CN102976698A - 一种矿用柔性喷涂密闭材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用柔性喷涂密闭材料，包括液料和粉料，其中所述液料由以下原料组成，以重量比计：苯丙乳液95％～99％、防腐剂0.10％～0.20％、分散剂0.20％～0.30％、消泡剂0.10％～0.50％、水0％～4％；所述粉料由以下原料组成，以重量比计：硫铝酸盐水泥60％～70％、膨润土20％～40％、纤维素醚0.2％～0.3％、减水剂0.2％～0.3％、木质纤维0.5％～1.0％、触变剂0.3％～0.5％，聚丙烯短纤维0.1％～0.3％。本矿用柔性喷涂密闭材料具有防火和防水功能，且采用喷涂施工，抗静电性好、环保无毒的煤矿井下用防水防火功能性材料，该材料具有良好的力学性能，与煤壁附着性好，喷涂使用过程中无流挂。

Description

一种矿用柔性喷涂密闭材料

技术领域

本发明涉及一种矿用材料，尤其涉及煤矿井下用防水防火功能性材料。

背景技术

由于煤矿井下空间狭小，环境恶劣，煤壁凹凸不平且潮湿，渗漏水现象普遍，井下存在煤炭、煤粉、坑木、机电设备、炸药、油料等大量的可燃物，并有瓦斯气体不断涌出，易发生火灾和爆炸。

目前所用的煤矿安全防护材料中，无机类产品虽然成本低廉、无毒，但硬脆易开裂、粘结性能差；纯有机高分子虽然弹性好、粘结力强、密闭性好，但本身含有甲醛等有害物质、阻燃性差，材料成本高。

随着材料科学的发展，研究和应用低毒甚至无毒、施工方便快捷的高性能有机无机复合型密封固化材料，已成为该行业发展一大趋势。

综合对比煤矿井下使用的不同种密闭材料，目前所使用的产品或较为笨重施工不方便，或施工时产生有毒有害污染，或是成本较高，一般煤矿企业无法接受，因此开发一种成本低廉、易于施工、性能优异、耐久性良好的环保型喷涂材料，必将具有广阔的市场前景和应用空间。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明申请人通过大量实验和创造性研究，发明了一种矿用柔性喷涂密闭材料，该矿用柔性喷涂密闭材料不仅具有防火和防水功能，且采用喷涂施工，抗静电性好，是一种环保无毒的煤矿井下用防水防火功能性材料，该材料具有良好的力学性能，与煤壁附着性好，喷涂使用过程中无流挂。

基于上述发现，本发明公开了一种矿用柔性喷涂密闭材料，包括液料组分和粉料组分，

其中以重量百分比计，液料组分包括：

以重量百分比计，粉料组分包括：

在上述基础上，液料和粉料之间的用量比可以进行一定的调整，从而获得较佳的防水防火和施工性能，液料与粉料的重量比适宜在(1-4)∶(4-1)，优选的是以重量比计，液料组分∶粉料组分＝2.0～4.0∶1。

在上述基础上，采用本领域常用的制备方法和步骤即可制备本发明的密闭材料，例如将防腐剂、分散剂、消泡剂、水在慢速搅拌下加入到苯丙乳液中至其搅拌均匀即得液料；将硫铝酸盐水泥、膨润土、纤维素醚、减水剂、触变剂等在混料机中混合均匀然后加入木质纤维和聚乙烯短纤维继续混合至均匀即可。

在使用时，将液料、粉料按照用量比例搅拌混合好，然后喷涂即可。

在本发明中，优选所述苯丙乳液玻璃化温度在0～15℃，具有良好的防水成膜性能。

在本发明的进一步详述和具体实施中，本发明公开了所用的各种成分的优选类型，以便更好、更清楚的解释本发明，然而这种详细描述并不构成对本发明的特别限制，不依靠这些细节信息而采用本发明技术领域其他通用的化学材料，只要其符合本发明上述对各组成成分名称所做的限定，依旧属于本发明的保护范围。

在本发明中，所述消泡剂为矿物油或有机硅消泡剂，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐类分散剂。所用的防腐剂可以是材料化学中任意可用的防腐剂。

在本发明中，所述硫铝酸盐水泥可以是任意一种工业上可用的硫铝酸盐水泥，优选的是标号为42.5号的硫铝酸盐水泥。

在本发明中，所述膨润土用于和硫铝酸盐水泥结合起到粘结作用，优选的是200～500目膨润土。

在本发明中，所述纤维素醚为羟乙基甲基纤维素醚和/或羟丙基甲基纤维素醚，粘度在10000mPa.s～40000mPa.s，具有良好的防水效果。

在本发明中，所述木质纤维可以使用多种不同规格的纤维，优选为500μm的木质纤维。

在本发明中，所述触变剂为改性膨润土，用于改善粉料的流变性能，无流挂。

在本发明中，所述聚乙烯短纤维优选为为1-3mm长度的聚乙烯短纤维，用于改善粉料的可分散性和抗渗性。

申请人的实验证实，本发明提供的矿用柔性喷涂密闭材料具有优越的防火和防水功能，且采用喷涂施工，抗静电性好，是一种环保无毒的煤矿井下用防水防火功能性材料，具有良好的力学性能，与煤壁附着性好，喷涂使用过程中无流挂。

具体实施方式

为进一步阐述本发明，下面给出实施例来说明。在下述实施例中，为了更清晰的说明本发明的实现方式提供了所用各原料的具体规格型号，这并非限制本发明采用下述规格的原料实现，任意原料，只要满足本发明发明内容部分的限定，即可实现所要求的性能。

在以下实施例中，硫铝酸盐水泥为42.5号硫铝酸盐水泥，膨润土为200目膨润土。

纤维素醚为羟乙基甲基纤维素醚，粘度在40000mPa.s。

减水剂为磺化三聚氢胺高效减水剂，木质纤维为500μm长度的纤维，聚乙烯短纤维为1-3mm长度的聚乙烯短纤维，消泡剂为矿物油消泡剂和有机硅消泡剂，分散剂为聚丙烯酸钠盐类分散剂。

苯丙乳液玻璃化温度在0℃～8℃之间。

基于上述范围，本发明给出的第一实施例，各组分的具体重量配比如下：

1)液料部分

苯丙乳液                99.00％；

防腐剂                  0.20％；

聚丙烯酸钠盐分散剂      0.30％；

矿物油消泡剂            0.30％；

水                0.20％；

2)粉料部分：

硫铝酸盐水泥        59.00％；

膨润土              39.40％；

纤维素醚            0.20％；

触变剂              0.50％；

木质纤维            0.50％；

聚乙烯短纤维        0.30％；

3)各组分的重量配比：

液料∶粉料＝4∶1

基于上述范围，本发明给出的第二实施例，各组分的具体重量配比如下：

1)液料部分

苯丙乳液                95.20％；

防腐剂                  0.20％；

聚丙烯酸钠盐分散剂      0.30％；

矿物油消泡剂            0.30％；

水                      4.00％；

2)粉料部分：

硫铝酸盐水泥            65.00％；

膨润土                  33.10％；

纤维素醚                0.30％；

触变剂                  0.30％；

木质纤维                1.00％；

聚乙烯短纤维            0.30％；

3)各组分的重量配比：

液料∶粉料＝3.5∶1

基于上述范围，本发明给出的第三实施例，各组分的具体重量配比如下：

1)液料部分

苯丙乳液                99.00％；

防腐剂                 0.20％；

聚丙烯酸钠盐分散剂     0.30％；

矿物油消泡剂           0.30％；

水                     0.20％；

2)粉料部分：

硫铝酸盐水泥           78.20％；

膨润土                 20.00％；

减水剂                 0.30％；

纤维素醚               0.20％；

触变剂                 0.50％；

木质纤维               0.50％；

聚乙烯短纤维           0.30％；

3)各组分的重量配比：

液料∶粉料＝1∶2

基于上述范围，本发明给出的第四实施例，各组分的具体重量配比如下：

1)液料部分

苯丙乳液               98.2％；

防腐剂                 0.2％；

聚丙烯酸钠盐分散剂     0.3％；

矿物油消泡剂           0.3％；

水                     1％；

2)粉料部分：

硫铝酸水泥             75.00％；

膨润土                 23.30％；

减水剂                 0.20％；

纤维素醚               0.30％；

触变剂                 0.30％；

木质纤维               0.80％；

聚乙烯短纤维           0.10％；

3)各组分的重量配比：

液料∶粉料＝1∶2.5

本发明测试方法：

1、固化时间、最高反应温度、抗拉强度、断裂伸长率、粘结强度、空气透过率、阻燃性能、表面电阻测试方法按照AQ 1088-2011《煤矿喷涂堵漏风用高分子材料》中的检测方法检测。

对本发明给出的上述实施例，检测结果如下所述：

从上述数据可以看出，本发明的密闭材料具有良好的理化性能，阻燃、防水性能良好，抗静电性好，具有良好的力学性能，与煤壁附着性好，喷涂使用过程中无流挂。同时从上述数据可以看出，液料中的乳液量大会影响总体的性能，粉料中水泥和膨润土的比例也会影响施工与粘结的性能，由此在发明内容部分记载的优选比例下本发明的材料具有最佳性能。

Claims (10)

1.一种矿用柔性喷涂密闭材料，包括液料组分和粉料组分，以重量百分比计，所述液料组分包括：

以重量百分比计，所述粉料组分包括：

2.根据权利要求1所述的矿用柔性喷涂密闭材料，其特征在于，以重量比计，液料组分∶粉料组分＝2.0～4.0∶1。

3.根据权利要求1所述的矿用柔性喷涂密闭材料，其特征在于，所述苯丙乳液玻璃化温度在0～15℃。

4.根据权利要求1所述的矿用柔性喷涂密闭材料，其特征在于，所述消泡剂为矿物油或有机硅消泡剂，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐类分散剂。

5.根据权利要求1所述的矿用柔性喷涂密闭材料，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥标号为42.5号的硫铝酸盐水泥，所述膨润土为200～500目膨润土。

6.根据权利要求1所述的矿用柔性喷涂密闭材料，其特征在于，所述纤维素醚为羟乙基甲基纤维素醚和/或羟丙基甲基纤维素醚，粘度在10000mPa.s～40000mPa.s之间。

7.根据权利要求1所述的矿用柔性喷涂密闭材料，其特征在于，所述减水剂为磺化三聚氢胺高效减水剂或聚羧酸减水剂。

8.根据权利要求1所述的矿用柔性喷涂密闭材料，其特征在于，所述木质纤维为500μm的木质纤维；

9.根据权利要求1所述的矿用柔性喷涂密闭材料，其特征在于，所述触变剂为改性膨润土；

10.根据权利要求1所述的矿用柔性喷涂密闭材料，其特征在于，所述聚乙烯短纤维为1-3mm长度的聚乙烯短纤维。