水玻璃改性聚氨酯用作矸石黏結劑的效能研究

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題目：水玻璃改性聚氨酯用作矸石黏結劑的效能研究

作者：嶽曉明¹，顧子宜¹，肖翠翠¹，賀虎²，彭程¹，葛贊棚¹，歐陽神央³

作者單位：

1. 中國礦業大學 化工學院，江蘇 徐州 221116；

2. 中國礦業大學 資源與地球科學學院，江蘇 徐州 221116；

3. 中國礦業大學 礦業工程學院，江蘇 徐州 221116

摘要：

為了提高矸石聚氨酯充填材料的力學和熱穩定性,採用異氟爾酮二異氰酸酯（IPDI）和聚丙二醇（PPG）為原料,新增水玻璃（矽酸鈉的水溶液）及催化劑,透過一步混合法製備出了聚氨酯/矽酸鈉複合黏結劑（P/S）,透過X射線衍射（XRD）、傅立葉變換紅外光譜（FTIR）和熱重分析（TG）對樣品進行表徵,探究了IPDI和PPG新增比例及水玻璃的新增量對複合黏結劑的固化時間和強度效能的影響.實驗結果表明,當m_IPDI∶m_PPG為7∶3,水玻璃新增量為3 g時製備的複合黏結劑的固化時間最短,為11 min;當m_IPDI∶m_PPG為4∶1,水玻璃新增量為10g時製備的材料硬度最大,為63.2 HD,與河南永城城郊礦泥岩煤矸石混合後製成試樣的抗壓強度為6.36 MPa.結合表徵結果進行機理分析,推測水玻璃的新增導致聚氨酯分子中引入了水玻璃水解生成的矽醇鍵,形成了效能優異的矽氧鍵結構.關鍵詞：矸石;填充材料;聚氨酯;水玻璃;固化時間;強度本文引用格式：嶽曉明,顧子宜,肖翠翠,等.水玻璃改性聚氨酯用作矸石黏結劑的效能研究[J].中國礦業大學學報,2021,50(3):515-522.部分圖表

圖１ 水玻璃與 P／S－8的XRD衍射譜圖

圖２ 複合黏結劑的紅外譜圖

圖３ 不同實驗條件對樣品固化時間的影響

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