本發(fā)明涉及一種耐腐蝕高抗壓型錨固劑，屬于粘結(jié)錨固材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

樹(shù)脂錨固劑是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的粘結(jié)錨固材料，錨固劑是采用高強(qiáng)度錨固劑專用不飽和聚酯樹(shù)脂與大理石粉，促進(jìn)劑和輔料，按一定比例配制而成的膠泥狀粘接材料，用專用聚酯薄膜將膠泥與固化劑分割呈雙組分包裝藥卷狀，廣泛用于煤礦的頂板支護(hù)，井筒安裝壩裂縫修復(fù)，建筑物的抗震加固等領(lǐng)域。樹(shù)脂錨固劑主要是靠?jī)?nèi)部不飽和聚酯樹(shù)脂發(fā)生聚合反應(yīng)而固化，由于不飽和聚酯樹(shù)脂中有雙鍵存在，能夠在適宜的溫度下，受到光和空氣中氧氣的影響，與單體樹(shù)脂中的單體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，逐漸聚合進(jìn)而達(dá)到固化的效果。在施工時(shí)，通常將樹(shù)脂系統(tǒng)、固化劑系統(tǒng)分別裝在兩個(gè)容器中，按比例混合均勻后，將混合物塞嵌或擠壓進(jìn)基孔內(nèi)，再插入金屬螺栓即可。

現(xiàn)有的樹(shù)脂錨固劑分兩大類：一類為有機(jī)材料錨固劑，另一類為無(wú)機(jī)材料錨固劑。有機(jī)材料錨固劑主要以樹(shù)脂為主，采用有機(jī)材料錨固劑雖然一定程度上解決了錨固的可靠性問(wèn)題，但由于其價(jià)格高、易燃、有毒和易老化等問(wèn)題，現(xiàn)在不常使用。無(wú)機(jī)材料錨固劑主要以硅酸鹽材料、硫鋁酸鹽材料、氟鋁酸鹽材料、鋁酸鹽材料及石灰等無(wú)機(jī)材料為主，然后配以減水劑、速凝劑、膨脹劑等材料組合而成，此種錨固劑雖然也可以達(dá)到快速凝結(jié)的目的，但由于將原料直接配合在一起沒(méi)未經(jīng)過(guò)高溫煅燒，其硬度不夠，并且易出現(xiàn)裂縫，封孔效果較差，且耐老化和耐腐蝕性較差，抗壓強(qiáng)度較低。

因此，亟待開(kāi)發(fā)一種耐腐蝕性好、抗壓強(qiáng)度高的樹(shù)脂錨固劑，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域具有必要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)傳統(tǒng)樹(shù)脂錨固劑耐腐蝕性較差，抗壓強(qiáng)度較低的弊端，提供了一種耐腐蝕高抗壓型錨固劑。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

一種耐腐蝕高抗壓型錨固劑，其特征在于，由多孔生物玻璃和固化劑分散液組成，所述的多孔生物玻璃重量份為45～50份；所述的固化劑分散液由以下重量份組成，包括45～50份樹(shù)脂分散液、35～40份基體混合液和15～20份聚甲基丙烯酸甲酯微球和2～3份紫外光引發(fā)劑。

所述的多孔生物玻璃制備步驟如下：按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45～50份碳酸鈣、25～30份碳酸鎂晶須、10～15份磷酸氫二銨和3～5份碳酸鈉混合球磨過(guò)200目篩，按質(zhì)量比1:10，將混合球磨粉末與去離子水混合25～30min，制備得混合漿料，將混合漿料干燥固化后水淬處理，再經(jīng)干燥粉碎而成。

所述的基體混合液按重量份數(shù)計(jì)，由45～50份聚ε-己內(nèi)酯二醇、2～3份甲苯二異氰酸酯、5～8份三乙胺、3～5份2,2-二羥甲基丁酸、1～2份1,6-己二醇和0.5～1.0份二月桂酸二丁基錫在氮?dú)鈿夥障拢〖訜嶂苽涠伞?/p>

所述的樹(shù)脂分散液按重量份數(shù)計(jì)，包括45～50份無(wú)水乙醇、100～120份去離子水和5～7份雙三羥甲基丙烷丙烯酸酯。

所述的碳酸鎂晶須是通過(guò)取蛇紋石球磨粉碎、煅燒碾磨，并分散在去離子水中，得分散懸濁液，再對(duì)分散懸濁液通入由二氧化碳和氮?dú)獍大w積比1:1混合制備的混合氣體，經(jīng)過(guò)濾得濾餅，干燥碾磨制備而成。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備多孔生物玻璃并粉碎制備骨料主體，經(jīng)干燥固化燒結(jié)后，將聚甲基丙烯酸甲酯微球填充至骨料主體孔隙中，通過(guò)微球的填充，在骨料外部承受沖擊和壓力作用使，卸去部分壓強(qiáng)，降低材料內(nèi)應(yīng)力，提高材料抗壓強(qiáng)度；

（2）本發(fā)明通過(guò)骨料主體與分散有聚甲基丙烯酸甲酯微球的聚氨酯乳液混合填充，由于兩者進(jìn)行混合，聚氨酯乳液中分散的微球填充至孔隙中，在紫外光引發(fā)劑作用下，將其錨固使用后，通過(guò)陽(yáng)光中紫外線照射，使材料內(nèi)部填充的聚合物乳液進(jìn)行光固化交聯(lián)，有效提高材料固化效率，同時(shí)對(duì)錨固位置進(jìn)行紫外固化包覆，形成聚合物包覆層，有效提高錨固劑使用后的耐腐蝕性能。

具體實(shí)施方式

首先取蛇紋石并球磨粉碎至180～200目，得蛇紋石粉餅置于坩堝中，將坩堝置于200～300℃下預(yù)熱10～15min后，再按10℃/min速率程序升溫至550～650℃，保溫煅燒1～2h，再靜置冷卻至室溫，得煅燒蛇紋石粉末，按質(zhì)量比1:10，將煅燒蛇紋石粉末添加至去離子水中，在200～300w下超聲分散10～15min，得分散懸濁液；再稱取150～200ml分散懸濁液置于三口燒瓶中，在45～50℃下對(duì)三口燒瓶中通入混合氣體，控制混合氣體通入速率為200ml/min，待通入氣體20～24h后，停止加熱并靜置冷卻至室溫，過(guò)濾得濾餅，再在55～60℃下干燥6～8h后，碾磨得改性填料粉末；所述的混合氣體是由二氧化碳和氮?dú)獍大w積比1:1混合制備所得；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45～50份碳酸鈣、25～30份改性填料粉末、10～15份磷酸氫二銨和3～5份碳酸鈉混合，并在250～300r/min下球磨3～5h后，過(guò)200目篩并得混合球磨粉末，再按質(zhì)量比1:10，將所得混合球磨粉末與去離子水混合25～30min，制備得混合漿料；然后將混合漿料澆注至模具中，在150～180℃下干燥6～8h后，再按10℃/min速率程序升溫至550～580℃，保溫反應(yīng)10～15min，得反應(yīng)物，將所得反應(yīng)物置于10～15℃去離子水中水淬處理25～30min，得水淬物并置于55～60℃下干燥6～8h，將干燥水淬物粉碎至80目，得無(wú)機(jī)骨料組份；再分別稱取450～500g聚ε-己內(nèi)酯二醇、10～15ml甲苯二異氰酸酯、3～5g1,6-己二醇和0.5～1.0ml二月桂酸二丁基錫置于三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝夂?，攪拌混合并置?5～70℃下水浴加熱2～3h，待水浴加熱完成后，得基體混合液；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45～50份基體混合液、5～8份三乙胺、3～5份2,2-二羥甲基丁酸和45～50份丙酮混合并置于三角燒瓶中，在55～60℃下水浴加熱2～3h后，靜置冷卻至室溫，制備得混合液；再按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45～50份無(wú)水乙醇、100～120份去離子水、10～15份甲基丙烯酸甲酯、2～3份紫外光引發(fā)劑1173和5～7份雙三羥甲基丙烷丙烯酸酯置于三口燒瓶中，在75～80℃下水浴加熱45～60min，隨后靜置冷卻至室溫，制備得樹(shù)脂分散液，按體積比1:1，將混合液和樹(shù)脂分散液混合并置于200～300w下超聲分散10～15min，制備得固化液組份；最后將無(wú)機(jī)骨料組份和固化液組份分袋封裝，即可制備得一種耐腐蝕高抗壓型錨固劑。

實(shí)例1

首先取蛇紋石并球磨粉碎至180目，得蛇紋石粉餅置于坩堝中，將坩堝置于200℃下預(yù)熱10min后，再按10℃/min速率程序升溫至550℃，保溫煅燒1h，再靜置冷卻至室溫，得煅燒蛇紋石粉末，按質(zhì)量比1:10，將煅燒蛇紋石粉末添加至去離子水中，在200w下超聲分散10min，得分散懸濁液；再稱取150ml分散懸濁液置于三口燒瓶中，在45℃下對(duì)三口燒瓶中通入混合氣體，控制混合氣體通入速率為200ml/min，待通入氣體20h后，停止加熱并靜置冷卻至室溫，過(guò)濾得濾餅，再在55℃下干燥6h后，碾磨得改性填料粉末；所述的混合氣體是由二氧化碳和氮?dú)獍大w積比1:1混合制備所得；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45份碳酸鈣、25份改性填料粉末、10份磷酸氫二銨和3份碳酸鈉混合，并在250r/min下球磨3h后，過(guò)200目篩并得混合球磨粉末，再按質(zhì)量比1:10，將所得混合球磨粉末與去離子水混合25min，制備得混合漿料；然后將混合漿料澆注至模具中，在150℃下干燥6h后，再按10℃/min速率程序升溫至550℃，保溫反應(yīng)10min，得反應(yīng)物，將所得反應(yīng)物置于10℃去離子水中水淬處理25min，得水淬物并置于55℃下干燥6h，將干燥水淬物粉碎至80目，得無(wú)機(jī)骨料組份；再分別稱取450g聚ε-己內(nèi)酯二醇、10ml甲苯二異氰酸酯、3g1,6-己二醇和0.5ml二月桂酸二丁基錫置于三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝夂?，攪拌混合并置?5℃下水浴加熱2h，待水浴加熱完成后，得基體混合液；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45份基體混合液、5份三乙胺、3份2,2-二羥甲基丁酸和45份丙酮混合并置于三角燒瓶中，在55℃下水浴加熱2h后，靜置冷卻至室溫，制備得混合液；再按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45份無(wú)水乙醇、100份去離子水、10份甲基丙烯酸甲酯、2份紫外光引發(fā)劑1173和5份雙三羥甲基丙烷丙烯酸酯置于三口燒瓶中，在75℃下水浴加熱45min，隨后靜置冷卻至室溫，制備得樹(shù)脂分散液，按體積比1:1，將混合液和樹(shù)脂分散液混合并置于200w下超聲分散10min，制備得固化液組份；最后將無(wú)機(jī)骨料組份和固化液組份分袋封裝，即可制備得一種耐腐蝕高抗壓型錨固劑。

將需要錨固的位置鉆孔，控制鉆孔孔徑為56mm、孔深為5.2m，鉆孔完畢，將孔內(nèi)的浮粉、積水清理干凈后，隨后按質(zhì)量比1:1，先將本發(fā)明制得的耐腐蝕高抗壓型錨固劑中的無(wú)機(jī)骨料組份填入孔底，再將本發(fā)明制備的固化液組份填充錨固孔洞，隨后將錨桿送入孔底，并啟動(dòng)攪拌器帶動(dòng)錨桿旋轉(zhuǎn)25s，勻速推進(jìn)攪拌均勻后，卸下攪拌器，及時(shí)在孔口將錨桿拴住，固化25min后，安裝托板并旋緊螺母即可。

實(shí)例2

首先取蛇紋石并球磨粉碎至190目，得蛇紋石粉餅置于坩堝中，將坩堝置于250℃下預(yù)熱13min后，再按10℃/min速率程序升溫至600℃，保溫煅燒2h，再靜置冷卻至室溫，得煅燒蛇紋石粉末，按質(zhì)量比1:10，將煅燒蛇紋石粉末添加至去離子水中，在250w下超聲分散13min，得分散懸濁液；再稱取180ml分散懸濁液置于三口燒瓶中，在48℃下對(duì)三口燒瓶中通入混合氣體，控制混合氣體通入速率為200ml/min，待通入氣體22h后，停止加熱并靜置冷卻至室溫，過(guò)濾得濾餅，再在58℃下干燥7h后，碾磨得改性填料粉末；所述的混合氣體是由二氧化碳和氮?dú)獍大w積比1:1混合制備所得；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量48份碳酸鈣、28份改性填料粉末、13份磷酸氫二銨和4份碳酸鈉混合，并在280r/min下球磨4h后，過(guò)200目篩并得混合球磨粉末，再按質(zhì)量比1:10，將所得混合球磨粉末與去離子水混合28min，制備得混合漿料；然后將混合漿料澆注至模具中，在165℃下干燥7h后，再按10℃/min速率程序升溫至565℃，保溫反應(yīng)13min，得反應(yīng)物，將所得反應(yīng)物置于13℃去離子水中水淬處理28min，得水淬物并置于58℃下干燥7h，將干燥水淬物粉碎至80目，得無(wú)機(jī)骨料組份；再分別稱取480g聚ε-己內(nèi)酯二醇、13ml甲苯二異氰酸酯、4g1,6-己二醇和0.8ml二月桂酸二丁基錫置于三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝夂?，攪拌混合并置?8℃下水浴加熱3h，待水浴加熱完成后，得基體混合液；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量48份基體混合液、7份三乙胺、4份2,2-二羥甲基丁酸和48份丙酮混合并置于三角燒瓶中，在58℃下水浴加熱3h后，靜置冷卻至室溫，制備得混合液；再按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量48份無(wú)水乙醇、110份去離子水、13份甲基丙烯酸甲酯、3份紫外光引發(fā)劑1173和6份雙三羥甲基丙烷丙烯酸酯置于三口燒瓶中，在78℃下水浴加熱52min，隨后靜置冷卻至室溫，制備得樹(shù)脂分散液，按體積比1:1，將混合液和樹(shù)脂分散液混合并置于250w下超聲分散13min，制備得固化液組份；最后將無(wú)機(jī)骨料組份和固化液組份分袋封裝，即可制備得一種耐腐蝕高抗壓型錨固劑。

將需要錨固的位置鉆孔，控制鉆孔孔徑為57mm、孔深為5.3m，鉆孔完畢，將孔內(nèi)的浮粉、積水清理干凈后，隨后按質(zhì)量比1:1，先將本發(fā)明制得的耐腐蝕高抗壓型錨固劑中的無(wú)機(jī)骨料組份填入孔底，再將本發(fā)明制備的固化液組份填充錨固孔洞，隨后將錨桿送入孔底，并啟動(dòng)攪拌器帶動(dòng)錨桿旋轉(zhuǎn)30s，勻速推進(jìn)攪拌均勻后，卸下攪拌器，及時(shí)在孔口將錨桿拴住，固化32min后，安裝托板并旋緊螺母即可。

實(shí)例3

首先取蛇紋石并球磨粉碎至200目，得蛇紋石粉餅置于坩堝中，將坩堝置于300℃下預(yù)熱15min后，再按10℃/min速率程序升溫至650℃，保溫煅燒2h，再靜置冷卻至室溫，得煅燒蛇紋石粉末，按質(zhì)量比1:10，將煅燒蛇紋石粉末添加至去離子水中，在300w下超聲分散15min，得分散懸濁液；再稱取200ml分散懸濁液置于三口燒瓶中，在50℃下對(duì)三口燒瓶中通入混合氣體，控制混合氣體通入速率為200ml/min，待通入氣體24h后，停止加熱并靜置冷卻至室溫，過(guò)濾得濾餅，再在60℃下干燥8h后，碾磨得改性填料粉末；所述的混合氣體是由二氧化碳和氮?dú)獍大w積比1:1混合制備所得；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量50份碳酸鈣、30份改性填料粉末、15份磷酸氫二銨和5份碳酸鈉混合，并在300r/min下球磨5h后，過(guò)200目篩并得混合球磨粉末，再按質(zhì)量比1:10，將所得混合球磨粉末與去離子水混合30min，制備得混合漿料；然后將混合漿料澆注至模具中，在180℃下干燥8h后，再按10℃/min速率程序升溫至580℃，保溫反應(yīng)15min，得反應(yīng)物，將所得反應(yīng)物置于15℃去離子水中水淬處理30min，得水淬物并置于60℃下干燥8h，將干燥水淬物粉碎至80目，得無(wú)機(jī)骨料組份；再分別稱取500g聚ε-己內(nèi)酯二醇、15ml甲苯二異氰酸酯、5g1,6-己二醇和1.0ml二月桂酸二丁基錫置于三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝夂螅瑪嚢杌旌喜⒅糜?0℃下水浴加熱3h，待水浴加熱完成后，得基體混合液；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量50份基體混合液、8份三乙胺、5份2,2-二羥甲基丁酸和50份丙酮混合并置于三角燒瓶中，在60℃下水浴加熱3h后，靜置冷卻至室溫，制備得混合液；再按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量50份無(wú)水乙醇、120份去離子水、15份甲基丙烯酸甲酯、3份紫外光引發(fā)劑1173和7份雙三羥甲基丙烷丙烯酸酯置于三口燒瓶中，在80℃下水浴加熱60min，隨后靜置冷卻至室溫，制備得樹(shù)脂分散液，按體積比1:1，將混合液和樹(shù)脂分散液混合并置于300w下超聲分散15min，制備得固化液組份；最后將無(wú)機(jī)骨料組份和固化液組份分袋封裝，即可制備得一種耐腐蝕高抗壓型錨固劑。

將需要錨固的位置鉆孔，控制鉆孔孔徑為58mm、孔深為5.4m，鉆孔完畢，將孔內(nèi)的浮粉、積水清理干凈后，隨后按質(zhì)量比1:1，先將本發(fā)明制得的耐腐蝕高抗壓型錨固劑中的無(wú)機(jī)骨料組份填入孔底，再將本發(fā)明制備的固化液組份填充錨固孔洞，隨后將錨桿送入孔底，并啟動(dòng)攪拌器帶動(dòng)錨桿旋轉(zhuǎn)35s，勻速推進(jìn)攪拌均勻后，卸下攪拌器，及時(shí)在孔口將錨桿拴住，固化40min后，安裝托板并旋緊螺母即可。

對(duì)照例：以硅酸鹽、硫鋁酸鹽為主要原料，配以減水劑、速凝劑、膨脹劑制備得到無(wú)機(jī)錨固劑。

將上述實(shí)施例所得的耐腐蝕高抗壓型錨固劑與對(duì)照例的無(wú)機(jī)錨固劑性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表一所示。

表一：

備注：表一中的失重率是耐腐蝕高抗壓型錨固劑與對(duì)照例的無(wú)機(jī)錨固劑在80℃下于質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%氫氧化鈉溶液中浸泡15天檢測(cè)而得。

從上表可以看出本發(fā)明制得的耐腐蝕高抗壓型錨固劑耐腐蝕性好，抗壓強(qiáng)度高。