水玻璃改性聚氨酯用作矸石黏结剂的性能研究

作者：岳晓明^*; 顾子宜; 肖翠翠; 贺虎; 彭程; 葛赞棚; 欧阳神央

来源：中国矿业大学学报. 自然科学版, 2021, 50(03): 515-522.

DOI：10.13247/j.cnki.jcumt.001283

• 矸石
• 填充材料
• 聚氨酯
• 水玻璃
• 固化时间
• 强度

为了提高矸石聚氨酯充填材料的力学和热稳定性,采用异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚丙二醇(PPG)为原料,添加水玻璃(硅酸钠的水溶液)及催化剂,通过一步混合法制备出了聚氨酯/硅酸钠复合黏结剂(P/S),通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)对样品进行表征,探究了IPDI和PPG添加比例及水玻璃的添加量对复合黏结剂的固化时间和强度性能的影响.实验结果表明,当mIPDI∶mPPG为7∶3,水玻璃添加量为3 g时制备的复合黏结剂的固化时间最短,为11 min;当mIPDI∶mPPG为4∶1,水玻璃添加量为10 g时制备的材料硬度最大,为63.2 HD,与河南永城城郊矿泥岩煤矸石混合后制成试样的抗压强度为6.36 MPa.结合表征结果进行机理分析,推测水玻璃的添加导致聚氨酯分子中引入了水玻璃水解生成的硅醇键,形成了性能优异的硅氧键结构.

• 单位
  中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）