[发明专利]一种用于密闭煤巷壁的复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，特别是涉及一种用于密闭煤巷壁的复合材料及其制备方法。

背景技术

在煤矿开采过程中，大量巷道要开凿在煤层中(称之为煤巷)，由于煤层赋存条件的不同，有些煤层透气性差，虽然采用瓦斯抽采技术来抽取煤层中的瓦斯，但是仍然沿着裸露的煤巷壁向巷道内泄露大量的瓦斯，经常造成巷道内的瓦斯浓度超限，给煤矿安全生产带来严重威胁。近些年，为了解决这种问题，人们想方设法对裸露的煤巷壁进行密闭，首先采用喷射混凝土的方法进行试验，但是由于混凝土对煤壁的附着力差，没有韧性，因此这种材料不能满足巷壁密闭的要求。其次，考虑采用聚氨酯类高分子材料进行巷壁的密闭，聚氨酯类高分子材料附着力较好，有一定的韧性，但是聚氨酯类高分子反应时产生高温，安全性差。

发明内容

针对上述技术问题，本发明目的是提供一种气密性好、附着力强、韧性好、安全性高的用于密闭煤巷壁的复合材料。本发明的复合材料是由多种无机材料，辅以黏结剂、催化剂、发泡剂等制成的液体复合材料。

本发明采用的技术方案是：

一种用于密闭煤巷壁的复合材料，由A组制剂和B组制剂组成，其中，

所述A组制剂由以下重量份的原料制成：

亲水性聚氨酯70-80份，多聚磷酸铵10-20份，珍珠岩粉10-20份，石粉10-15份，二异氰酸酯5-10份；

其中，所述亲水性聚氨酯由以下重量份的原料制成：聚醚多元醇30-50份，多亚甲基多苯基异氰酸酯40-60份和丙酮10-20份；

所述B组制剂由以下重量份的原料制成：

纯净水50-70份，多聚磷酸铵10-20份，珍珠岩粉10-20份，石粉10-15份，聚乙二醇醚5-10份，羟甲基纤维素纳1-3份，建筑用901胶1-10份，三乙烯二胺5-10份，二丁基二月桂酸锡0.5-1份，二氟二氯甲烷1-10份。

将等质量的所述A组制剂与所述B组制剂混合均匀，得到产品。

本发明所述的用于密闭煤巷壁的复合材料，其中，所述二异氰酸酯的官能度小于2.4。

本发明所述的用于密闭煤巷壁的复合材料，其中，所述聚乙二醇醚官能度小于等于4，羟基当量在1000以上。

本发明所述的用于密闭煤巷壁的复合材料，其中，所述聚醚多元醇羟值范围440-480mgKOH/g，粘度3400-5000mPa·s，分子量200-4000。

本发明所述的用于密闭煤巷壁的复合材料，其中，所述多亚甲基多苯基异氰酸酯官能度在2.3-3.0之间。

本发明所述的用于密闭煤巷壁的复合材料，其中，所述珍珠岩粉目数为60-80目，所述石粉目数为40-80目。

一种制备上述用于密闭煤巷壁的复合材料的方法，包括以下步骤:

(1)A组制剂的制备方法:

(a)制备单组分异氰酸酯封端的亲水性聚氨酯(简称亲水性聚氨酯)：常温常压下，按配比准备原料，将所述原料中的聚醚多元醇、多亚甲基多苯基异氰酸酯和丙酮依次加入到反应釜内后，密封、常温常压下搅拌10分钟，静置3小时以上即可得到亲水性聚氨酯；

(b)按配比准备A组制剂的其他原料，常温常压下，按顺序依次将步骤(a)中得到的所述亲水性聚氨酯，多聚磷酸铵，珍珠岩粉，石粉和二异氰酸酯混合并且搅拌均匀即可；

(2)B组制剂的制备方法:

按配比准备B组制剂的原料，常温常压下，按顺序依次将纯净水，多聚磷酸铵，珍珠岩粉，石粉，聚乙二醇醚，羟甲基纤维素纳，建筑用901胶，三乙烯二胺，二丁基二月桂酸锡和二氟二氯甲烷混合并且搅拌均匀即可；

(3)将等质量的所述A组制剂与所述B组制剂混合均匀，得到产品。

本发明提供的一种用于密闭煤巷壁的复合材料，具有高阻燃、抗静电、无反应热、高密度、反应速度快的特点，材料喷涂到煤壁后，能快速膨胀，有效密闭有害气体的泄露；本发明由于添加了热传导系数好，散热均匀的无机物，从而能够控制反应时间，减缓反应速度，安全性好，而且还可以大大降低生产成本。

本发明提供的一种用于密闭煤巷壁的复合材料的制备方法，方法简单，成本低。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

下述实施例中，所用到的原料来源如下：

聚醚多元醇其商品牌号可以为聚醚多元醇4110、聚醚多元醇403购于天津化工三厂。

多亚甲基多苯基异氰酸酯其商品牌号可以为多亚甲基多苯基异氰酸酯PM200(官能度在2.3-3.0之间)，购于烟台万华聚氨酯有限公司。