[发明专利]一种矿用密闭防灭火复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种矿用密闭防灭火复合材料及其制备方法。以聚醋酸乙烯乳液、聚丙烯酸酯乳液、聚氯丁二烯乳液等为基料，硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥、碳酸钙、达到饱和的高吸水性树脂等粉料作为添加剂，制备出的复合材料，具有良好的柔韧性、回弹性、阻燃性、抗静电性。由于达到饱和的高吸水性树脂的存在，使材料具有较高的含水量，既起到矿用密闭的特性，又具有防灭火的功能。它可以弥补水泥浆密闭易开裂以及聚氨酯喷涂密闭材料反应温度高，安全性低等缺陷。该复合材料原料易得，配制方式简便，施工方法简单，可以代替原有的密闭材料，起到良好的矿用密闭及防灭火效果。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种矿用密闭防灭火复合材料及其制备方法。

背景技术

煤矿的新巷道的掘进过程中，由于岩石收到机器设备的挤压以及破坏或者风化，比较容易发生落石伤人的事件。另外，岩石以及煤体的缝隙中存在大量的一氧化碳以及瓦斯气体，这些气体的泄露会对井下施工的工人造成较大的生命威胁。因此巷道表面会进行密闭处理，一是为了防止落石，造成人员受伤的状况；二是为了防止瓦斯以及一氧化碳的泄露，威胁工人生命安全。

传统的密闭方法为水泥浆喷涂以及酚醛树脂、脲醛树脂、聚氨酯的喷涂密闭。水泥浆喷涂密闭材料，施工难度大，施工环境差，井下污染严重，施工后密闭墙容易开裂，封堵瓦斯以及一氧化碳的能力差，需重复施工，工作效率低下。酚醛树脂的喷涂密闭材料中含有酸以及酚醛树脂，酸有较大的腐蚀性，酚醛树脂中残留甲醛对人身体健康也有较大威胁。并且酚醛树脂的脆性较高，抗变形性差。聚氨酯喷涂密闭材料，它是由组合聚醚多元醇和多异氰酸酯反应形成的聚氨酯材料。名称为《矿用聚氨酯一种矿用密闭防灭火复合材料及其制备方法》、公告号为CN 102533089 B、公告日期2014.05.07的中国专利公开了一种双组份聚氨酯一种矿用密闭防灭火复合材料，该材料作为井下快速密闭使用，具有较好的粘接性，和耐冲击性能。但是这种聚氨酯材料的反应温度太高，存在有毒有害气体，安全性能低、对人体危害较大、在抗变形性方面的表现也不是很优异。

发明内容

基于上述存在的问题，本发明提出一种具有优异的抗变形性，本质安全型，具有密闭及防灭火功能的矿用密闭防灭火复合材料。

本发明的另一发明目的是提供矿用密闭防灭火复合材料的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：一种矿用密闭防灭火复合材料，由以质量含量计算的A、B、C组分组成，其中：

A组分：硅酸盐类水泥15～35份，铝酸盐类水泥25～45份，重质碳酸钙5～10份，高岭土5～10份，石英砂5～10份，矿渣粉0～5份，阻燃剂3～5份，可分散乳胶粉1～3份，纤维素醚0～1份，减水剂1～3份，聚合物纤维0.05～0.1份，水泥固化剂0～1份；

B组分：聚醋酸乙烯乳液40～70份，聚丙烯酸酯乳液20～40份，苯丙乳液0～5份，聚氯丁二烯乳液5～10份，稀释剂0～5份；

C组分：饱和高吸水性树脂30～50份。

优选方式，所述A组分中的阻燃剂为三氧化二锑粉料阻燃剂，减水剂为聚羧酸类减水剂，水泥固化剂为硫酸钙或者无水硫酸钠，纤维素醚为纤维素醚-450，石英砂为80目的石英砂，重质碳酸钙为80目的重质碳酸钙。

优选方式，所述B组分中的稀释剂为质量比为40％的浓度为98％的乙二醇与60％的浓度为95％的乙醇的混合溶液。

优选方式，所述聚醋酸乙烯乳液、聚丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、聚氯丁二烯乳液均为固含量为50％-55％的阴离子型乳液。

所述矿用密闭防灭火复合材料的制备方法，包括以下步骤：