[发明专利]一种爆破封孔材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种爆破封孔材料的制备方法，属于矿用封孔材料技术领域。本发明以正硅酸乙酯为核、聚丙烯酸为表面活性剂、热固性酚醛树脂为壳，且在水溶液中形成乳化分散体系后，热固性酚醛树脂能够形成包覆层，在固化剂作用下，使热固性酚醛树脂不断发生胶联反应，经加热后固化成坚硬的微胶囊外壁，经缓慢加热挥发除去酯类化合物的囊芯后得到酚醛树脂闭孔微球，合成中空酚醛树脂微球，酚醛闭孔微球具有低密度、高强度，特别是优异的压缩性能、高的模量与质量比、优良的加工性能以及优异的隔热隔音性能和电性能等特性，在酚醛微球使用过程中，由于含有大量的羟甲基，与基体树脂之间具有良好的粘接能力。

技术领域

本发明涉及一种爆破封孔材料的制备方法，属于矿用封孔材料技术领域。

背景技术

矿山巷道掘进和煤层增透多采用爆破方法，爆破孔的封孔效果很大程度上影响爆破效果。爆炸能量利用率也很大程度上受封孔质量的优劣的影响。如果无封孔或封孔质量不密实，炸药爆炸冲击波就会从弱面冲出，导致爆破钻孔孔洞破坏，爆炸冲击气体冲出钻孔，损坏作业面机械设备和环境设施，而且残留的炸药会产生大量的有毒有害气体，严重威胁作业面的工作人员的身体健康和人身安全。良好的爆破孔封孔质量可以密实炸药爆炸所需的空间，保证了钻孔内炸药充分的爆炸反应，提高了爆炸产生的能量，减少了炸药消耗量，同时良好的密闭空间延长爆炸高能气体在钻孔内的破坏时间，提升了爆炸作功的效果，从而在孔内周边生成、延伸和贯通裂隙，提高了爆破效果。

因此矿山爆破对封孔有严格的要求，但是实际应用中，由于煤矿井下恶劣的作业环境，钻孔封孔质量并不能达到所需的要求，施工中常常发生碍于封孔的操作，而通过提高炸药量以达到预定的爆破效果，这种方式不仅增加了成本，而且也存在较大的安全风险。目前，在我国黄泥、水泥浆液以及化学浆液等材料经常在爆破作业使用，这些封孔材料存在很大的局限性，尤其在矿井爆破工程中不太适用，比如黄泥封堵，不易取材，黏性大，运送距离短且封孔强度很低，封孔效果不佳，尤其在封孔距离要求较长的爆破施工中，其封孔所用的黄泥不易运送，黄泥运送至孔内后湿度较大，接触到炸药很容易使其润湿，影响爆破效果。

我国很多学者对爆破封孔材料研究，并取得了一系列的成果，虽然这些材料具有一定的早期强度，但是存在着流动性较差，制备成本高等缺点，且在井下高温潮湿的环境中难以贮存。而后瓦斯抽采孔中广泛使用水泥封孔材料，但是因其凝结硬化时间长、流动性差、制作成本高、抗冲击性能低等问题，在爆破封孔中并不适用。因此通过结合矿山爆破工程现场的实际情况，研制一种强度高、流动性好、易储存、制作成本低，易使用且易推广，能极大程度提高井下爆破效率和生产效率的爆破封孔的材料是有很大意义的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有爆破封孔材料强度低、抗冲击性能低的问题，提供了一种爆破封孔材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）在三口烧瓶中按体积比20∶2∶5依次加入水、正硅酸乙酯和聚丙烯酸，以800～900r/min的速率搅拌，形成稳定的乳化分散体系，将乳化分散体系在80～90℃水浴下缓慢加入热固性酚醛树脂，加入六亚甲基四胺固化剂，调节pH，在90～94℃水浴中加热固化3～4h，过滤，收集滤饼，得微小悬浮颗粒，将微小悬浮颗粒在65～70℃下加热20～30min，即得闭孔微球材料，将微球材料浸泡在环氧树脂中浸泡1～3h后，置于60～80℃烘箱中烘干，得改性微球材料；

（2）按重量份数计，分别称取10～20份聚丙二醇、10～15份异佛尔酮二异氰酸酯、0.1～0.2份二月桂酸二丁基锡、0.4～0.7份混合液、0.2～0.4份三乙胺、1～3份乙二胺、40～50份去离子水，将聚丙二醇和异佛尔酮二异氰酸酯混合反应，加入二月桂酸二丁基锡和混合液后，恒温反应1～2h，降温至40～50℃，加入三乙胺反应30～40min后，加入去离子水，高速搅拌后，加入乙二胺搅拌均匀，得聚氨酯乳液；