CN112127936B - 一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤矿防灭火技术领域，具体为一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂，按照质量组分计，包括以下组分含量：聚丙烯酸8‑15份、纳米二氧化硅6‑9份、海藻酸钠4‑7份、玻璃纤维8‑19份、玻化微珠19‑32份、亲水剂0.02‑0.8份、发泡剂0.7‑5.6份、泡沫稳定剂0.05‑0.35份、灭火剂2‑4份、促凝剂0.7‑1.5份、阻燃剂2.3‑4.2份和防尘剂1.5‑2.4份。本发明将阻化剂与玻化微珠结合起来，使用时将附着有阻化剂的玻璃微珠洒在煤矿上，当温度升高时，化学发泡剂将阻化剂以泡沫的形式激发出来，然后通过物理发泡剂进一步扩大泡沫延伸面积，从而实现阻化剂防灭火功能；本发明提供的阻化剂方便存储和运输，且使用方便，发泡效果好，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿防灭火技术领域，具体为一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂。
背景技术
煤炭是我国的主要能源，在国民经济能源结构中占据很重要的位置，在原煤产量快速增长的同时，必须保证矿井的安全高效开采，矿井火灾是煤矿的主要自然灾害之一。而煤炭自燃又是矿井火灾的主要形式，在我国国有重点煤矿中，有56%以上的矿井都存在自燃发火的危险，由煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的90%以上。近年来，综采放顶煤技术得到大力的推广和应用，使煤矿生产效率大幅提高，但该方法冒落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重，使得矿井煤炭自燃发火频繁发生，已成为制约矿井安全生产与进一步发展的主要因素之一。阻化剂技术在美国、波兰、苏联等国家得到了较好的应用；近些年来，阻化剂技术在我国也得到推广应用。该技术主要是让水溶液附着在易被氧化的煤体表面，惰化煤体表面的活性结构，阻止煤与氧气的接触的作用。但是目前使用的阻化剂功能性有限，防灭火效果差，难以普及使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂，按照质量组分计，包括以下组分含量：聚丙烯酸8-15份、纳米二氧化硅6-9份、海藻酸钠4-7份、玻璃纤维8-19份、玻化微珠19-32份、亲水剂0.02-0.8份、发泡剂0.7-5.6份、泡沫稳定剂0.05-0.35份、灭火剂2-4份、促凝剂0.7-1.5份、阻燃剂2.3-4.2份和防尘剂1.5-2.4份；
包括以下组分含量：聚丙烯酸8份、纳米二氧化硅6份、海藻酸钠4份、玻璃纤维8份、玻化微珠19份、亲水剂0.02份、发泡剂0.7份、泡沫稳定剂0.05份、灭火剂2份、促凝剂0.7份、阻燃剂2.3份和防尘剂1.5份。
优选的，所述发泡剂采用化学发泡剂和物理发泡剂按照3:7的比例复配制成，其中化学发泡剂采用碳酸氢钠粉末，物理发泡剂采用二氯四氟乙烷。
优选的，所述防尘剂由高分子树脂35-55份、乙二醇3-6份、表面活性剂3-8份和适量的水制成。
本发明还提供一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂的制备方法，包括以下操作步骤：
S1：取适量的聚丙烯酸、纳米二氧化硅、海藻酸钠放入反应容器内搅拌均匀后，加适量的水混合均匀后升温至35-45℃，然后加入适量的玻璃纤维、亲水剂、灭火剂和阻燃剂混合；
S2：将S1）中制得的混合物冷却至室温，然后加入适量的发泡剂、泡沫稳定剂和防尘剂搅拌混合，水浴升温至55-65℃，加热过程中不断搅拌，并在搅拌过程中加入适量的玻化微珠；
S3：加热反应15-20min后，继续升温至185-275℃，升温过程中始终保持搅拌，并在搅拌过程中加入促凝剂，直至玻化微珠与阻化剂内容物完全融合，制成所述的微珠包裹泡沫缓释阻化剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将阻化剂与玻化微珠结合起来，使用时将附着有阻化剂的玻璃微珠洒在煤矿上，当温度升高时，化学发泡剂将阻化剂以泡沫的形式激发出来，然后通过物理发泡剂进一步扩大泡沫延伸面积，从而实现阻化剂防灭火功能；本发明提供的阻化剂方便存储和运输，且使用方便，发泡效果好，适用范围广。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂，按照质量组分计，包括以下组分含量：聚丙烯酸8-15份、纳米二氧化硅6-9份、海藻酸钠4-7份、玻璃纤维8-19份、玻化微珠19-32份、亲水剂0.02-0.8份、发泡剂0.7-5.6份、泡沫稳定剂0.05-0.35份、灭火剂2-4份、促凝剂0.7-1.5份、阻燃剂2.3-4.2份和防尘剂1.5-2.4份。
包括以下组分含量：聚丙烯酸8份、纳米二氧化硅6份、海藻酸钠4份、玻璃纤维8份、玻化微珠19份、亲水剂0.02份、发泡剂0.7份、泡沫稳定剂0.05份、灭火剂2份、促凝剂0.7份、阻燃剂2.3份和防尘剂1.5份。
进一步的，所述发泡剂采用化学发泡剂和物理发泡剂按照3:7的比例复配制成，其中化学发泡剂采用碳酸氢钠粉末，物理发泡剂采用二氯四氟乙烷。
进一步的，所述防尘剂由高分子树脂35-55份、乙二醇3-6份、表面活性剂3-8份和适量的水制成。
本发明还提供一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂的制备方法，包括以下操作步骤：
S1：取适量的聚丙烯酸、纳米二氧化硅、海藻酸钠放入反应容器内搅拌均匀后，加适量的水混合均匀后升温至35-45℃，然后加入适量的玻璃纤维、亲水剂、灭火剂和阻燃剂混合；
S2：将S1）中制得的混合物冷却至室温，然后加入适量的发泡剂、泡沫稳定剂和防尘剂搅拌混合，水浴升温至55-65℃，加热过程中不断搅拌，并在搅拌过程中加入适量的玻化微珠；
S3：加热反应15-20min后，继续升温至185-275℃，升温过程中始终保持搅拌，并在搅拌过程中加入促凝剂，直至玻化微珠与阻化剂内容物完全融合，制成所述的微珠包裹泡沫缓释阻化剂。
实施例2：一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂，按照质量组分计，包括以下组分含量：聚丙烯酸8-15份、纳米二氧化硅6-9份、海藻酸钠4-7份、玻璃纤维8-19份、玻化微珠19-32份、亲水剂0.02-0.8份、发泡剂0.7-5.6份、泡沫稳定剂0.05-0.35份、灭火剂2-4份、促凝剂0.7-1.5份、阻燃剂2.3-4.2份和防尘剂1.5-2.4份。
进一步的，按照质量组分计，包括以下组分含量：聚丙烯酸12份、纳米二氧化硅7份、海藻酸钠7份、玻璃纤维15份、玻化微珠19份、亲水剂0.02份、发泡剂1.2份、泡沫稳定剂0.021份、灭火剂2份、促凝剂0.9份、阻燃剂2.3份和防尘剂1.5份。
实施例2与上述实施例材料、加工步骤相同，不同之处在于两者的配比不同。
实施例3：一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂，按照质量组分计，包括以下组分含量：聚丙烯酸8-15份、纳米二氧化硅6-9份、海藻酸钠4-7份、玻璃纤维8-19份、玻化微珠19-32份、亲水剂0.02-0.8份、发泡剂0.7-5.6份、泡沫稳定剂0.05-0.35份、灭火剂2-4份、促凝剂0.7-1.5份、阻燃剂2.3-4.2份和防尘剂1.5-2.4份。
进一步的，按照质量组分计，包括以下组分含量：聚丙烯酸15份、纳米二氧化硅9份、海藻酸钠4份、玻璃纤维8份、玻化微珠25份、亲水剂0.02份、发泡剂4.5份、泡沫稳定剂0.34份、灭火剂3份、促凝剂1.2份、阻燃剂2.9份和防尘剂1.9份。
实施例3与上述实施例材料、加工步骤相同，不同之处在于两者的配比不同。
按实施例1-3中所述配比与制备方法所制得的微珠包裹泡沫缓释阻化剂，将其分别施用在同一矿区内的同一区域上划分出的三个区块表面，施用完成后对其发泡倍数、发泡稳定时间和阻化率等方面进行测试，结果如下表所示：
| 实施例 | 发泡倍数 | 发泡稳定时间/min | 阻化率/% |
| 实施例1 | 210 | 27 | 51 |
| 实施例2 | 225 | 24 | 56 |
| 实施例3 | 236 | 23 | 57 |
由表中可以看出，按照实施例1中所述配比与制备方法所制得的微珠包裹泡沫缓释阻化剂，发泡稳定时间优于实施例1和实施例2；按照实施例2中所述配比与制备方法所制得的微珠包裹泡沫缓释阻化剂，在其发泡倍数和阻化剂率优于实施例1，但发泡稳定时间较短；按照实施例3中所述配比与制备方法所制得的微珠包裹泡沫缓释阻化剂，发泡倍数和阻化剂实施例1和实施例2。
本发明将阻化剂与玻化微珠结合起来，使用时将附着有阻化剂的玻璃微珠洒在煤矿上，当温度升高时，化学发泡剂将阻化剂以泡沫的形式激发出来，然后通过物理发泡剂进一步扩大泡沫延伸面积，从而实现阻化剂防灭火功能；本发明提供的阻化剂方便存储和运输，且使用方便，发泡效果好，适用范围广。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂的制备方法，其特征在于：按照质量组分计，包括以下组分含量：聚丙烯酸8-15份、纳米二氧化硅6-9份、海藻酸钠4-7份、玻璃纤维8-19份、玻化微珠19-32份、亲水剂0.02-0.8份、发泡剂0.7-5.6份、泡沫稳定剂0.05-0.35份、灭火剂2-4份、促凝剂0.7-1.5份、阻燃剂2.3-4.2份和防尘剂1.5-2.4份；
包括以下组分含量：聚丙烯酸8份、纳米二氧化硅6份、海藻酸钠4份、玻璃纤维8份、玻化微珠19份、亲水剂0.02份、发泡剂0.7份、泡沫稳定剂0.05份、灭火剂2份、促凝剂0.7份、阻燃剂2.3份和防尘剂1.5份；
所述制备方法还包括以下操作步骤：
S1：取适量的聚丙烯酸、纳米二氧化硅、海藻酸钠放入反应容器内搅拌均匀后，加适量的水混合均匀后升温至35-45℃，然后加入适量的玻璃纤维、亲水剂、灭火剂和阻燃剂混合；
S2：将S1）中制得的混合物冷却至室温，然后加入适量的发泡剂、泡沫稳定剂和防尘剂搅拌混合，水浴升温至55-65℃，加热过程中不断搅拌，并在搅拌过程中加入适量的玻化微珠；
S3：加热反应15-20min后，继续升温至185-275℃，升温过程中始终保持搅拌，并在搅拌过程中加入促凝剂，直至玻化微珠与阻化剂内容物完全融合，制成所述的微珠包裹泡沫缓释阻化剂。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂的制备方法，其特征在于：所述发泡剂采用化学发泡剂和物理发泡剂按照3:7的比例复配制成，其中化学发泡剂采用碳酸氢钠粉末，物理发泡剂采用二氯四氟乙烷。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿防灭火用微珠包裹泡沫缓释阻化剂的制备方法，其特征在于：所述防尘剂由高分子树脂35-55份、乙二醇3-6份、表面活性剂3-8份和适量的水制成。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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