[发明专利]一种改进的煤矿用喷涂防灭火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的煤矿用喷涂防灭火材料及其制备方法，属于防灭火材料技术领域。

背景技术

我国煤炭在中国能源格局中占主导地位,大概占94%,若保持每年8.9%的增速,2020年将占世界消耗的1/2,因此,煤炭对我国有着很大的战略意义,给国家和人民带来了巨大利益,然而我国的煤矿事故却是世界上主要采煤国家煤矿死亡总人数的4倍以上,是世界上煤矿事故最严重的国家之一,这些事故给人们带来了巨大身心伤害和心理伤害。在煤矿事故中,尤以瓦斯事故最为严重,占煤矿总事故的30%以上。煤层开采后，地面与进风巷道之间以及进风巷道与回风巷道之间、回风巷道与地面之间的风量交换逐渐变大，采空区漏风严重。风量的增大带来了瓦斯爆炸和煤层自燃的隐患。因为一旦空气进入煤体内部，煤氧自发复合放出大量热量，该热量在一定的蓄热条件下被积聚起来，当积聚的热量能够满足煤自燃过程发展的需要时，煤体温度不断上升，最终导致煤炭自燃。因此,处理采空区上下两端丢煤带、隔离采空区及工作面上下顺槽、采空区堵漏风是综放工作面自然发火防治的关键。喷涂堵漏防灭火技术在近几年发展很快,现已在有自然发火的无煤柱综放工作面普遍应用。在工作面上下顺槽、停采线附近及漏风严重的地方采用喷涂堵漏技术施工性好，堵漏风能力强，能够明显减小煤层自燃和瓦斯爆炸的隐患。将磷-氮系阻燃剂添加在聚乙烯醇中并与白乳胶混合得到的喷涂材料具有绿色环保，无有害物质放出，成膜后膜致密性好，堵漏性强、阻化阻燃等优点。但也存在喷涂材料粘稠度低，与煤体附壁性差，成膜后抗拉伸强度低等问题。

发明内容

本发明的目的旨在克服以上缺点，提出一种粘稠度合适、与煤体附着性好、成膜后膜抗拉伸强度大、绝缘性好并且价格低廉的煤矿用喷涂防灭火材料。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种新型煤矿用喷涂防灭火材料，由相互混合并搅拌均匀阻燃液和无机骨料组成，其中，各组分按重量百分比为：60-80%的阻燃液、20-40%的无机骨料；所述阻燃液质量百分组成：4%-8%聚乙烯醇、1%-5%磷酸、1%-5%尿素、10%-30%白乳胶和自来水反应所得；所述的无机骨料是高岭土、滑石粉、云母粉中的一种或多种任意组合。

上述所述的阻燃液质量百分组成优选：6%聚乙烯醇、2%磷酸、2%尿素、20%白乳胶和70%的自来水反应所得。

一种新型煤矿用喷涂防灭火材料的制备方法，具体步骤包括：

a)在水浴下，将聚乙烯醇加入到自来水中充分搅拌溶解，温度控制在90℃，搅拌5h；

b)将磷酸和尿素在自来水中混合溶解后加入到a)步所得的溶液中，在85℃的水浴温度下反应，反应时间5h；

c)反应完全后，待溶液冷却到室温时加入白乳胶充分搅拌至均匀；

d)取无机骨料加入到步骤c)所得的阻燃液中充分搅拌2h，其中阻燃液占质量比60-80%，无机骨料占质量比20-40%。

本发明所述的一种新型煤矿用喷涂防灭火材料，相比阻燃液有如下明显的优势：

1.在不影响喷涂工艺的条件下提高了胶体的粘稠度，增大了防灭火材料与煤体的附着力，喷涂后得到的膜厚度有明显的增加；

2.提高了材料的抗拉伸强度，并且缩短了材料的固化时间；

3.提高了材料的阻燃性能；

4.由于无机粉体本身的特点，粉体的加入提高了防灭火材料的绝缘性、抗老化性能、涂层耐候性能和润滑性

5.骨料的加入降低了材料的成本。

具体实施方式

实施例1

1)在水浴下，将6g聚乙烯醇加入到20g自来水中充分搅拌溶解，温度控制在90℃，搅拌5h；

2)将2g磷酸和2g尿素在10g自来水中混合溶解后缓慢加入到1)步所得的溶液中，滴加完毕后加入40g自来水在85℃的水浴温度下反应，反应时间5h；

3)反应完全后，待溶液冷却到室温时加入20g白乳胶充分搅拌至均匀；

4)取20g滑石粉、10g高岭土和10g云母粉加入到步骤3)所得的阻燃液中充分搅拌2h。

所得的防灭火材料一次喷涂膜厚可达0.5mm，用酒精灯点燃后5s后能够自熄，阻燃材料的拉伸强度达到8.3MPa，表面电阻为9.2×10⁷Ω。

实施例2

1)在水浴下，将6g聚乙烯醇加入到20g自来水中充分搅拌溶解，温度控制在90℃，搅拌5h；

2)将2g磷酸和2g尿素在10g自来水中混合溶解后缓慢加入到1)步所得的溶液中，滴加完毕后加入40g自来水在85℃的水浴温度下反应，反应时间5h；