煤礦復(fù)合膠體防滅火材料及其制備方法與流程

煤礦復(fù)合防滅材料及其方法流程本發(fā)明涉及礦用滅火材料技領(lǐng)：。背技：：煤礦火災(zāi)容易起瓦斯、粉塵爆等事故，危害極，因此火災(zāi)防治是礦安全生產(chǎn)的重點煤礦火災(zāi)的主要因是煤層自燃，且由于煤礦開采中用的綜采放頂煤開以及瓦斯抽放等術(shù)，導(dǎo)致采空區(qū)風，或遺留殘煤多容易導(dǎo)致煤層自燃目前的煤礦防滅的主要手段采用滅火材料，安全性，而且效果顯著。用的防滅火材料膠體材料、泥漿泡沫以及阻化劑等其防滅火的機理是利用定量添加設(shè),將材料按一定比例加入中，使水(或泥漿)稠化，然后用(或灌漿系統(tǒng))壓注到松散體中，在泵壓和作用下稠化液體滲入到煤體裂和微小孔隙中后熱，使煤體溫度低，堵塞松散煤體孔隙、裂隙，使氧子無法滲透到煤內(nèi)部，降低煤氧觸幾率，使煤體自的氧化放熱性能降，自燃性下降；者是覆蓋在已經(jīng)燒的煤層的表面，到隔絕氧氣、降溫吸熱、阻燃的作。其中膠體材料要包括水泥粉煤灰膠材料和高分子凝材料，其中水泥煤灰凝膠材料使時間比較早，且價低廉、無毒、滲透好，一直沿用至，其缺點是使用大，凝膠時間長，能向高處堆積，而流動性差，容易塞管道，另外形凝膠層后容易開裂；分子凝膠材料流性好、防滅火效好，凝膠層的強高，但是其成本相一點。因此目前量的研究集中在合膠體防滅火材上來，其防滅火機是集合各個材料的勢，以期研究出學(xué)性能優(yōu)異、阻防滅火效果顯著、格低廉的復(fù)合膠體滅火材料。技術(shù)現(xiàn)要素：有鑒于，本發(fā)明的目的是對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種煤礦復(fù)膠體防滅火材料材料成本低廉，保和阻燃性能好，防火性能優(yōu)異。為到上述目的，本明采用以下技術(shù)方：一種煤礦復(fù)合膠防滅火材料，由下重量份數(shù)的原制成：羧甲基纖維鈉1-2份、瓊脂1-2、粉煤灰12-15份、聚丙烯胺0.1-0.2份、交聯(lián)劑3-5份、碳酸氫鈉1-2、阻燃劑3-4份、發(fā)泡劑3-5份、水90-100份。進一的，所述交聯(lián)劑蒙脫土負載金屬子交聯(lián)劑。進一的，所述金屬離子聯(lián)劑由以下步驟制而成：1）將氫氧化鈉溶液緩滴入氯化鋁溶液，滴完之后迅速升溫至溶液騰，30min后冷卻得羥基；2）羥基鋁中添加蒙脫土70-80℃攪拌混合60-70min，減壓抽濾干燥后得產(chǎn)品；述氫氧化鈉與氯化摩爾比為2:1，蒙土與氯化鋁重量比0.1mol：15-20g。進一步的，所阻燃劑為聚磷酸銨、化鎂纖維和聚氨纖維按重量比1-2:1:1混合而成進一步的，所述阻燃為改性阻燃劑，體改性方法：將阻劑浸漬在kh550的乙醇水溶液中，50-60下攪拌1h，抽濾后干燥，產(chǎn)品；所述阻燃與kh550重量比為1:20-25進一步的，所述發(fā)劑為過氧化氫、心玻璃微珠、二甲硅油按重量比2:1:0.2-0.3混而成。一種煤礦復(fù)膠體防滅火材料制備方法，包括以下步：（1）羧甲基纖維素鈉、瓊和三分之一水混攪拌均勻；（2）粉煤灰、聚烯酰胺、交聯(lián)劑阻燃劑和三分之一混合攪拌均勻；（3）將步驟（）和步驟（2）中的混合物及剩余成分混合攪均勻，得產(chǎn)品。本發(fā)明的有效果是：1、本發(fā)明提供一種合膠體防滅火材，以粉煤灰、羧甲基纖維鈉和瓊脂為基料添加交聯(lián)劑、發(fā)劑和阻燃劑，形成漿體流動性大，能速滲入到煤體裂和微小孔隙中，產(chǎn)生大量氣體，形泡沫漿體，漿體體擴大，增加其在體中的擴散體積擴散半徑，從而增覆蓋和封堵效果，一步提高防滅火效果；之后羧甲纖維素鈉和瓊脂在丙烯酰胺以及金屬聯(lián)劑的作用下絡(luò)交聯(lián)成膠，其網(wǎng)結(jié)構(gòu)中還添加有粉灰凝膠，能夠增強膠結(jié)構(gòu)強度，降成本，最終形成孔的凝膠膜，充分絕氧氣，高溫下保和阻燃性能好，滅火性能優(yōu)異。2、為控制復(fù)合體的成膠時間，采用的交劑為蒙脫土負載屬離子交聯(lián)劑，脫土是一種礦物黏，比表面積大，具微孔結(jié)構(gòu)，吸附很強，本申請將化鋁制備成羥基鋁然后負載在在蒙脫微孔結(jié)構(gòu)中，當脫土在水中慢慢散后，其部分微孔構(gòu)暴露，碳酸氫鈉水體中水解，在性環(huán)境中，鋁離會慢慢置換出來，羧甲基纖維素鈉、脂等交聯(lián)絡(luò)合成膠。因此該交聯(lián)具有一定的緩釋作，能夠延緩成膠時，從而延長防滅材料在煤層中的散時間和擴散半徑從而增加其與煤層粘結(jié)性能。3、為降低阻燃劑使用量，增加阻效果，本申請中的阻燃劑為合阻燃劑，為聚酸銨、水鎂石纖和聚酰亞胺纖維的合物，其中聚磷酸受熱分解為n2等不易燃物質(zhì)能隔絕氧氣；同生成聚磷酸或聚偏磷酸，為脫水劑，使材料面脫水碳化，進步隔絕氧氣；復(fù)配水鎂石纖維和聚酰胺纖維也具有阻性能，其中水鎂纖維的阻燃機理是340℃時發(fā)生分解釋放水分并吸收量的熱量，其生成mgo層附著在可燃物表面形成耐火的火層，從而防止焰向內(nèi)以及基體空氣接觸，同時mgo顆粒物也能一定程的吸附不定型碳從而達到抑煙的果。另外聚酰亞胺維結(jié)構(gòu)中有芳環(huán)和環(huán)結(jié)構(gòu)，高溫條下能結(jié)成芳構(gòu)型，從而提供提高表的mgo層的包碳能，從而形成結(jié)構(gòu)致的碳化層，從而效的實現(xiàn)阻燃、隔離、抑煙的效果這三者復(fù)配，阻抑煙效果顯著，能大大減少阻燃劑使用量。另外，水石和聚酰亞胺均纖維結(jié)構(gòu)，水鎂纖維力學(xué)性能優(yōu)異聚酰亞胺纖維韌性，其混合分散在氨酯樹脂中，能防止樹脂固化后開，具有進一步增強韌的作用。4、為了改善阻燃與膠體的界面結(jié)力，本申請采用kh550對阻燃進行表面改性，方面改性后的阻燃與界面粘結(jié)性能高了，從而改善料的力學(xué)性能；一方面，其表面硅氧、硅碳在高溫在材料表面形成二化硅以及碳層，夠隔絕氧氣，進步起到阻燃的作用、本申請中發(fā)泡劑過氧化氫、空心璃微珠、二甲基油混合而成，空心玻璃微珠能夠均勻粘在泡沫表面，從防止氣泡合并變跑了，能夠均勻泡并延長泡沫穩(wěn)定時，而脂肪酸聚氧單酯進一步增強沫細度和穩(wěn)定性，使本申請形成中多的泡沫凝膠結(jié)構(gòu)具體實施方式下結(jié)合具體實施例，本發(fā)明做進一步描。實施例1一種煤礦復(fù)合體防滅火材料，以下重量份數(shù)的原料制成：羧基纖維素鈉1份、瓊脂2份、粉灰12份、聚丙酰胺0.1份、交聯(lián)劑6份、酸氫鈉1份、阻燃劑3份、發(fā)泡劑份、水90份。其中交聯(lián)劑為蒙脫土負金屬離子交聯(lián)劑交聯(lián)劑由以下步制備而成：1）將氫氧化鈉溶液緩慢滴入化鋁溶液中，滴之后迅速升溫至液沸騰，30min后冷卻得羥基鋁；2）羥鋁中添加蒙脫土70℃攪拌混合60-70min，減壓抽，干燥后得產(chǎn)品；所氫氧化鈉與氯化摩爾比為2:1，氫氧化鈉和氯化溶液濃度均為0.2mol/l，蒙脫土氯化鋁重量比為0.1mol：15g。阻劑為聚磷酸銨、氧化鎂纖維聚氨酯纖維按重比1:1:1混合而成，其中水鎂石維直徑為2-6μm，長800-1000μm，聚酰亞胺纖長度為1-2mm。上述阻劑為改性阻燃劑，具體性方法：將阻燃浸漬在質(zhì)量分數(shù)2%kh550的乙醇水溶液中，50-60℃下攪1h，抽濾后干燥，得產(chǎn)品所述阻燃劑與kh550重量比為1:20。發(fā)泡劑過氧化氫、空心璃微珠、二甲基硅按重量比2:1:0.2混合而成。一種煤礦合膠體防滅火材的制備方法，包以下步驟：（1）羧甲基纖維素鈉、瓊脂三分之一水混合拌均勻；（2）粉煤灰、聚丙烯胺、交聯(lián)劑、阻燃劑和三之一水混合攪拌勻；（3）將步驟（1）和步驟（2）中的混合物以及剩余成混合攪拌均勻，產(chǎn)品。實施例2一種煤礦復(fù)合膠防滅火材料，由以下重份數(shù)的原料制成羧甲基纖維素鈉1.2份、瓊脂1.8份、煤灰13份、聚烯酰胺0.12份、交聯(lián)劑6.5份、酸氫鈉1.2份、燃劑3.2份、發(fā)泡劑3.5份水90份。其中聯(lián)劑為蒙脫土負金屬離子交聯(lián)劑交聯(lián)劑由以下步制備而成：1）將氫氧化鈉溶緩慢滴入氯化鋁液中，滴完之后迅速升溫至液沸騰，30min后冷卻得基鋁；2）羥基鋁中添加蒙土，70℃攪拌混合60-70min，減壓抽濾干燥后得產(chǎn)品；述氫氧化鈉與氯化摩爾比為2:1，溶濃度為0.2mol/l，蒙脫土氯化鋁重量比為0.1mol：16g。阻燃劑為聚磷酸、氧化鎂纖維和氨酯纖維按重量1:1:1混合而成，其中水鎂石纖維直徑2-6μm，長度800-1000μm，聚亞胺纖維長度為1-2mm。上述阻燃劑為改阻燃劑，具體改方法：將阻燃劑漬在kh550的乙醇水溶液（2%）中，50-℃下攪拌1h，抽濾后干燥得產(chǎn)品；所述阻劑與kh550重量比為1:21發(fā)泡劑為過氧化、空心玻璃微珠二甲基硅油按重量2:1:0.22混合成。實施例3一種煤礦復(fù)合體防滅火材料，由下重量份數(shù)的原料制成：羧基纖維素鈉1.5份、瓊脂1.5份粉煤灰14份、丙烯酰胺0.15份、交聯(lián)7份、碳酸氫鈉1.5份、阻劑3.5份、發(fā)泡劑4份、95份。其中交聯(lián)劑蒙脫土負載金屬子交聯(lián)劑。交聯(lián)由以下步驟制備而：1）將氫氧化鈉溶緩慢滴入氯化溶液中，滴完之迅速升溫至溶液騰，30min后冷卻得基鋁；2）羥基鋁中添加蒙土，75℃攪拌混合60-70min，減壓抽濾，干燥后產(chǎn)品；所述氫氧鈉與氯化鋁摩爾為2:1，溶液濃度為0.2mol/l，蒙土與氯化鋁重量為0.1mol：18g。阻燃劑為聚磷酸銨氧化鎂纖維和聚氨酯維按重量比1.5:1:1混合成，其中水鎂石維直徑為2-6μm，長度800-1000μm聚酰亞胺纖維長度1-2mm。上述阻燃劑為性阻燃劑，具體改性方：將阻燃劑浸漬kh550的乙醇水溶液（2%）中，50-60℃下攪拌1h，抽濾干燥，得產(chǎn)品；述阻燃劑與kh550重量比為1:22。發(fā)泡劑為過氧化氫、空心璃微珠、二甲基油按重量比2:1:0.25混合而成實施例4一種煤礦復(fù)合膠防滅火材料，由下重量份數(shù)的原制成：羧甲基纖維鈉1.8份、瓊脂1.2、粉煤灰14份、聚丙烯酰0.18份、交聯(lián)劑7.5份、碳酸氫鈉1.8份、阻劑3.8份、發(fā)泡劑4.5份、水95。其中交聯(lián)劑為脫土負載金屬離子交劑。交聯(lián)劑由以步驟制備而成：1）將氫氧化鈉液緩慢滴入氯化鋁溶液中滴完之后迅速升至溶液沸騰，30min后冷卻得羥鋁；2）羥基鋁中添加蒙土，75℃攪拌混合60-70min，減壓抽濾，干燥得產(chǎn)品；所述氫氧化鈉與氯鋁摩爾比為2:1，溶液濃為0.2mol/l，蒙脫土與化鋁重量比為0.1mol19g。阻燃劑為聚磷酸銨、化鎂纖維和聚氨纖維按重量比1.5:1:1混合而，其中水鎂石纖維徑為2-6μm，長度800-1000μm，聚酰亞胺纖維長度為1-2mm上述阻燃劑為改阻燃劑，具體性方法：將阻燃劑浸漬在kh550的乙水溶液（2%）中，50-60℃下攪拌1h抽濾后干燥，得品；所述阻燃劑kh550重量比為1:24。發(fā)劑為過氧化氫、空玻璃微珠、二甲基硅油按重比2:1:0.28混合而成。實施5一種煤礦復(fù)合膠體防火材料，由以下重量數(shù)的原料制成：甲基纖維素鈉2份、瓊脂1份、煤灰15份、聚丙烯酰胺0.2份交聯(lián)劑8份、酸氫鈉2份、阻燃劑4、發(fā)泡劑5份、水100份。其交聯(lián)劑為蒙脫土載金屬離子交聯(lián)劑交聯(lián)劑由以下步制備而成：1）將氧化鈉溶液緩慢入氯化鋁溶液中，完之后迅速升溫溶液沸騰，30min后卻得羥基鋁；2）羥基鋁中添蒙脫土，80℃攪拌混合60-70min，減壓抽濾干燥后得產(chǎn)品；述氫氧化鈉與氯化摩爾比為2:1，溶液濃度為0.2mol/l，蒙脫土氯化鋁重量比為0.1mol：20g。阻劑為聚磷酸銨、氧化鎂纖維聚氨酯纖維按重比2:1:1混合而成，其中水鎂石維直徑為2-6μm，長800-1000μm，聚酰亞胺纖長度為1-2mm。上述阻劑為改性阻燃劑，具體性方法：將阻燃浸漬在kh550的乙醇水溶液（2%）中，50-60℃下攪拌1h抽濾后干燥，得產(chǎn)；所述阻燃劑與kh550重量比為1:25。發(fā)泡劑為過氧化氫空心玻璃微珠、甲基硅油按重量2:1:0.3混合而成。對比例1對比例1是施例5的對比實施例，與實施5的區(qū)別是其阻燃劑為磷酸銨。性能檢檢測本申請實施1-5制備的防滅火材料的凝膠時、阻化性能、熱穩(wěn)定性和抗壓強度；其阻化性能參照mt/t700-1997《煤礦火用阻化劑通用技術(shù)件》測試煤溫100℃時的化率；抗壓強度測將材料制備成70*70*70mm試樣，養(yǎng)護6h，檢測其抗強度。檢測實施4中防滅火材料的熱穩(wěn)定性，體方法是：100g凝膠和同量水分別置于恒溫燥箱中勻速升溫，升溫范圍100～190℃，分別檢測其重率。表1性能檢測數(shù)據(jù)化性能抗壓強度（mpa實施例174.20.432實施例274.60.441實施例375.10.458實施例475.50.471實施例576.30.476對比170.10.320表2防滅材料的熱穩(wěn)定性能測試溫（℃）100120150170190合膠體失水率（%）17.6520.5023.1432.5042.35水失水（%）28.0431.2043.1557.4176.24取申請實施例1-5制的產(chǎn)品5ml，每隔5min傾倒入漏，觀察并記錄混溶液流過漏斗的時間當流過漏斗所用長超過上次50%時，而且混合溶表面沒有自由態(tài)的水，判定為已成膠，申請產(chǎn)品的凝膠間為12-14min。由表1可以看出，復(fù)合體在100℃時阻化率為74%以上，說材料的阻化性能異，而且膠體的抗壓度比較大；但是比對比例1數(shù)據(jù)，將阻燃劑完全換為聚磷酸銨之后，其化性能下降，而強度降低，說明鎂石纖維和聚酰亞纖維能夠增強力學(xué)能，且還具有協(xié)阻燃的作用。由2可以看出，在溫度升高的過程中，復(fù)膠體和水失水率很大，但是隨著度的升高，復(fù)合膠失水率遠遠小于水說明本申請制備復(fù)合膠體高溫保性好，從而確保防火過程中，膠體膜易破裂，隔氧效好。最后說明的，以上實施例僅用說明本發(fā)明的技術(shù)案而非限制，本域普通技術(shù)人員本發(fā)明的技術(shù)方案做的其他修改或者同替換，只要不離本發(fā)明技術(shù)方的精神和范圍，均涵蓋在本發(fā)明的權(quán)要求范圍當中。前第1頁12技特：1.一種煤礦復(fù)膠體防滅火材料其特征在于：由以重量份數(shù)的原料成：羧甲基纖維素鈉1-2份瓊脂1-2份、煤灰12-15份、聚丙烯胺0.1-0.2份、交聯(lián)劑3-5份碳酸氫鈉1-2份、阻燃劑3-4份、發(fā)劑3-5份、水90-100份。2.根據(jù)權(quán)利要1所述的一種煤復(fù)合膠體防滅火材，其特征在于：述交聯(lián)劑為蒙脫土負金屬離子交聯(lián)劑3.根據(jù)權(quán)利要2所述的一種煤復(fù)合膠體防滅火材，其特征在于：述交聯(lián)劑由以下步驟備而成：1）將氫氧化鈉溶緩慢滴入氯化溶液中，滴完之迅速升溫至溶液騰，30min后冷卻得基鋁；2）羥基鋁中添加