[发明专利]一种用于干燥褐煤隔氧防水材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔氧和防水材料的制备方法，特别是一种用于干燥褐煤隔氧防水材料的制备方法。

背景技术

我国褐煤资源储量丰富，我国对褐煤的大规模开发利用才刚刚开始，褐煤的煤化程度低，挥发分高，含氧官能团丰富，易风化自燃等特点严重影响了其利用。特别是高含水量，大幅降低了褐煤的热值，造成严重的资源浪费，使褐煤资源利用率降低，是褐煤利用过程中的最大弊端。现状各国采用对褐煤进行提质的方法，但是干燥褐煤存在易自燃和反吸水的问题，防治煤炭自燃使用的阻化剂种类目前主要有无机盐水溶液(CaCl₂、MgCl₂、NaCl等)，Ca(OH)₂溶液，硅凝胶等，其优缺点如下：

（1）无机盐水溶液

碱土金属的氧化物及其盐类对褐煤有较好的阻化作用，尤其是氯化锌，其阻化率可达80%～93.7%，并且经济合理，但是无机盐水溶液喷洒到煤炭后不易脱除，使煤炭中引入了其他杂质，进而影响了煤炭的品质。

（2）氢氧化钙阻化液

Ca(OH)₂是最常用的碱类阻化剂，主要针对更易自燃的高硫褐煤（主要富含黄铁矿FeS₂），氢氧化钙的成本低，阻化率较高，但其在水中的溶解度小，溶液易形成固液混合态，固体颗粒可能会破坏泵和封孔器，还会堵塞煤体孔隙，对注液产生不利影响。

（3）硅凝胶

硅凝胶是胶体类阻化剂，主要成分为水玻璃和固化剂，其中的固化剂通常为铵盐，硅凝胶有较好的堵漏风作用，能够有效封闭煤中孔隙，阻隔氧气进入煤体中。此外成胶过程中生成的NH₃可稀释空间内的氧气浓度；同时硅凝胶阻化剂有很高的含水量，既能降低煤温，又能有效隔氧，而且成本低，因此得到广泛应用。但是硅凝胶阻化剂在成胶过程产生的NH₃有刺激性，对环境造成污染的同时也影响井下工人健康。

以上技术对于煤炭自燃的防治起到了重要作用，但是材料的稳定性差、隔氧性能低、不能防止吸水等，对于干燥褐煤存在易自燃和复吸的阻化效果不太理想。

发明内容

为了改善干燥褐煤隔氧防水技术上的不足，提供一种用于干燥褐煤隔氧防水材料的制备方法，解决目前阻化剂材料的稳定性差、隔氧性能低、不能防止吸水等，对于干燥褐煤存在易自燃和复吸的阻化效果不太理想的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：干燥褐煤隔氧防水材料的制备方法中使用的材料包含组分(A)和组分(B)，组分(A)和组分(B)中均包含溶剂，并以组分所含溶剂的量为100wt％计，具体步骤包括：

（1）以水为溶剂，向溶剂中加入5-20wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物，混合均匀，得到乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液；

（2）在20～80℃的恒定温度下，将0.1-0.5wt％的有机硅类防水剂加入上述乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液中，回流搅拌30分钟；即得相应混合乳液；

（3）在20～80℃的恒定温度下，在上述乳液中加入2-5wt％直链烃有机醇或酯类成膜助剂，回流搅拌30分钟，冷却至室温，得组分(A)；

（4）将含碳原子数为C₂～C₅醇类固化剂加入溶剂水中，固化剂与溶剂加入比例为1：20（wt）搅拌10-20分钟得组分(B)；

（5）使用前30分钟，将所含溶剂的质量比为4-9∶1的组分(A)和组分(B)直接室温混合搅拌均匀，即得到乙烯-醋酸乙烯共聚隔氧防水乳液材料。

所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物由乙烯和醋酸乙烯（VA）按照比例共聚而成，乙烯含量重量百分比为16-28%，其余为醋酸乙烯。

所述的成膜助剂为藻酸丙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯和醇酯十二。

所述的固化剂为无水乙醇、丙醇。

所述的防水剂为甲基硅酸钠、甲基硅油。

所述的隔氧防水乳液材料，粘度为3000～5000mPa·s，在90°C和120°C时，材料的平均尺寸变化率为-1.26%和-2.10%，成膜速度为30～40min，拉伸强度为1.65MPa和断裂伸长率为396%。

有益效果，由于采用了上述方案，

1、本发明隔氧防水材料具有合适流动状态和理想的黏性，由于具有良好的流动性，材料铺于煤样表面时可以均匀平铺在表面，不会留下缝隙；因为具有理想的黏性，材料铺于表面自然风干后，材料与煤样具有较强的结合力，能够很好的粘附在煤样的表面不易脱落；