[发明专利]一种防治煤自燃的温敏性微胶囊化阻化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防治煤自燃的温敏性微胶囊化阻化剂及其制备方法，该阻化剂包括芯材以及包覆在芯材外的壁材；芯材由以下重量百分比的原料组成：85～90％的儿茶素，5～8％的抗坏血酸，2～10％的花青素，壁材为聚乙二醇；制备步骤：先将壁材加热熔融，芯材研磨至细粉，再将芯材分批次加入至熔融态壁材中，直至两者质量比达标，然后加入增稠剂和交联剂，充分混合后对混合体系进行缓慢降温，至固态，最后对固体产物进行破碎筛分，即得。本发明阻化剂的制备原料来源丰富、绿色环保、制备工艺简单、成本低，热稳定性良好、吸水性低、储存方便，提高了阻化效率，延长了阻化时间，有利于实现煤自燃的高效防治。

技术领域

本发明属于煤矿防灭火的自燃阻化领域，涉及一种阻化剂，具体涉及一种防治煤自燃的温敏性微胶囊化阻化剂材料及其制备方法。

背景技术

煤自燃是威胁煤炭安全开采的主要自然灾害之一。据统计，我国已开采煤层中约80％具有较高自燃倾向性；开采厚煤层的矿井基本上都存在煤自燃问题，平均每年因此封闭的工作面高达100多个，导致重大的经济损失和安全隐患。除损毁煤炭资源外，煤自燃产生的有毒有害气体对人员身心健康构成严重威胁；一些条件下，甚至会导致瓦斯、煤尘爆炸等重特大恶性事故。此外，我国西北地区还存在大面积的煤田自燃火区，导致了十分严重的煤炭资源损毁和环境破坏。

针对传统井下煤炭防灭火技术(如注浆、注凝胶等)存在的不足，以消除煤自燃反应中的关键性羟基自由基为落脚点，目前已研制开发出新型的阻化阻燃材料。该材料在煤自燃过程中能够有效地捕捉消除羟基自由基，阻断了煤自燃的链式反应，有效地抑制了煤自燃发火，具有较强的实用性。但由于该类阻化剂自身性质，其往往存在耐潮湿性、热稳定性和安全性较差而造成阻化效率较低、阻化寿命较短等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防治煤自燃的温敏性微胶囊化阻化剂，热稳定性和安全性好，可以控制阻化剂释放时间，提高阻化效率，延长阻化剂的寿命。

本发明的另一目的是提供上述防治煤自燃的温敏性微胶囊化阻化剂的制备方法，工艺简单，可大批量生产。

为实现上述目的，本发明的一种防治煤自燃的温敏性微胶囊化阻化剂，包括微胶囊芯材以及包覆在芯材外的微胶囊壁材；所述微胶囊芯材由以下重量百分比的抗氧化原料组成：85～90％的儿茶素、5～8％的抗坏血酸、2～10％的花青素，所述微胶囊壁材为聚乙二醇。

优选的，所述微胶囊壁材、微胶囊芯材的质量比为(3:17)～(1:1)。

优选的，所述微胶囊壁材选自PEG-1000、PEG-1500、PEG-2000、PEG-4000、 PEG-6000、PEG-8000、PEG-10000、PEG-20000中一种或多种。

优选的，所述微胶囊化阻化剂的粒径为0.3～0.75mm。

本发明还提供上述防治煤自燃的温敏性微胶囊化阻化剂材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、精确称量微胶囊壁材，置于程序升温箱中，在惰性气氛条件下加热至壁材变为熔融态；

S2、精确称量微胶囊芯材，在干燥、低温条件下研磨至细微粉末并充分混合，得到混合芯材粉末；

S3、向步骤S1得到的熔融态壁材中分批次加入步骤S2研磨好的混合芯材粉末，每次添加后搅拌，芯材被熔融态壁材完全包裹后再继续添加，直至芯材和壁材的质量比达到设定要求；

S4、向步骤S3得到的熔融态混合物中加入增稠剂和交联剂，充分混合后对混合体系进行缓慢降温，至混合体系冷却至固态；

S5、对步骤S4得到的固体产物进行充分破碎，通过标准筛筛选后得到目标微胶囊。

优选的，所述增稠剂选用明胶，所述交联剂选用司盘80。