[发明专利]一种抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶，其特征在于，凝胶包括聚丙烯酰胺凝胶、改性纳米二氧化硅和膨胀型阻燃剂，其中改性纳米二氧化硅用量的取值范围按质量百分比为改性纳米二氧化硅/单体丙烯酰胺=2%-4%，蒸馏水余量；所述膨胀型阻燃剂包括聚磷酸铵、聚乙二醇、三聚氰胺，其质量比为21:5:4；

所述抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶按以下方法制备：

1） 纳米二氧化硅改性，将纳米二氧化硅加入无水乙醇和水的混合溶液，无水乙醇：水=3:1，加热至70℃后，加入硅烷偶联剂KH-570，硅烷偶联剂KH-570使用量按质量百分比为20%，用弱酸调至PH=4，反应90min；

2）改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶制备，由改性纳米二氧化硅、单体丙烯酰胺和引发剂制成，将改性纳米二氧化硅、单体丙烯酰胺和引发剂进行聚合反应，改性纳米二氧化硅用量的取值范围按质量百分比为改性纳米二氧化硅/单体丙烯酰胺=2%-4%；

3）改性二氧化硅/聚丙烯酰胺/膨胀型复合凝胶制备，配置膨胀型阻燃剂，得到膨胀型纳米阻化凝胶粉末，改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶粉末与配置膨胀型阻燃剂粉末的质量比为2.5-3.5:1。

2.权利要求1所述的抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶的制备方法，其特征在于，分三步进行，具体步骤如下：

1） 纳米二氧化硅改性，将纳米二氧化硅加入无水乙醇和水的混合溶液，无水乙醇：水=3:1，加热至70℃后，加入硅烷偶联剂KH-570，硅烷偶联剂KH-570使用量按质量百分比为20%，用弱酸调至PH=4，反应90min；

2）改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶制备，由改性纳米二氧化硅、单体丙烯酰胺和引发剂制成，将改性纳米二氧化硅、单体丙烯酰胺和引发剂进行聚合反应，改性纳米二氧化硅用量的取值范围按质量百分比为改性纳米二氧化硅/单体丙烯酰胺=2%-4%；

3）改性二氧化硅/聚丙烯酰胺/膨胀型复合凝胶制备，配置膨胀型阻燃剂，得到膨胀型纳米阻化凝胶粉末，改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶粉末与配置膨胀型阻燃剂粉末的质量比为2.5-3.5:1。

3.根据权利要求2所述的抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述聚合反应温度的取值范围为65-75℃。

4.根据权利要求2所述的抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述引发剂为过硫酸钾，用量的取值范围按质量百分比为过硫酸钾/丙烯酰胺=0.4%-1.0%。