樹脂錨固劑

樹脂錨固劑,用作錨桿和柔性錨桿(錨索)的錨固介質,為煤礦和隧道的頂板和側幫提供支護。其配方獨特,易

于攪拌,安裝快速,強度高,有多種凝固速度的產品可供選擇。 
目前已在多種領域得到廣泛應用，具有以下性能特點：
1、承載快，錨固力大。具有“雙快一高”的特性：固化時間快（速度可調）、強度增長快、強度高。安裝

后不僅能及時承受載荷，且錨固力大。
2、樹脂錨固劑適應性強，使用范圍廣，可錨固各種木材、金屬、玻璃鋼體及其他剛性物體。樹脂錨固劑不

僅應用于井巷支護、井筒安裝、水電工程預應力錨桿加固，而且在建筑物加固，高速公路修補、隧道施工

、基礎生根、設備基礎及構件錨固等領域有它廣泛的應用之地。我公司還成功開發了在－10℃環境中使用

、－30℃環境中貯存的專用樹脂錨固劑。
3、安裝方便，支護效果好。
我公司生產的樹脂錨固劑質量穩定，品種齊全，可滿足用戶的各種需要。尤其是我公司自行研制開發成功

的雙速樹脂錨固劑因安裝方便，提高了施工速度，深受廣大用戶的好評，而且填補了國內空白，達到國際

先進水平。
4、抗水型樹脂錨固劑除以上特點外，當有水存在時，具有增強快、強度高的特性，避免了水對樹脂錨固劑

固化速率、抗壓強度和錨固力的影響。
產品規格 ：
直徑有：￠21mm、 ￠23mm、￠28mm、￠32mm、￠35mm、 ￠42mm、￠70mm.
長度有：300mm、330mm、350mm 、450mm、500mm、 600mm 660mm 、750mm 、 880mm等多種，還可根據用戶

需求定做。
建筑結構膠：建筑結構膠近幾年廣泛應用于諸多領域的一種新型粘結材料，可用于建筑植筋、墻體粘鋼、

粘結炭纖維、灌縫等，具有速度快、強度高、操作方便等特點。
 
普通樹脂錨固劑在煤礦錨桿支護發揮著重要作用，但在遇水或者淋水的硐室中，由于水的作用，使得普通

樹脂錨固劑的性能降低，造成安全隱患。依據防水型錨固劑的基本原理。通過試驗選擇錨固劑的樹脂類型

、速溶劑、促進荊、阻聚劑的材料和配比，研究合成出新型的防水型錨固劑。經過試驗對比，認為防水型

錨固劑的性能指標均能達到要求，能解決在有水情況的錨網支護問題，提高安全系數。

關鍵詞：樹脂錨固劑；防水型錨固劑；描桿；支護

近年來，隨著礦井開采深度的增加和地質條件的不斷變化，使樹脂錨固劑的應用研究進一步拓寬。然而，

由于井下作業條件具有極大的不確定性，在掘進頭常有滲水、淋水現象發生。普通的水質錨固劑因其本身

固有的性質，在有水情況下的起凝固時間、錨固強度都會受到很大影響。因此，是研究防水型錨固劑的形

成機理，試驗生產出防水型錨固劑，對煤礦安全生產具有現實意義。

1 防水樹脂錨固劑的技術要求

樹脂錨固劑一般由特種聚合物樹脂、高強填料、固化劑、促進劑及各種助劑構成。在施工時，通常將樹脂

系統、固化劑系統分別裝在兩個容器中，按比例混勻將混合物塞嵌或擠壓進基孔內，再插入金屬螺栓即可

。

對樹脂錨固劑的基本要求：在常溫甚至低溫均能快速固化；固化物本體強度高；對基孔混凝土、石材及金

屬要求有極大的粘結力；固化物有耐水、耐酸堿、耐鹽、耐疲勞和耐老化的能力。但由于其本身固有的性

質，在有水的情況下，這種樹脂的凝膠時間、錨固強度都受到很大的影響，表現為：在有水情況下比無水

情況下凝膠時間變慢，強度增長速度變緩，最終強度也變小。

為了彌補上述樹脂的缺陷，新設計的防水型樹脂錨固劑應達到以下基本要求：①根據分子設計原理，尋求

合成一種具有高強度、高活性和耐水性好的防水型不飽和聚酯樹脂；②尋求一種促進效果比二甲基苯胺更

好的芳叔胺，作為錨固劑的促進劑，使錨固劑能快速固化；③選擇能超快吸水的添加劑，阻止水對錨固劑

固化的影響；④篩選出合適的阻聚劑，使錨固劑的貯存時間大于3個月，在貯存期內，錨固劑的凝膠時間無

漂移現象。

2 防水型樹脂錨固劑主要物質組成

(1)196不飽和聚酯樹脂。苯乙烯占聚酯總重量的35％，酸值25mgKOH/g，粘度95S。

(2)SR水溶性不飽和聚酯樹脂。苯乙烯占聚酯總重量的34％，酸值20mgKOH/g，粘度124S。

(3)NS-1不飽和聚酯樹脂。苯乙烯占聚酯總重量的35％，酸值15mgKOH/g，粘度120S。

(4)過氧化苯甲酰(BPO)；2，4-二氯代過氧化苯甲酰(DCBPO)；二甲基苯胺；DMT；XS-1。

(5)固化劑-1：BPO占固化劑質量分數的35％。

(6)固化劑-2：BPO和DCBPO占固化劑質量分數的35％和3.5％；石粉等。

3 研發過程

3.1 樹脂種類的選擇

國內通用的不飽和聚酯樹脂的室溫固化采用氧化/還原引發體系，主要采用有機過氧化酰/芳叔胺體系或者

有機過氧化酮/變價金屬離子兩個體系。兩體系錨固劑的力學性能都能滿足要求，但樹脂的固化受含水量的

影響顯著，因而在有水的場所，要求錨固劑中的樹脂有特殊的要求。

試驗結果表明，環境中的含水量對不同樹脂的凝膠時間產生一定的影響如表1樹脂中的含水量增加。凝膠時

間延長；凝膠時間受水影響最大的SR水溶性不飽和聚酯樹脂，其次是196不飽和聚酯樹脂，NS-1不飽和聚酯

樹脂受水的影響最小。根據試驗對比，選擇了抗水性較強的NS-1不飽和聚酯樹脂作為耐水性錨固劑。

表1 水對樹脂凝膠時間的影響

3.2 高分子速溶粉的選擇

對水流比較大的巖洞，膠泥和固化劑在攪拌摻合過程中，如果未能及時凝膠，這時膠泥會變稀，甚至從巖

洞中沖出來。為了解決此問題，在樹脂中添加了2％的NS-1速溶膠粉，這種膠粉可以遇水瞬間吸水，阻止了

水在樹脂中的擴散，即使樹脂中的含水量高達30％，樹脂粘度未下降反而提高，固化后體積不但不收縮反

而膨脹，相對來說錨固段變長，錨固力變大，但其變化并不是無止境的，當達到一定程度后會下降。而且

含高分子速溶膠粉的樹脂膠凝時間同無水樹脂相同。膠凝時間不受影響如表2。

表2 膠粉對樹脂膠凝時間的影響

3.3 促進劑的選擇

通過對凝膠時間、固化時間、溫度、固化劑含量如表3、固化劑力學性能如表4，發現所選擇的兩種促進劑

的凝膠時間和固化時間都隨著促進劑的含量增加而縮短，并且DMT要比DMA的大約縮短2倍以上；DMT的凝膠

時間和固化時間要比DMA的受濃度影響小；兩種促進劑的凝膠時間都隨溫度的升高而縮短，但是低溫對DMA

的凝膠時間影響顯著，特別是低溫影響更嚴重，而DMT受溫度影響小得多；DMT的凝膠時間隨著固化劑含量

的增加凝膠時間要比DMA的要縮短2倍以上，固化時間比DMA的要縮短1.6倍以上；DMT和DMA的錨周劑的力學

性能(抗壓強度和錨固力)相近(參見表5)。從以上的分析和比較，認為DMT比DMA更適合做防水型錨固劑的促

進劑。

3.4 阻聚劑的選擇

對于錨固劑來說，由于填料石粉中含有大量的過渡元素，而且膠泥中加有促進劑DMT，這就使得錨固劑在儲

存時不穩定。常用的不飽和樹脂阻聚劑為：對苯二酚、叔丁基鄰苯二酚和環烷酸銅。然而對苯二酚和叔丁

基鄰苯二酚的含量過多時，錨固劑凝膠時間延長嚴重，影響固化；含量過少時，錨固劑的貯存穩定性受限

；萘醌的含量的錨固劑的凝膠時間和貯存穩定性沒影響，但石粉中加有含鐵量物質較多時，凝膠時間的漂

移較嚴重。通過實驗，選用對苯二酚、環烷酸銅、萘醌和MHQ組成的復合阻聚劑，80℃熱穩定超過20h，凝

膠時間未漂移。

4 防水型錨固劑和普通錨固劑性能對比分析

根據上述試驗結果，生產的防水型樹脂錨固劑與普通樹脂錨固劑的性能進行對比(參見表6、表7)，防水型

錨固劑在有水的情況下的錨固力和普通錨固劑在無水情況下的凝膠時間和錨固力相同，說明此樹脂錨固劑

完全可以在有水流或淋水的洞室中使用，錨固性能較好。適應性強。防水型樹脂錨固劑在有水的條件下固

化不受水分子干擾，其粘結力和錨固力均有所提高；在支護過程中能及時有效的承受載荷，對有水流的洞

室加固、支護都能起到很好地預緊力作用。

表6 防水型樹脂錨固劑和普通型樹脂錨同劑性能對比

表7 防水型樹脂錨固劑的技術指標

5 結論

研發的防水型錨固劑在開采下組煤的葛泉東井得到了成功應用，解決了井下出水或者淋水時錨網支護問題

，而且加快了采掘速度，具有巨大的應用和推廣前景。