[发明专利]一种煤矿用喷涂类防灭火材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿防灭火材料领域，具体涉及一种用于煤矿中防止煤炭自燃的喷涂类防灭火材料及制备方法。

技术背景

我国煤炭在中国能源格局中占主导地位,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,然而我国煤矿领域条件复杂、环境恶劣，每年各种事故都会给国家造成巨大的经济和财产损失，这些事故给人们带来了巨大身心伤害。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，该热量在一定的条件下被积聚起来，煤体温度将不断上升，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。

一种有效的办法是将喷涂堵漏风类防灭火材料应用在采空区。这种材料可以在采空区煤块摆放错杂的条件下经喷涂工艺附着在煤体表面，填充空隙，其堵漏风能力强，能够明显减小煤层自燃和瓦斯爆炸的隐患。

由聚乙烯醇、多聚磷酸铵组成的阻燃材料应用到煤矿中进行煤体堵漏风处理能够起到阻燃、堵漏风的效果，该材料在点燃后能够发生自熄，但还没有达到用酒精灯不能够点燃的阻燃级别。

发明内容

本发明的目的旨在克服以上缺点，提出一种煤矿用喷涂类防灭火材料及其制备方法，这种材料可以达到酒精灯火焰无法点燃的阻燃级别。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种煤矿用喷涂类防灭火材料及其制备方法，由2%-6%聚乙烯醇和1%-5%磷酸、1%-5%尿素在水溶剂中反应聚合后加入4%-10%的亚磷酸三苯酯和4%-10%白乳胶继续反应，再加入15%-25%的无机骨料充分搅拌混合最终得到产品。所述的无机骨料由滑石粉、高岭土、云母粉中的一种或几种的任意组合，以上每一组分均为总体质量的百分比。

一种煤矿用喷涂类防灭火材料的制备方法，具体步骤包括：

a)在水浴下，将2%-6%聚乙烯醇加入到水溶剂中充分搅拌溶解，温度控制在70-100℃，搅拌2-5h；

b)将1%-5%磷酸和1%-5%尿素混合溶解后加入到a)步所得的溶液中，在80-100℃温度下反应，反应时间2-5h；

c)反应完全后，加入4%-10%的亚磷酸三苯酯充分搅拌1h，温度控制在80-100℃；

d)加入4%-10%白乳胶充分搅拌，控制温度在40-60℃，直至搅拌均匀；

e)在室温下，将15%-25%的无机骨料加入到得到的溶液中充分搅拌，搅拌均匀即得产品。

上述组分进一步优选：4-5%的聚乙烯醇，4-5%的磷酸，4-5%的尿素，5-7%的白乳胶，7-8%的亚磷酸三苯酯、18-20%的无机骨料和自来水。

本发明所述的一种煤矿用喷涂类防灭火材料，有如下明显的优势：

1.一种煤矿用喷涂类防灭火材料使用时工艺简单，通过喷涂机直接将材料喷涂在煤块表面以封堵漏风通道；

2.亚磷酸三苯酯与体系相容性好，得到的产品稳定性好；

3、此种材料具有优越的阻燃性能，能够达到用酒精灯不能够点燃的阻燃级别。

具体实施方式

实施例1

1)在水浴下，将5g聚乙烯醇加入到20g水溶剂中充分搅拌溶解，温度控制在70-100℃，搅拌2-5h；

2)将4g磷酸和4g尿素混合加入到5g的水中溶解后缓慢滴加入到第1)步所得的溶液中，在80-100℃的水浴温度下反应，反应时间2-5h；

3)加入33g水继续反应2h后加入4g的亚磷酸三苯酯充分搅拌1h，温度控制在80-100℃；

4)待溶液冷却到40-60℃之间时加入5g白乳胶充分搅拌，直至搅拌均匀。

5)在室温下将20g的无机骨料加入到得到的溶液中充分搅拌至均匀。

所得的煤矿用喷涂类防灭火材料在模具中成膜后表面平整，膜致密性好，用酒精灯在燃烧样条下加热没有将材料点燃。

实施例2

1)在水浴下，将5g聚乙烯醇加入到20g水溶剂中充分搅拌溶解，温度控制在70-100℃，搅拌2-5h；

2)将4g磷酸和4g尿素混合加入到5g的水中溶解后缓慢滴加入到第1)步所得的溶液中，在80-100℃的水浴温度下反应，反应时间2-5h；

3)加入30g水继续反应2h后加入7g的亚磷酸三苯酯充分搅拌1h，温度控制在80-100℃；