CN101723636B - 煤矿井下煤层防水涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种煤矿井下防水涂料，其特征在于，组分以重量份数计为：可再分散乳胶粉13～27，水泥30～40，石英砂35～40，石墨粉5～10，粉煤灰5～10，蛭石粉4～6，膨胀珍珠岩粉4～6，氢氧化铝4～6，氢氧化镁2～4，引气剂0.003～0.024，减水剂0.02～0.09。该涂料与其他防水涂料相比具有防水性好，阻燃，抗静电，有弹性，与煤的粘结性好，质轻，环保无毒，易于施工等优点，适用于煤矿井下防水。

Description

煤矿井下煤层防水涂料

技术领域

本发明涉及防水涂料，具体属于一种煤矿井下煤层防水涂料。

背景技术

矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过各种通道进入矿井，造成煤壁潮湿，渗漏水现象普遍，影响井下生产。往渗水煤壁上喷涂防水涂料可以有效的防止水的渗出。

由于在煤矿井下易发生火灾，煤壁凹凸不平且会发生缓慢变形，巷道中含有瓦斯气体等环境条件要求煤矿井下防水涂料不光要防水性能优良，而且要阻燃，抗静电，与潮湿煤体粘结性好，有一定的变形性，环保无毒，易于井下施工。

目前国内外所采用的防水涂料主要有三类：第一类是溶剂型，其主要缺点是成本高，安全性差，对人体有害，易燃，污染环境；第二类是水乳型高分子涂料，成本较高；第三类是弹性改性沥青，该类产品低温柔性好，但高温时性能不好，含有对人体健康有害的成分。这三种防水涂料一个共同缺点就是不防火阻燃，无法应用在煤矿井下。

中国专利CN200610015832.6一种抗高低温建筑防水涂料，以氧化镁，氯化镁，硅酸镁为主要原料，添加防水剂硫酸铜、氯化钙、五氧化二磷、高锰酸钾；防裂剂α-纤维素、精木粉、玻璃纤维等纤维类物质，混合后，加水搅拌均匀，摊铺，压实得防水层。该防水层具有耐酸碱、抗骤冷骤热；强度好、凝结时间短，抗冻融，虽然防火性能较好，但涂层硬脆无弹性，对铁质防护网有强烈的腐蚀性，水化热大，在煤壁形变的情况下易开裂脱落。不适合煤矿井下使用。

聚合物水泥防水涂料(以下简称JS)是近年来开发的一种无毒无害、可湿作业、施工简便的新型绿色环保防水材料。这种涂料既有水泥类胶凝材料强度高、易与潮湿基面粘结，又兼有聚合物涂膜弹性大、防水性好的优点，尤其是以水作为载体，克服了沥青、焦油、有机溶剂型防水材料污染环境的弊端。它不仅适用于各种防水工程，还可用于修补工程、界面处理、混凝土防护、装饰、结构密封等。中国专利CN1058034A公开了一种喷涂型聚醋酸乙烯乳液地面涂料，其中以聚醋酸乙烯为主体，加入了邻苯二甲酸二丁酯等作为改性剂。该涂料在一定程序上提高了地面的耐水性，但对于立面和防水要求高及潮湿环境使用仍存在某些缺陷。中国专利CN94113969发明的彩色防水弹性涂料，配方为醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，改性剂，复合型分散剂，填充材料，稳定剂，碱性调节剂，色料，抗冻剂多元醇类，硅类消泡剂等。这些防水涂料用于建筑防水涂料，具有涂膜弹性好，耐酸碱，抗老化，既有良好的防水性，又具备保温隔热性，但用于煤矿井下防水存在着以下不足：1)阻燃性不佳，有些产品极易燃烧；2)抗静电性能不佳；3)耐水性差，吸水率大，长期浸水后明显软化、泡水肿胀、强度下降；4)聚合物用量大，成本高。以上缺点使得一般的JS涂料无法使用在煤矿井下。因此，针对煤矿井下环境条件，提供一种防水性能优良，而且要有一定的阻燃效果，抗静电，与潮湿煤体粘结性好，有一定的变形性，环保无毒，易于井下施工的煤矿井下煤层防水涂料十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有阻燃、抗静电、有弹性、与潮湿煤体粘结性好、质轻等性能的复合煤矿井下煤层防水涂料。

本发明提供的一种煤矿井下煤层防水涂料，组分以重量份数计为：可再分散乳胶粉13～27，水泥30～40，石英砂35～40，石墨粉5～10，粉煤灰5～10，蛭石粉4～6，膨胀珍珠岩粉4～6，氢氧化铝4～6，氢氧化镁2～4，引气剂0.003～0.024，减水剂0.02～0.09；

所述可再分散乳胶粉为乙烯-乙酸乙烯共聚乳胶粉，最低成膜温度0℃；

所述水泥为标号425#以上的矿渣水泥或普通硅酸盐水泥，优先选择矿渣水泥；

所述粉煤灰为1级或2级粉煤灰；

所述石英砂粒径为0.06mm～0.3mm，其中0.1mm～0.3mm石英砂占40％～50％，0.06mm～0.1mm石英砂占50％～60％；

所述蛭石粉和膨胀珍珠岩粉粒径在0.075mm以下；

所述引气剂为松香类引气剂，减水剂为聚羧酸盐类减水剂。

本发明涂料的制备方法：将配方各组分(除引气剂、减水剂)按上述比例混合均匀制成粉料。使用时，先将减水剂和引气剂掺入拌合用水中溶解，再将拌合水与预制好的粉料混合均匀即可使用。

本发明采用乙烯-乙酸乙烯共聚乳胶粉，它可以对涂料进行改性，提高抗拉强度、弹性、柔性；选用矿渣水泥，是因为其水化热较低，耐热性较好，抗硫酸盐类侵蚀和抗水性较好；选用不同粒径的石英砂可以减少砂浆构架的空隙，使涂料抗渗性更好；石墨粉是导电和耐火粉料，它可以使涂料具有抗静电性能，并改善涂料的阻燃性；粉煤灰可改善涂料的多种性能，又降低了涂料成本；蛭石粉和膨胀珍珠岩粉可以提高涂料的耐火性，降低材料密度；松香类引气剂可使材料中产生大量密闭、稳定和均匀的微小气泡，提高涂料涂层的抗渗性，改善和易性，降低材料密度；聚羧酸盐类减水剂具有增加水化效率，减少单位用水量，增加强度，减少水泥用量，低掺加量而分散性好的优点和作用。

本发明所说的煤层防火涂料与前述同类产品相比，具有如下优点：

①抗静电，满足MT113-1995《煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用试验方法和判定规则》要求，可防止由静电引起爆炸和火灾；②可在非常潮湿的吸水或非吸水基面黏结；③具有延展和抗裂架桥能力，能够满足煤层表面的凹凸不平和煤层自身的形变要求，不易发生开裂现象；④长期浸水后的保持较高黏结力，不易脱落，高湿气条件下不易起泡；⑤不透水性可以达到0.3MPa、30min不透水。⑥极低可挥发有机物，不含甲醛等刺激性有毒气体，无毒害；⑦防火阻燃，在800℃酒精喷灯火焰下炙烤2mm厚涂层，背火面温度达到200℃时的时间平均为10min，涂层不燃烧，符合(煤安标准：MT113-1995)。

具体实施方式：

实施例1

将可再分散乳胶粉14kg，矿渣水泥35kg、石英砂35kg、石墨粉6kg、粉煤灰10kg、蛭石粉4，膨胀珍珠岩粉6，氢氧化铝6kg，氢氧化镁2kg，依次加入粉料混合机中混合均匀，即得粉料；在施工现场，将55kg拌合水倒入搅拌器，再往水中加入0.009kg松香类引气剂、0.07kg的MELFLUX 1641F减水剂搅拌均匀，将粉料倒入搅拌器，在300r/min搅拌10min左右，搅拌均匀后即可进行喷涂施工。检测结果：表干时间，1h；实干时间，8h；无处理拉伸强度，2.0MPa；无处理断裂伸长率，40％；不透水，0.3MPa，30min；阻燃性和抗静电性符合煤安标准(MT113-1995)，其它性能指标均合格。

实施例2

将可再分散乳胶粉20kg，硅酸盐白水泥40kg、石英砂40kg、石墨粉7kg、粉煤灰10kg、蛭石粉5，膨胀珍珠岩粉5，氢氧化铝6kg，氢氧化镁3kg，依次加入粉料混合机中混合均匀，即得粉料；在施工现场，将52kg拌合水倒入搅拌器，再往水中加入0.09kg松香类引气剂、0.08kg的MELFLUX 1641F减水剂搅拌均匀，再将粉料倒入搅拌器，在300r/min搅拌10min左右，搅拌均匀后即可进行喷涂施工。检测结果：表干时间，2h；实干时间，8h；无处理拉伸强度，1.9MPa；无处理断裂伸长率，43％；不透水，0.3MPa，30min；阻燃性和抗静电性符合煤安标准(MT113-1995)，其它性能指标均合格。

Claims (8)

1.一种煤矿井下防水涂料，其特征在于，组分以重量份数计为：可再分散乳胶粉13～27，水泥30～40，石英砂35～40，石墨粉5～10，粉煤灰5～10，蛭石粉4～6，膨胀珍珠岩粉4～6，氢氧化铝4～6，氢氧化镁2～4，引气剂0.003～0.024，减水剂0.02～0.09。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下防水涂料，其特征在于，所述的可再分散乳胶粉为乙烯-乙酸乙烯共聚乳胶粉。

3.根据权利要求1所述的煤矿井下防水涂料，其特征在于，所述的水泥为标号425#以上的矿渣水泥或普通硅酸盐水泥。

4.根据权利要求1所述的煤矿井下防水涂料，其特征在于，所述的石英砂粒径为0.06mm～0.3mm，其中0.1mm～0.3mm石英砂占40％～50％，0.06mm～0.1mm石英砂占50％～60％。

5.根据权利要求1所述的煤矿井下防水涂料，其特征在于，所述的粉煤灰为1级粉煤灰或2级粉煤灰。

6.根据权利要求1所述的煤矿井下防水涂料，其特征在于，所述的蛭石粉和膨胀珍珠岩粉粒径在0.075mm以下。

7.根据权利要求1所述的煤矿井下防水涂料，其特征在于，所述的引气剂为松香类引气剂。

8.根据权利要求1所述的煤矿井下防水涂料，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸盐类减水剂。