专利名称：一种改进的煤矿用喷涂防灭火材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的煤矿用喷涂防灭火材料及其制备方法，属于防灭火材料技术领域。
背景技术：
我国煤炭在中国能源格局中占主导地位，大概占94%，若保持每年8.9%的增速，2020年将占世界消耗的1/2，因此，煤炭对我国有着很大的战略意义，给国家和人民带来了巨大利益，然而我国的煤矿事故却是世界上主要采煤国家煤矿死亡总人数的4倍以上，是世界上煤矿事故最严重的国家之一，这些事故给人们带来了巨大身心伤害和心理伤害。在煤矿事故中，尤以瓦斯事故最为严重，占煤矿总事故的30%以上。煤层开采后，地面与进风巷道之间以及进风巷道与回风巷道之间、回风巷道与地面之间的风量交换逐渐变大，采空区漏风严重。风量的增大带来了瓦斯爆炸和煤层自燃的隐患。因为一旦空气进入煤体内部，煤氧自发复合放出大量热量，该热量在一定的蓄热条件下被积聚起来，当积聚的热量能够满足煤自燃过程发展的需要时，煤体温度不断上升，最终导致煤炭自燃。因此，处理采空区上下两端丢煤带、隔离采空区及工作面上下顺槽、采空区堵漏风是综放工作面自然发火防治的关键。喷涂堵漏防灭火技术在近几年发展很快，现已在有自然发火的无煤柱综放工作面普遍应用。在工作面上下顺槽、停采线附近及漏风严重的地方采用喷涂堵漏技术施工性好，堵漏风能力强，能够明显减小煤层自燃和瓦斯爆炸的隐患。将磷-氮系阻燃剂添加在聚乙烯醇中并与 白乳胶混合得到的喷涂材料具有绿色环保，无有害物质放出，成膜后膜致密性好，堵漏性强、阻化阻燃等优点。但也存在喷涂材料粘稠度低，与煤体附壁性差，成膜后抗拉伸强度低等问题。
发明内容
本发明的目的旨在克服以上缺点，提出一种粘稠度合适、与煤体附着性好、成膜后膜抗拉伸强度大、绝缘性好并且价格低廉的煤矿用喷涂防灭火材料。本发明是通过如下技术方案实现的:一种新型煤矿用喷涂防灭火材料，由相互混合并搅拌均匀阻燃液和无机骨料组成，其中，各组分按重量百分比为:60-80%的阻燃液、20-40%的无机骨料；所述阻燃液质量百分组成:4%-8%聚乙烯醇、1%-5%磷酸、1%-5%尿素、10%-30%白乳胶和自来水反应所得；所述的无机骨料是高岭土、滑石粉、云母粉中的一种或多种任意组合。上述所述的阻燃液质量百分组成优选:6%聚乙烯醇、2%磷酸、2%尿素、20%白乳胶和70%的自来水反应所得。—种新型煤矿用喷涂防灭火材料的制备方法，具体步骤包括:a)在水浴下，将聚乙烯醇加入到自来水中充分搅拌溶解，温度控制在90°C，搅拌5h ；b)将磷酸和尿素在自来水中混合溶解后加入到a)步所得的溶液中，在85°C的水浴温度下反应，反应时间5h ；c)反应完全后，待溶液冷却到室温时加入白乳胶充分搅拌至均匀；d)取无机骨料加入到步骤c)所得的阻燃液中充分搅拌2h，其中阻燃液占质量比60-80%，无机骨料占质量比20-40%。本发明所述的一种新型煤矿用喷涂防灭火材料，相比阻燃液有如下明显的优势:1.在不影响喷涂工艺的条件下提高了胶体的粘稠度，增大了防灭火材料与煤体的附着力，喷涂后得到的膜厚度有明显的增加；2.提高了材料的抗拉伸强度，并且缩短了材料的固化时间；3.提高了材料的阻燃性能；
4.由于无机粉体本身的特点，粉体的加入提高了防灭火材料的绝缘性、抗老化性能、涂层耐候性能和润滑性5.骨料的加入降低了材料的成本。
具体实施例方式实施例1I)在水浴下，将6g聚乙烯醇加入到20g自来水中充分搅拌溶解，温度控制在90°C，搅拌 5h ；2)将2g磷酸和2g尿素在IOg自来水中混合溶解后缓慢加入到I)步所得的溶液中，滴加完毕后加入40g自来水在85°C的水浴温度下反应，反应时间5h ；3)反应完全后，待溶液冷却到室温时加入20g白乳胶充分搅拌至均匀；4)取20g滑石粉、IOg高岭土和IOg云母粉加入到步骤3)所得的阻燃液中充分搅拌2h。所得的防灭火材料一次喷涂膜厚可达0.5mm，用酒精灯点燃后5s后能够自熄，阻燃材料的拉伸强度达到8.3MPa，表面电阻为9.2 X IO7 Ω。实施例2I)在水浴下，将6g聚乙烯醇加入到20g自来水中充分搅拌溶解，温度控制在90。。，搅拌 5h ；2)将2g磷酸和2g尿素在IOg自来水中混合溶解后缓慢加入到I)步所得的溶液中，滴加完毕后加入40g自来水在85°C的水浴温度下反应，反应时间5h ；3)反应完全后，待溶液冷却到室温时加入20g白乳胶充分搅拌至均匀；4)取IOg滑石粉、IOg高岭土和IOg云母粉加入到步骤3)所得的阻燃液中充分搅拌2h。所得的防灭火材料一次喷涂膜厚可达0.5mm，用酒精灯点燃后4s后能够自熄，阻燃材料的拉伸强度达到7MPa，表面电阻1.1 X IO8 Ω。
权利要求
1.一种新型煤矿用喷涂防灭火材料，其特征在于，由相互混合并搅拌均匀阻燃液和无机骨料组成，其中，各组分按重量百分比为60-80%的阻燃液、20-40%的无机骨料；所述阻燃液质量百分组成4%-8%聚乙烯醇、1%-5%磷酸、1%-5%尿素、10%-30%白乳胶和自来水反应所得；所述的无机骨料是高岭土、滑石粉、云母粉中的一种或多种任意组合。
2.按照权利要求I的一种新型煤矿用喷涂防灭火材料，其特征在于，阻燃液质量百分组成优选6%聚乙烯醇、2%磷酸、2%尿素、20%白乳胶和70%的自来水反应所得。
3.制备权利要求I的新型煤矿用喷涂防灭火材料的方法，其特征在于，包括以下步骤 a)在水浴下，将聚乙烯醇加入到自来水中充分搅拌溶解，温度控制在90°C，搅拌5h； b)将磷酸和尿素在自来水中混合溶解后加入到a)步所得的溶液中，在85°C的水浴温度下反应，反应时间5h ； c)反应完全后，待溶液冷却到室温时加入白乳胶充分搅拌至均匀； d)取无机骨料加入到步骤c)所得的阻燃液中充分搅拌2h，其中阻燃液占质量比60-80%，无机骨料占质量比20-40%。
全文摘要
一种改进的煤矿用喷涂防灭火材料及其制备方法，属于防灭火材料技术领域。由相互混合并搅拌均匀阻燃液和无机骨料组成，其中，各组分按重量百分比为60-80%的阻燃液、20-40%的无机骨料；所述阻燃液质量百分组成4%-8%聚乙烯醇、1%-5%磷酸、1%-5%尿素、10%-30%白乳胶和自来水反应所得；所述的无机骨料是高岭土、滑石粉、云母粉中的一种或多种任意组合。本发明的材料与煤体附着性好、成膜后膜抗拉伸强度大、绝缘性好并且价格低廉。
文档编号C04B26/04GK103253890SQ20131015254
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者索红莉, 陈立佳, 王鼎元, 王毅, 田辉, 张腾, 郭艾东 申请人:北京工业大学