[发明专利]一种相变材料温敏胞衣、复合阻化物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种相变材料温敏胞衣、复合阻化物及其制备方法。本发明采用温敏相变材料为胞衣外壳，直接在高含水复合阻化物外包裹上复合相变材料，该复合材料以石蜡，硬脂酸等相变材料为基体，以玻璃纤维，聚丙烯纤维等为骨料，并且包含有氢氧化镁，氯化石蜡，膨胀石墨和玻璃微珠等阻燃材料。本发明提高相变材料的硬度和燃点，使其在煤块下落时候不易破裂，不仅克服了传统防灭火阻化剂易失效的缺点，对阻化剂性能保存完好，而且相变材料其对温度的升高比较敏感，能在煤自燃临界温度之前融化，进而使胞衣内的阻化剂充分释放来抑制煤自燃。本发明制备系统模块化设计，结构简单易操作，可高效的生产加工胞衣阻化剂。

技术领域

本发明涉及复合阻化物技术领域，具体涉及一种相变材料温敏胞衣、复合阻化物及其制备方法。

背景技术

煤矿火灾是我国煤矿安全生产的最大灾害，特厚煤层综采放顶煤高产高效技术的大力推广，矿井频繁出现采空区遗煤自燃火灾，自燃易引起瓦斯燃烧和爆炸。阻化剂防治煤自燃技术是目前常用的防灭火技术，阻化剂防治煤自燃技术是目前常用的防灭火技术，一般使用配置完成的阻化剂溶液以喷洒的形式直接撒入采空区，但是这种形式的阻化剂存在寿命短、稳定性差、具有强腐蚀性等缺点。

本文针对现有阻化剂存在的缺点，提出了含氧化自热温敏胞衣无机盐阻化剂热释放技术，以实验研究为主要手段，采取“理论指导实践、实践验证理论”的科学研究方法，深入研究该技术的防灭火效果。

阻化剂防灭火技术主要是通过物理化学等作用，使煤体与氧气隔绝降低煤与氧的化学反应速度，加速散热、保持煤体的湿度等，从而阻止煤的自然倾向。如氯化镁、氯化钙、水玻璃凝胶等。都可以使煤层的自然发火期不同程度的延长。但是其存在的缺点是，阻化剂的阻化效果差，寿命短，另外具有有机物的毒性、腐蚀性和不能降解造成的环境污染等。因此，对阻化剂的防灭火研究还是十分重要。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提供一种相变材料温敏胞衣阻化剂外壳的制备方法，在高含水复合阻化物外包裹一层相变材料作为胞衣，解决了现有阻化剂阻化寿命短、稳定性差、无法有效控制采空区自燃区域的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种相变材料温敏胞衣，包括基体，还包括增强体和阻燃剂。

优选的，所述基体为石蜡、硬脂酸的混合物，混合物中硬脂酸的质量百分比为10％。

优选的，所述增强体为玻璃纤维，石棉纤维或聚丙烯纤维中的一种或几种。

优选的，所述阻燃剂为氢氧化镁，氯化石蜡，膨胀石墨或玻璃微珠中的一种或几种。

优选的，所述基体、增强体和阻燃剂的质量百分比分别为：30％-38％，12％-18％，45％-55％。

优选的，所述基体、增强体和阻燃剂的质量百分比分别为：32％、18％、50％。

一种复合阻化物，使用上述相变材料温敏胞衣。

一种复合阻化物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：制作阻化剂溶液：所述阻化剂溶液中氯化镁和氯化钙的质量百分比分别为氯化钙，阻化剂也可以是离子液体；

步骤2：将阻化剂溶液降温制冷，形成低温固化的阻化物颗粒；

步骤3：将石蜡、增强体和阻燃剂按比例混合，加热至温度60-70℃并保持恒温，使增强体和阻燃剂与融化的石蜡混合均匀，制得为胞衣材料；

步骤4：将低温固化的阻化物颗粒放入步骤3所得熔融状态的胞衣材料中，使胞衣材料充分包裹住阻化剂，完成复合阻化剂的制作。