氧基硅烷、3-（2,3-环氧丙氧丙基）甲基二乙氧基硅烷、3-（2,3-环氧丙氧丙基）甲基二甲氧基硅烷、2-（3,4-环氧己烷）乙基三甲氧基硅烷、2-（3,4-环氧己烷）乙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

12、所述改性增强剂的制备方法包括如下步骤：

13、将环氧基硅烷偶联剂、乙醇、水混合均匀，调节ph，室温搅拌水解，加入硅微粉超声分散均匀，搅拌条件下进行反应，反应结束后过滤、洗涤、干燥即得改性增强剂。

14、所述环氧基硅烷偶联剂、乙醇、水的质量比为8-10：80-90：10-20，所述调节ph为用乙酸调至ph为4-5，所述水解时间为3-5h，所述环氧基硅烷偶联剂的用量为硅微粉的8-10wt%，所述反应时间为3-5h。

15、所述丙烯酸盐选自丙烯酸镁、丙烯酸钙、甲基丙烯酸镁、甲基丙烯酸钙中的一种或两种及以上的组合。

16、所述促进剂选自二乙醇胺、三乙醇胺、四甲基乙二胺中的一种或两种及以上的组合。

17、所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或两种及以上的组合。

18、本发明还提供了上述耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料的制备方法，包括如下步骤：在使用前将a组分和b组分混合均匀即得耐热水浸泡聚丙烯酸盐注浆料。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明提供的耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料的交联剂为不饱和二元烯基化合物和式ⅰ结构所示的多臂聚乙二醇马来酰亚胺复配而成，可明显提高丙烯酸盐聚合生成的聚合物的交联密度，降低水和热对丙烯酸盐形成的胶体的侵害，在提高其耐热水浸泡性能的同时，还不会对抗压强度和胶凝时间产生不利影响。

技术特征：

1.一种耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料，其特征在于，包括a、b双组分，所述a组分包括如下原料：丙烯酸盐、交联剂，所述b组分包括如下原料：促进剂、引发剂、改性增强剂、水，所述交联剂由不饱和二元烯基化合物和式ⅰ结构所示的多臂聚乙二醇马来酰亚胺复配而成，

2.根据权利要求1所述耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料，其特征在于，所述a组分和b组分的质量比为1-2:1-2；所述a组分包括如下质量份的原料：15-20份丙烯酸盐、3-5份交联剂；所述b组分包括如下质量份的原料：1-3份促进剂、1-3份引发剂、10-15份改性增强剂、30-80份水，所述不饱和二元烯基化合物和式ⅰ结构所示的多臂聚乙二醇马来酰亚胺复配质量比为7-9:1。

3.根据权利要求1所述耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料，其特征在于，所述不饱和二元烯基化合物选自n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯、乙二醇二丙烯酸酯、六亚甲基双丙烯酰胺、n,n'-乙烯基双丙烯酰胺中的一种或两种及以上的组合。

4.根据权利要求1所述耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料，其特征在于，所述改性增强剂为用环氧基硅烷偶联剂改性的硅微粉。

5.根据权利要求4所述耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料，其特征在于，所述环氧基硅烷偶联剂选自3-（2,3-环氧丙氧丙基）三甲氧基硅烷、3-（2,3-环氧丙氧丙基）三乙氧基硅烷、3-（2,3-环氧丙氧丙基）甲基二乙氧基硅烷、3-（2,3-环氧丙氧丙基）甲基二甲氧基硅烷、2-（3,4-环氧己烷）乙基三甲氧基硅烷、2-（3,4-环氧己烷）乙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

6.根据权利要求1所述耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料，其特征在于，所述改性增强剂的制备方法包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料，其特征在于，所述环氧基硅烷偶联剂、乙醇、水的质量比为8-10：80-90：10-20，所述调节ph为用乙酸调至ph为4-5，所述水解时间为3-5h，所述环氧基硅烷偶联剂的用量为硅微粉的8-10wt%，所述反应时间为3-5h。

8.根据权利要求1所述耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料，其特征在于，所述丙烯酸盐选自丙烯酸镁、丙烯酸钙、甲基丙烯酸镁、甲基丙烯酸钙中的一种或两种及以上的组合。

9.根据权利要求1所述耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料，其特征在于，所述促进剂选自二乙醇胺、三乙醇胺、四甲基乙二胺中的一种或两种及以上的组合；所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或两种及以上的组合。

10.权利要求1-9任一项所述耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在使用前将a组分和b组分混合均匀即得耐热水浸泡聚丙烯酸盐注浆料。

技术总结
本发明提供了一种耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料及其制备方法，包括A、B双组分，所述A组分包括如下原料：丙烯酸盐、交联剂，所述B组分包括如下原料：促进剂、引发剂、改性增强剂、水，所述交联剂由不饱和二元烯基化合物和式Ⅰ结构所示的多臂聚乙二醇马来酰亚胺复配而成。本发明提供的耐热水浸泡丙烯酸盐注浆料的交联剂为不饱和二元烯基化合物和式Ⅰ结构所示的多臂聚乙二醇马来酰亚胺复配而成，可明显提高丙烯酸盐聚合生成的聚合物的交联密度，降低水和热对丙烯酸盐形成的胶体的侵害，在提高其耐热水浸泡性能的同时，还不会对抗压强度和胶凝时间产生不利影响。

技术研发人员：张庆波,马清浩,王丽雯
受保护的技术使用者：北京慕湖外加剂有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9