[发明专利]一种用于高压大流量岩溶突涌水治理的膨胀高分子注浆材料及制备方法

权利要求书

1.一种用于高压大流量岩溶突涌水治理的膨胀高分子注浆材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1)在丙烯酸中加入交联剂；然后加入高分子吸水树脂共聚单体进行聚合反应，得到前驱体；

(2)在步骤(1)的前驱体中加入引发剂，升温，反应后得到水凝胶，将水凝胶绞碎，得到初级高分子吸水树脂；

(3)将表面交联剂喷洒到步骤(2)的初级高分子吸水树脂表面，将得到的产物烘干，备用；

(4)将无机导水剂制备成悬浊液，将该悬浊液喷洒到步骤(3)烘干得到的产物上，烘干，即得膨胀高分子注浆材料；

其中所述高分子吸水树脂共聚单体包括聚乙烯醇、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或丙烯腈；

所述交联剂包括N,N-亚甲基双丙烯酰胺、双季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇四酯、季戊四醇三烯丙基醚、季戊四醇三丙烯酸酯、聚乙二醇二缩水甘油醚、乙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种的组合物；

所述表面交联剂包括水、多元醇、缩水甘油醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和多价金属化合物中的一种或多种的组合物；

所述无机导水剂包括气相二氧化硅、纳米二氧化钛或活性氧化铝粉。

2.一种用于高压大流量岩溶突涌水治理的膨胀高分子注浆材料的制备方法，其特征在于：如权利要求1所述的制备方法中，步骤(1)中制备前驱体时，首先用碱液对丙烯酸进行不完全中和，得到含有丙烯酸的不完全中和液，然后将该不完全中和液与交联剂混合后，再与高分子吸水树脂共聚单体进行聚合反应，得到前驱体，后续步骤与权利要求1所述的制备方法中步骤(2)-(4)一致。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述不完全中和液的中和度保持在40％-90％之间。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱液包括氢氧化钠、氢氧化钙或两者的混合液。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱液的质量浓度为20-50％。

6.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述丙烯酸的质量浓度为25-45％；

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述高分子吸水树脂共聚单体的添加比例为步骤(1)中丙烯酸质量的0.5-20％。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述交联剂的添加比例为步骤(1)中丙烯酸质量的0.5-2％。

9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述引发剂的添加比例为步骤(1)中丙烯酸质量的0.1-0.7％；

10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述表面交联剂的添加比例为步骤(2)中初级高分子吸水树脂质量的3-6％；

11.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述无机导水剂的添加比例为初级高分子吸水树脂质量的0.5-1.5％。

12.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中，所述引发剂包括：无机过氧化物引发剂、偶氮类引发剂、氧化还原引发剂。

13.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于：所述无机过氧化物引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵；

所述偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯；

所述氧化还原类引发剂包括过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过氧化氢/硫酸亚铁、过硫酸铵/硫酸亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁；其中“/”前的物质表示氧化类引发剂，“/”后物质表示还原类引发剂，每一组氧化还原引发剂同时使用；所述氧化类引发剂与还原类引发剂的质量比为1：3-8。