具有碳添加劑的樹脂體系的製作方法

2023-05-21 12:15:26 2

專利名稱：具有碳添加劑的樹脂體系的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於地下採礦作業中的錨固系統的樹脂灌漿，尤其是涉及用於穩定諸如巖石用錨杆或錨索之類的加強部件(本文中統稱為錨固錨杆或加強部件)的樹脂灌漿。
背景技術：
目前可獲得的、用於對地下礦井中的加強部件進行錨固的樹脂灌漿通常被裝在細長的雙室藥包(cartridge)內，該雙室藥包中含有(I)可固化的聚酯樹脂組合物；以及(2)催化劑(例如，過氧化苯甲醯)。所述藥包通常由可破碎的薄膜製得。在鑽出錨固錨杆用的鑽孔後，將藥包插入鑽孔的封閉端。當將錨固錨杆插入鑽孔並旋轉時，藥包破碎從而使得這兩種組分混合，並開始發生固化反應。固化反應的凝膠時間或凝固時間通常為若干秒至若干分鐘不等。根據樹脂凝膠時間的不同，通常使錨固錨杆以100轉/分鐘的轉速旋轉3秒至10秒(通常為20轉至60轉)。本文所使用的術語「注漿」、「注漿體系」、「灌漿」和「灌漿體系」是指硬化以錨固空間中的加強部件的物質。例如，可以採用藥包的形式來提供注漿，該藥包具有填裝聚酯樹脂的室和填裝催化劑的室，這樣一來，當藥包破碎從而使樹脂與催化劑混合時，便可以將加強部件錨固在空間中。如Bivens等人的美國專利No. 4，280，943 (其全部內容以引用方式併入本文)中所定義的那樣，凝膠時間表示由反應性組分的混合至混合物中的樹脂硬化或僵化所經歷的時間。樹脂的凝膠時間被認為是樹脂凝固所需的時間，例如，凝膠時間通常為10秒至2分鐘，在美國通常為10秒、30秒、60秒、或120秒。在美國，人們通常會購買處於預抑制和/或預促進狀態下的礦頂加強部件用樹脂灌漿。例如，主劑樹脂(base resin)的凝膠時間通常可能為20分鐘，可以通過加入抑制劑和促進劑來調節其凝膠時間。這樣，人們會購買具有所需凝膠時間的聚酯樹脂，該凝膠時間可以通過使用抑制劑和促進劑以分別減慢或加快凝膠時間來進行調節。當溫度較高並且/或者促進劑含量較高時，凝膠時間較短，反之亦然。題為「Standard Specification for Roof and Rock Bolts and Accessories」(頂部和巖石用錨杆及配件的標準規定)的ASTM編號F 432 - 04針對化學注漿材料規定了速度指數，該指數表示在試驗時，由混合完成至達到4000磅的錨固水平所經歷的時間，該試驗是根據該標準規定的實驗室試驗來進行的。根據該標準，依照下表I中的速度指數分類體系來鑑定注漿，其中，最大固化時間為達到4000磅的試驗負荷所花費的時間。表I
權利要求
1.一種礦用加強件注漿體系，包括 (a)樹脂組分；以及 (b)與所述樹脂組分分開的催化劑組分，所述催化劑組分包含(i)催化劑以及(ii)碳組分。
2.權利要求I所述的注漿體系，其中所述催化劑組分還包含抑制劑。
3.權利要求I所述的注漿體系，其中所述催化劑組分還包含促進劑。
4.權利要求I所述的注漿體系，其中所述催化劑包含自由基生成組分。
5.權利要求4所述的注漿體系，其中所述自由基生成組分包含過氧化苯甲醯。
6.權利要求2所述的注漿體系，其中所述抑制劑包含自由基鈍化組分。
7.權利要求6所述的注漿體系，其中所述抑制劑包含萘醌和氫醌中的至少一種。
8.權利要求I所述的注漿體系，其中所述碳組分包含炭黑、無定形碳和/或石墨碳。
9.一種控制注漿體系的凝膠時間的方法，包括 提供(a)樹脂組分、(b)與所述樹脂組分分開的催化劑組分；以及 向所述催化劑組分中加入碳組分。
10.權利要求9所述的方法，其中所述樹脂組分還包含促進劑。
11.權利要求9所述的方法，其中添加一定量的所述碳組分，使得所述注漿體系的凝膠時間實質上穩定。
12.權利要求9所述的方法，其中添加一定量的所述碳組分，使得所述注漿體系的凝膠時間實質上延長。
13.權利要求9所述的方法，其中添加一定量的所述碳組分，使得所述注漿體系的凝膠時間實質上縮短。
14.權利要求9所述的方法，其中所述催化劑包含自由基生成組分。
15.權利要求14所述的方法，其中所述催化劑組分包含含有自由基鈍化組分的抑制劑。
16.一種使樹脂催化劑注漿體系的凝膠時間穩定的方法，所述注漿體系包含與催化劑組分分開的樹脂組分，其中所述催化劑組分包含(i)生成自由基的過氧化物催化劑，以及(ii)抑制劑，該抑制劑將由所述過氧化物催化劑生成的自由基鈍化，所述方法的改進之處包括 所述催化劑組分還包含能夠進一步鈍化由所述催化劑生成的自由基的穩定劑。
17.權利要求16所述的方法，其中所述穩定劑包含碳組分。
18.權利要求17所述的方法，其中所述樹脂包含所述催化劑的催化活性促進劑。
19.權利要求18所述的方法，其中所述促進劑包含苯胺促進劑。
20.權利要求17所述的方法，其中所述抑制劑包含酚類化合物。
全文摘要
可通過提供與催化劑組分分開的樹脂組分，來控制注漿體系的凝膠時間，其中該催化劑組分中包含碳組分。所述催化劑組分可包含諸如酚類化合物之類的抑制劑，並且/或者所述樹脂組分可包含諸如苯胺化合物之類的促進劑。
文檔編號C09K17/14GK102656251SQ201080057580
公開日2012年9月5日 申請日期2010年11月2日 優先權日2009年11月2日
發明者沃爾特·尼爾·西蒙斯, 理察·沃頓, 約翰·G·奧爾德森 申請人:J-洛克公司