專利名稱：一種改進的煤礦用噴涂防滅火材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種改進的煤礦用噴涂防滅火材料及其制備方法，屬于防滅火材料技術領域。
背景技術：
我國煤炭在中國能源格局中占主導地位，大概占94%，若保持每年8.9%的增速，2020年將占世界消耗的1/2，因此，煤炭對我國有著很大的戰略意義，給國家和人民帶來了巨大利益，然而我國的煤礦事故卻是世界上主要采煤國家煤礦死亡總人數的4倍以上，是世界上煤礦事故最嚴重的國家之一，這些事故給人們帶來了巨大身心傷害和心理傷害。在煤礦事故中，尤以瓦斯事故最為嚴重，占煤礦總事故的30%以上。煤層開采后，地面與進風巷道之間以及進風巷道與回風巷道之間、回風巷道與地面之間的風量交換逐漸變大，采空區漏風嚴重。風量的增大帶來了瓦斯爆炸和煤層自燃的隱患。因為一旦空氣進入煤體內部，煤氧自發復合放出大量熱量，該熱量在一定的蓄熱條件下被積聚起來，當積聚的熱量能夠滿足煤自燃過程發展的需要時，煤體溫度不斷上升，最終導致煤炭自燃。因此，處理采空區上下兩端丟煤帶、隔離采空區及工作面上下順槽、采空區堵漏風是綜放工作面自然發火防治的關鍵。噴涂堵漏防滅火技術在近幾年發展很快，現已在有自然發火的無煤柱綜放工作面普遍應用。在工作面上下順槽、停采線附近及漏風嚴重的地方采用噴涂堵漏技術施工性好，堵漏風能力強，能夠明顯減小煤層自燃和瓦斯爆炸的隱患。將磷-氮系阻燃劑添加在聚乙烯醇中并與 白乳膠混合得到的噴涂材料具有綠色環保，無有害物質放出，成膜后膜致密性好，堵漏性強、阻化阻燃等優點。但也存在噴涂材料粘稠度低，與煤體附壁性差，成膜后抗拉伸強度低等問題。
發明內容
本發明的目的旨在克服以上缺點，提出一種粘稠度合適、與煤體附著性好、成膜后膜抗拉伸強度大、絕緣性好并且價格低廉的煤礦用噴涂防滅火材料。本發明是通過如下技術方案實現的:一種新型煤礦用噴涂防滅火材料，由相互混合并攪拌均勻阻燃液和無機骨料組成，其中，各組分按重量百分比為:60-80%的阻燃液、20-40%的無機骨料；所述阻燃液質量百分組成:4%-8%聚乙烯醇、1%-5%磷酸、1%-5%尿素、10%-30%白乳膠和自來水反應所得；所述的無機骨料是高嶺土、滑石粉、云母粉中的一種或多種任意組合。上述所述的阻燃液質量百分組成優選:6%聚乙烯醇、2%磷酸、2%尿素、20%白乳膠和70%的自來水反應所得。—種新型煤礦用噴涂防滅火材料的制備方法，具體步驟包括:a)在水浴下，將聚乙烯醇加入到自來水中充分攪拌溶解，溫度控制在90°C，攪拌5h ；b)將磷酸和尿素在自來水中混合溶解后加入到a)步所得的溶液中，在85°C的水浴溫度下反應，反應時間5h ；c)反應完全后，待溶液冷卻到室溫時加入白乳膠充分攪拌至均勻；d)取無機骨料加入到步驟c)所得的阻燃液中充分攪拌2h，其中阻燃液占質量比60-80%，無機骨料占質量比20-40%。本發明所述的一種新型煤礦用噴涂防滅火材料，相比阻燃液有如下明顯的優勢:1.在不影響噴涂工藝的條件下提高了膠體的粘稠度，增大了防滅火材料與煤體的附著力，噴涂后得到的膜厚度有明顯的增加；2.提高了材料的抗拉伸強度，并且縮短了材料的固化時間；3.提高了材料的阻燃性能；
4.由于無機粉體本身的特點，粉體的加入提高了防滅火材料的絕緣性、抗老化性能、涂層耐候性能和潤滑性5.骨料的加入降低了材料的成本。
具體實施例方式實施例1I)在水浴下，將6g聚乙烯醇加入到20g自來水中充分攪拌溶解，溫度控制在90°C，攪拌 5h ；2)將2g磷酸和2g尿素在IOg自來水中混合溶解后緩慢加入到I)步所得的溶液中，滴加完畢后加入40g自來水在85°C的水浴溫度下反應，反應時間5h ；3)反應完全后，待溶液冷卻到室溫時加入20g白乳膠充分攪拌至均勻；4)取20g滑石粉、IOg高嶺土和IOg云母粉加入到步驟3)所得的阻燃液中充分攪拌2h。所得的防滅火材料一次噴涂膜厚可達0.5mm，用酒精燈點燃后5s后能夠自熄，阻燃材料的拉伸強度達到8.3MPa，表面電阻為9.2 X IO7 Ω。實施例2I)在水浴下，將6g聚乙烯醇加入到20g自來水中充分攪拌溶解，溫度控制在90。。，攪拌 5h ；2)將2g磷酸和2g尿素在IOg自來水中混合溶解后緩慢加入到I)步所得的溶液中，滴加完畢后加入40g自來水在85°C的水浴溫度下反應，反應時間5h ；3)反應完全后，待溶液冷卻到室溫時加入20g白乳膠充分攪拌至均勻；4)取IOg滑石粉、IOg高嶺土和IOg云母粉加入到步驟3)所得的阻燃液中充分攪拌2h。所得的防滅火材料一次噴涂膜厚可達0.5mm，用酒精燈點燃后4s后能夠自熄，阻燃材料的拉伸強度達到7MPa，表面電阻1.1 X IO8 Ω。
權利要求
1.一種新型煤礦用噴涂防滅火材料，其特征在于，由相互混合并攪拌均勻阻燃液和無機骨料組成，其中，各組分按重量百分比為60-80%的阻燃液、20-40%的無機骨料；所述阻燃液質量百分組成4%-8%聚乙烯醇、1%-5%磷酸、1%-5%尿素、10%-30%白乳膠和自來水反應所得；所述的無機骨料是高嶺土、滑石粉、云母粉中的一種或多種任意組合。
2.按照權利要求I的一種新型煤礦用噴涂防滅火材料，其特征在于，阻燃液質量百分組成優選6%聚乙烯醇、2%磷酸、2%尿素、20%白乳膠和70%的自來水反應所得。
3.制備權利要求I的新型煤礦用噴涂防滅火材料的方法，其特征在于，包括以下步驟 a)在水浴下，將聚乙烯醇加入到自來水中充分攪拌溶解，溫度控制在90°C，攪拌5h； b)將磷酸和尿素在自來水中混合溶解后加入到a)步所得的溶液中，在85°C的水浴溫度下反應，反應時間5h ； c)反應完全后，待溶液冷卻到室溫時加入白乳膠充分攪拌至均勻； d)取無機骨料加入到步驟c)所得的阻燃液中充分攪拌2h，其中阻燃液占質量比60-80%，無機骨料占質量比20-40%。
全文摘要
一種改進的煤礦用噴涂防滅火材料及其制備方法，屬于防滅火材料技術領域。由相互混合并攪拌均勻阻燃液和無機骨料組成，其中，各組分按重量百分比為60-80%的阻燃液、20-40%的無機骨料；所述阻燃液質量百分組成4%-8%聚乙烯醇、1%-5%磷酸、1%-5%尿素、10%-30%白乳膠和自來水反應所得；所述的無機骨料是高嶺土、滑石粉、云母粉中的一種或多種任意組合。本發明的材料與煤體附著性好、成膜后膜抗拉伸強度大、絕緣性好并且價格低廉。
文檔編號C04B26/04GK103253890SQ20131015254
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月27日 優先權日2013年4月27日
發明者索紅莉, 陳立佳, 王鼎元, 王毅, 田輝, 張騰, 郭艾東 申請人:北京工業大學