一种无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于矿用喷涂堵漏风技术领域，具体涉及一种无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料及其制备方法。本发明专利技术以乳化石油沥青和氯丁胶乳作为基体，用钠基水玻璃和工业氯化钙作为破乳剂，同时又在乳化石油沥青和氯丁胶乳中加入水玻璃固化剂，制备出具有高阻燃性、高抗静电性、高抗形变性的快速反应型复合材料。该无机/有机复合材料成型温度低，反应速度快，物理性能优良，可以有效弥补传统水泥浆开裂以及聚氨酯类高分子材料反应温度高，安全性能低，成本高等缺陷，且原料易得，操作方式简便，能在保证安全的前提下较好地解决煤矿喷涂堵漏风问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于矿用喷涂堵漏风
，具体涉及一种无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]目前，煤矿井下使用较多的作为喷涂堵漏风材料使用是有机材料和无机材料两种。其中有机喷涂材料主要有酚醛泡沫(如罗克休泡沫)、脲醛泡沫(如艾格劳尼泡沫)和聚氨酯泡沫。无机喷涂材料有各种改性水泥砂浆和中国矿业大学研制的复合浆体喷涂材料等。每种材料都有各自的优缺点。聚氨酯化学喷涂材料具有施工简单，膨胀倍数高，粘结性好、密闭良好的特点，但是其成本高，并且施工厚度加大后，容易出现烧心和冒烟等现象，安全风险极高。改性水泥砂浆喷涂材料由于添加剂较多，施工工艺复杂，同时存在凝结时间长，易脱落，凝结后收缩易开裂等问题。如果要用于煤矿井下巷道壁面的喷涂堵漏风，这种材料需要极快的反应速度，一定的抗拉强度，一定的抗形变能力以及优异的阻燃性能和抗静电性能。

技术实现思路

[0004]针对上述材料存在的不足，以及煤矿井下对材料的相关性能要求，本专利技术提供了一种无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料。该材料为双组份无机/有机喷涂材料，A组分中的乳化石油沥青在B组分中的水玻璃作用下快速反应成膜，B组分中的水玻璃在A组分中水玻璃固化剂的作用下生成无机大分子，整个反应在极短时间内可以固化完成，成型温度低，材料本身为无机/有机材料，安全性能高。同时该材料具有良好的耐侯性、附着力、拉伸强度、伸长率等物性指标，解决了煤矿井下由于巷道变形造成的材料开裂问题，很好的保证了材料的使用效果。并且无机/有机复合的组分可以保证材料具备良好的阻燃性能和抗静电性能，完全满足井下使用要求。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料，由下列按质量份数计量的A组分
和B组分组成；
[0007]所述的A组分包括：
[0008]乳化石油沥青70～80份、氯丁胶乳6～8份、增塑剂5～10份、水玻璃固化剂7～9份、工业水2～3份；
[0009]所述的B组分包括：
[0010]水玻璃70～80份、乙二醇溶液5～10份、氢氧化铝2～3份、无水氯化钙2～3份，阻燃剂11～14份。
[0011]A组分中所述的乳化石油沥青为固含量50～52％的阴离子型乳化石油沥青；所述的氯丁胶乳为固含量50～52％的阴离子型氯丁胶乳；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯和己二酸二辛脂中的一种或两种；所述的水玻璃固化剂为柠檬酸三丁酯、碳酸丙烯酯、三醋酸甘油酯中的一种；
[0012]B组分中所述的水玻璃为模数3.0～3.3，波美度41～43
°
B
é
的钠基水玻璃；阻燃剂为磷酸三(2
‑
氯乙基)酯、磷酸三乙酯、磷酸三(2
‑
氯丙基)酯中的一种或者两种。
[0013]一种制备所述无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料的方法，具体包括以下步骤：
[0014]步骤1.A组分的制备：在15～25℃下将乳化石油沥青70～80份、氯丁胶乳6～8份、增塑剂5～10份、水玻璃固化剂7～9份、工业水2～3份按照顺序加入到搅拌釜中，搅拌釜转速控制在40～60r/min，搅拌时间30～40min，混合均匀后得到A组分，装桶备用；
[0015]步骤2.B组分的制备：在15～25℃下，先将水玻璃70～80份加入到带夹套的分散混合釜中，控制转速在600～800r/min，打开夹套中的冷却水，而后将乙二醇溶液5～10份、氢氧化铝2～3份、无水氯化钙2～3份，阻燃剂11～14份依次加入分散混合釜内，开始分散，分散时间30～40min，混合均匀后得到B组分，装桶备用；
[0016]步骤3.将专用喷涂设备上的A、B输料软管分别插入到装有A、B料的物料桶中，按照质量比为1∶1.2～1.5，在喷枪口外扇形交叉且充分混合后喷涂至基面，瞬间破乳、固化，待固化完成后得到无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料。
[0017]其中所述的专用喷涂设备为：松喆(天津)科技开发有限公司开发制造，该设备经过防爆处理，可以安全使用。
[0018]本专利技术与之前的喷涂堵漏风材料相比的创新点如下：
[0019](1)本专利技术采用乳化石油沥青和水玻璃作为基料反应制备喷涂材料。作为双组份反应材料，B组分中的水玻璃和氯化钙可以作为A组分中乳化石油沥青和氯丁胶乳的破乳剂，使A组分中的乳液能快速破乳形成高聚物固体；而A组分中的水玻璃固化剂可以与B组分中的水玻璃快速固化，失水后形成二氧化硅空间网状结构。乳化石油沥青和氯丁胶乳破乳后为无机/有机复合材料提供了柔韧性，水玻璃固化后形成的二氧化硅空间结构为无机/有机复合材料提供了刚性，二者相互补充，快速固化，形成无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料。该反应成型过程平稳，无热量释放，满足新安标对矿用喷涂堵漏风材料成型温度要求。
[0020](2)反应生成
‑
Si
‑
O
‑
大分子结构可增强氯丁胶乳和乳化石油沥青的无机/有机复合材料的刚性，由于二氧化硅网状结构以及相当量阻燃剂的添加，保证了材料具备优异的阻燃性能，阻燃性能满足MT113
‑
1995要求。由于复合材料中的水分含量高，因此材料的导电
性能优异，抗静电性能也满足MT113
‑
1995要求。氯丁胶乳、石油沥青、水玻璃固化物均为良好的粘结剂，因而使生成的复合材料与煤壁有良好的粘接性能，完全可以满足使用要求，并且可以在裸露煤岩体直接使用，也可以在水泥墙壁上直接使用，应用场所多样，效果良好。
[0021](3)该复合材料抗静电性、阻燃性、抗形变性优良，成型温度低，仅有20～30℃，成型速度快，起到煤矿井下快速密闭的作用，并且原料易得，制备工艺简便，具有较高的经济价值。
具体实施方式
[0022]实施例1
[0023]本实施例所述一种无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料，按质量份数计量的A组分和B组分组成
[0024]其中：
[0025]A组分：乳化石油沥青70份、氯丁胶乳8份本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料，其特征是：由下列按质量份数计量的A组分和B组分组成；所述的A组分包括：乳化石油沥青70～80份、氯丁胶乳6～8份、增塑剂5～10份、水玻璃固化剂7～9份、工业水2～3份；所述的B组分包括：水玻璃70～80份、乙二醇溶液5～10份、氢氧化铝2～3份、无水氯化钙2～3份，阻燃剂11～14份。2.根据权利要求1所述的一种无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料，其特征是：A组分中的乳化石油沥青为固含量50～52％的阴离子型乳化石油沥青；所述的氯丁胶乳为固含量50～52％的阴离子型氯丁胶乳；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯和己二酸二辛脂中的一种或两种；所述的水玻璃固化剂为柠檬酸三丁酯、碳酸丙烯酯、三醋酸甘油酯中的一种。3.根据权利要求1所述的一种无机/有机快速固化型矿用喷涂堵漏风材料，其特征是：B组分中所述的水玻璃为模数3.0～3.3，波美度41～43
°
B
é
的钠基水玻璃；阻燃剂为磷酸三(2
‑
氯乙基)酯、磷酸三乙酯、磷酸三(2
‑
氯丙基)酯中的一种或者两种。4.权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建中，刘舒敏，范福洋，常澔南，李万捷，柴亚跃，
申请(专利权)人：山西凝固力新型材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：