[发明专利]煤矸石复合型阻燃发泡剂

说明书

技术领域

本发明涉及发泡剂，具体涉及一种煤矸石复合型阻燃发泡剂。

背景技术

随着全球安全环保意识的日益加强，人们对防火安全及制品阻燃的要求越来越高，无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂已成为人们追求的目标。

阻燃剂目前主要有有机和无机，卤素和非卤。有机是以溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂，无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系等阻燃体系。

发泡剂可分为化学发泡剂、物理发泡剂和表面活性剂三大类，用途比较多的发泡剂有水泥发泡剂、混凝土发泡剂、塑料发泡剂、聚氨酯发泡剂、橡胶发泡剂、玻璃发泡剂等。

虽然阻燃剂和发泡剂种类比较多，应用也较广，但是存在性能不够全面，不能满足实际生产和环保需要的弊端，现有的阻燃剂和发泡剂没有净化空气的功能。

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石；包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。

中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾，污染大气，煤矸石露天堆放会产生大量扬尘，这主要是由于在地面堆放的煤矸石受到长时间的日晒雨淋后，将会风化粉碎，另外，煤矸石吸水后会崩解，从而很容易产生粉尘，在风力的作用下，将会恶化矿区大气的质量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种煤矸石复合型阻燃发泡剂。

煤矸石复合型阻燃发泡剂由煤矸石粉、具有净化空气功能的凹凸棒陶土粉、过氧化氢、氢氧化铝、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、超细聚乙烯醇粉末、二甲基硅油和水组成。

煤矸石复合型阻燃发泡剂的生产方法：先将煤矸石复合型阻燃发泡剂膏状物配料输入低速搅拌机中搅拌为膏状物，再将煤矸石复合型阻燃发泡剂配料输入高速搅拌机中搅拌为煤矸石复合型阻燃发泡剂的成品。

煤矸石中二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝的总含量在80％以上，它是一种天然的粘土质原料；虽然煤矸石发热值较低，含碳量在20～30％，利用煤矸石生产的产品，在焙烧过程中，煤矸石中的可燃物进行燃烧，将在产品内生成大量的孔洞，有利于减轻产品的重量，提高产品的阻燃和隔音效果，自燃或人工燃烧过的煤矸石，具有一定活性，是一种活性混合材料。

具有净化空气功能的凹凸棒陶土粉由高粘凹凸棒石粘土、凹凸棒恒湿调理剂、天然矿物吸附过滤剂、侧柏叶、硅酸铝纤维和聚丙烯酰胺组成；具有较好的粘结性、可塑性、触变性、耐火性和热稳定性；能有效的吸附空气中甲醛、氨和苯等有害物质，保护环境和增进人们的身体健康。

高粘凹凸棒石粘土是采用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工艺生产的凹凸棒石粘土，凹凸棒石粘土土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状或参差状，吸水性强，湿时具粘性和可塑性，其粘度可达到3000mPa·s以上，有利于原料之间的粘结。

高粘凹凸棒石粘土粉是指取28.0g凹凸棒石粘土粉试样，加入高速搅拌机的悬浮液杯中，再加入372g水，将悬浮液杯置于高速搅拌机上，在11000转/分钟的转速下搅拌20分钟，再将经过高速搅拌试样悬浮液倒入250ml的烧杯中，使用NDJ-1型旋转粘度计进行测试其悬浮液的粘度，测试粘度值≥2200 mPa·s的凹凸棒石粘土粉。

过氧化氢俗称双氧水，外观为无色透明液体，是一种强氧化剂，本发明选用工业过氧化氢的质量分数≥35％。与煤矸石粉和具有净化空气功能的凹凸棒陶土粉等配料混合后会生成大量的气泡。

氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体。

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠易溶于水，具有优良的去污、乳化、发泡性能和抗硬水性能，是一种阴离子表面活性剂。

超细聚乙烯醇粉末是一种白色、粉状、安定、无毒的水溶性高分子聚合物, 能快速溶解于常温水中，形成稳定胶体，水是聚乙烯醇良好的溶剂。聚乙烯醇具有良好的造膜性，形成的膜具有优异的接着力，耐溶剂性，耐摩擦性，伸张强度与氧气阻绝性，能够提高泡沫的粘度，具有一定的稳泡效果，并能提高采用煤矸石复合型阻燃发泡剂生产的产品整体强度。

二甲基硅油表面张力小，不溶于水，化学稳定性好，无毒，是一种消泡剂和脱膜剂，用于消除发泡过程中生成的无效气泡，提高泡孔的闭合率，还有利于浇注泡沫材料时快速脱膜和防止塌模，用于灭火现场进行阻燃灭火，可以不添加二甲基硅油。