CN113150483A - 一种抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶及其制备方法，属于纳米凝胶技术。该纳米凝胶包括膨胀型阻燃剂、纳米阻燃剂、凝胶阻化剂。膨胀型阻燃剂包括聚磷酸铵、聚乙二醇、三聚氰胺；纳米阻燃剂为硅烷偶联剂法改性后的纳米二氧化硅；凝胶阻化剂为丙烯酰胺通过单体交联聚合法制备的高分子水凝胶。三种阻化材料采用原位聚合法复合成为膨胀型纳米阻化凝胶。该凝胶热稳定性好，高温阶段的阻化效果显著，阻化寿命长，兼具凝胶材料结构稳定、扩散范围大、保水性能好的特点，是一种高效、绿色无卤、低成本、稳定的环保阻化剂，且相比于传统的阻化剂，更能适应复杂的井下环境，为防治煤自燃领域的研究提供了新的思路。
Description
技术领域
本发明涉及纳米凝胶技术领域，特别是指一种抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶，即膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶。
背景技术
如今煤矿常用的阻化剂主要有物理阻化剂、化学阻化剂和复合阻化剂。但是物理阻化剂中，卤盐阻化剂会对环境造成一定的污染，热稳定性也不高，在阻化后期容易失活；硅凝胶阻化剂成胶过程中释放出大量氨气，对人体造成一定的危害，其他凝胶阻化剂或者粘度、阻化效果不理想，成本相对较高、制备工艺复杂、程序繁琐等；高聚物阻化剂参与氧化反应，并且易热解，失去阻化作用，同时热解可能会释放出可燃气体，加剧矿井发生火灾的危险性；泡沫阻化剂中泡沫容易要破碎，液膜难以持久存在于煤的表面，稳定性不好。化学阻化剂中常用为氢氧化钙阻化剂，成本低，阻化率高，但由于其溶解度小而容易堵塞，影响了阻化效果；另外，氢氧化钙具有强腐蚀性，对设备材料要求高。
物理阻化剂和化学阻化剂复配形成复合阻化剂能够对煤氧复合的三个阶段进行综合阻化，从而作用于自燃的全部过程，并达到更好的阻化效果。膨胀型纳米阻化凝胶作为新型复合阻化剂，由聚丙烯酰胺凝胶、改性纳米二氧化硅和膨胀型阻燃剂(聚磷酸铵、聚乙二醇和三聚氰胺按比例制成)组成。在膨胀型阻燃剂中加入适量的改性纳米材料，可有效地提高聚合物的阻燃性能，降低聚合物燃烧的放热量和放热速率以及燃烧时的质量损失，提高聚合物的稳定性和燃烧后的剩炭量。纳米二氧化硅表面存在大量的活性硅羟基使纳米二氧化硅呈现亲水疏油的特性，分子之间容易产生团聚。将这种粒子直接添加到聚合物中，不仅不能够起到提高材料性能的效果，还可能使材料的性能下降。因此在应用纳米二氧化硅之前需要对其表面进行改性。
因此，提高阻化技术抑制煤自燃的效果，改善膨胀型纳米阻化凝胶材料的性能，对于煤矿井下抑制煤炭自燃，减少经济损失有着重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是制备出一种抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶，即膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶。采用原位聚合法复合成膨胀型纳米阻化凝胶，通过将纳米材料与膨胀型阻燃剂相结合，对该材料各组分配比的优化，获得最佳的阻化效果，不仅抑煤自燃的效果较好，且各组分选材的成本较低，可改善传统抗氧化阻化剂和膨胀型材料的不足，获得更好的应用效果。
本发明抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶包括聚丙烯酰胺凝胶、改性纳米二氧化硅和膨胀型阻燃剂，其中改性纳米二氧化硅用量的取值范围按质量百分比为改性纳米二氧化硅/单体丙烯酰胺＝2％-4％，蒸馏水余量。
所述膨胀型阻燃剂包括聚磷酸铵、聚乙二醇、三聚氰胺，其质量比为21:5:4。
上述抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶的制备方法，分三步进行，1)纳米二氧化硅改性；2)改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶制备，由改性纳米二氧化硅、单体丙烯酰胺和引发剂制成；3)改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺/膨胀型复合凝胶制备，配置膨胀型阻燃剂，得到膨胀型纳米阻化凝胶粉末。
步骤2)中改性纳米二氧化硅、单体丙烯酰胺和引发剂进行聚合反应，改性纳米二氧化硅用量的取值范围按质量百分比为改性纳米二氧化硅/单体丙烯酰胺＝2％-4％。
步骤2)中所述聚合反应温度的取值范围为65-75℃。
步骤2)中所述引发剂为过硫酸钾，用量的取值范围为过硫酸钾/丙烯酰胺＝0.4％-1.0％。
步骤3)中改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶粉末与配置膨胀型阻燃剂粉末的质量比为2.5-3.5:1。
步骤1)中所述纳米二氧化硅改性是将纳米二氧化硅加入无水乙醇和水的混合溶液，加热后加入硅烷偶联剂KH-570，硅烷偶联剂KH-570使用量按质量百分比为20％，用弱酸调至PH＝4，反应90min。
步骤1)中纳米二氧化硅改性时，无水乙醇：水＝3:1，加热至70℃。
本发明的技术效果如下：
按照最优配比制备出膨胀型纳米阻化凝胶样品，并与原煤样混合均匀后进行原位漫反射傅里叶红外光谱实验。通过对煤中主要活性官能团脂肪族甲基和亚甲基、游离羟基、羧基和醛基等的变化规律进行分析，验证了膨胀型纳米阻化凝胶对煤的氧化自燃有较好的抑制效果。
本发明具有凝胶材料结构稳定、保水性能好、热稳定性高、能有效隔绝煤氧接触等优点，其中的膨胀阻燃成分可以降低聚合物燃烧的放热量和放热速率以及燃烧时的质量损失，能有效抑制煤的氧化自燃；纳米颗粒型阻燃剂具有多相抑制作用，随着粒径的减小，比表面积的增大，阻燃颗粒与外界接触的面积增加，为反应区产生的自由基提供了更多进行复合的场所，有效地减少了煤表面自由基。相比于传统的阻化剂，更能适应复杂的井下环境，为防治煤自燃领域的研究提供了新的思路，对煤矿井下安全生产有重要的现实意义。
附图说明
图1位本发明制备原理图；
图2为本发明的整体制备流程图；
图3(a)为膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)的微观SEM图；
图3(b)为改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶的微观SEM图；
图3(c)为聚丙烯酰胺凝胶的微观SEM图；
图4(a)为原煤煤样TG/DTG曲线图；
图4(b)为聚丙烯酰胺凝胶阻化煤样TG/DTG曲线图；
图4(c)为改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶阻化煤样TG/DTG曲线图；
图4(d)为膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)阻化煤样TG/DTG曲线图；
图5为本发明的阻化煤样水分蒸发及脱附阶段活化能随转化率变化情况图；
图6为本发明的阻化煤样吸氧增重阶段活化能随转化率变化情况图；
图7(a)为原煤煤样特征温度点处的红外光谱图；
图7(b)为聚丙烯酰胺凝胶阻化煤样特征温度点处的红外光谱图；
图7(c)为改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶阻化煤样特征温度点处的红外光谱图；
图7(d)为膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)凝胶阻化煤样特征温度点处的红外光谱图；
图8为本发明的CO产生的量随温度变化规律图；
图9为本发明的CO2产生的量随温度变化规律图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种抑制煤自燃的膨胀型纳米凝胶，即膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶。该凝胶包括聚丙烯酰胺凝胶、改性纳米二氧化硅和膨胀型阻燃剂(聚磷酸铵、聚乙二醇和三聚氰胺按比例制成)，制备原理如图1所示。凝胶制作分两步进行，首先制备纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺(聚丙烯酰胺)复合凝胶，由改性纳米二氧化硅、单体丙烯酰胺和引发剂制成；然后制作膨胀型纳米阻化凝胶粉末。防治煤自燃的膨胀型纳米凝胶整体制备流程如图2所示。
膨胀型纳米凝胶配置过程：
1)纳米二氧化硅改性
将10g纳米二氧化硅加入无水乙醇：水＝180ml:60ml混合溶液中，加热至70℃，硅烷偶联剂KH-570使用量为20％，用弱酸调至PH＝4，反应时间为90分钟，反应结束后将体系冷却至室温，静置过夜后得到纳米二氧化硅凝胶溶液。通过离心(转速为8000r，时间3min)得到凝胶，用无水乙醇(无水乙醇与水的比例为1:1)多次洗涤以除去未接枝上去的KH-570水解产物。在40℃条件下真空干燥24h，经过研磨得到蓬松状的白色粉末，即KH-570改性的纳米二氧化硅。
2)改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶制备
取10g丙烯酰胺和150mL水于烧杯中均匀混合，取一定量的改性后的纳米二氧化硅，溶于去离子水后滴加到烧杯中，改性纳米二氧化硅用量的取值范围为改性纳米二氧化硅/单体丙烯酰胺＝2％-4％，均匀混合后于室温下强烈搅拌1h。引发剂为过硫酸钾，其用量的取值范围为过硫酸钾/单体丙烯酰胺＝0.4％-1.0％，在搅拌状态下滴加过硫酸钾均匀混合，然后放在65-75℃恒温水浴中封口聚合反应4h，一开始聚合反应时轻微搅拌，至混合溶液均匀稳定后停止搅拌。冷却至室温后用去离子水清洗3遍，除去未反应的物质，再用去离子水浸泡24h制备水凝胶。然后用真空干燥箱于80℃下干燥24h，用球磨机研磨即可得到二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶粉末。
3)改性二氧化硅/聚丙烯酰胺/膨胀型复合凝胶制备
取上述改性二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶粉末1g，配置膨胀型阻燃剂IFR共0.33g，其中聚磷酸铵0.231g，聚乙二醇0.0561g，三聚氰胺0.0429g(聚磷酸铵：聚乙二醇：三聚氰胺＝21:5:4，复合凝胶：膨胀型阻燃剂＝3:1，两者利用球磨机充分混合，即得到二氧化硅/聚丙烯酰胺/膨胀型复合凝胶粉末。
在具体应用中，根据井下防煤自燃的实际情况，考虑实验效果和经济成本等多方面因素，筛选纳米阻化剂、水凝胶和膨胀型阻化剂。纳米阻化剂的材料为硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化硅，水凝胶采用溶液聚合法制备，引发剂为过硫酸钾，在一定的温度下引发聚合反应，膨胀型阻化剂的酸源为聚磷酸铵、炭源为聚乙二醇、气源为三聚氰胺。
下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
本发明对改性纳米二氧化硅和聚丙烯酰胺凝胶进行复配，制备改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶，找到改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复配的最佳比例，以达到阻化剂阻化的最优效果。
改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复配，我们采用溶液聚合法，丙烯酰胺是单体，引发剂过硫酸钾。根据Box-Benhnkende的中心组合设计原理选取反应温度(A)改性纳米二氧化硅用量、(B)引发剂过硫酸钾用量、(C)对阻化剂阻化效果影响显著的3个因素，采取3因素3水平响应面分析法，设计实验点包括12个析因设计点以及5个校零点。根据实验效果及经验，改性纳米二氧化硅用量的取值范围为改性纳米二氧化硅/单体丙烯酰胺＝2％～4％，引发剂用量的取值范围为过硫酸钾/单体丙烯酰胺＝0.4％～1.0％，聚合反应温度的取值范围为65-75℃。试验中固定反应时间为4h。选取的因素和水平如表1所示，BBD响应面分析因素组合实验见表1。
表1响应面分析法(BBD)水平表
吸水性是指凝胶材料吸收水分的能力，通常是以吸水倍率来衡量，吸水倍率为单位质量的阻化剂所能吸收的液体的量，其单位为ml/g或g/g。按照表1的实验数据对全部实验数据进行凝胶吸水性实验，并对其进行数据记录，记录的数据如表2。
表2响应面分析因素组合及实验结果
利用Design-Expert软件对实验数据进行分析。一共包括12种析因实验和5种校零实验，由于各个因素对于响应值吸水性来说不是直线关系，所以通过拟合得到响应值吸水性对自变量(A改性纳米二氧化硅添加量、B过硫酸钾添加量、C反应温度)的编码因子的方程：
Y＝-124.37-114.42*A+381.90*B+3.51*C+102.92*AB+0.59*AC-7.10*BC+133.67*A2+324.94*B2-0.02*C2
通过响应面模型拟合出最优解：当丙烯酰胺添加量为10g，改性纳米二氧化硅0.4g，过硫酸钾0.07g，反应温度75℃时，复合凝胶的吸水性达到最大值，17.8792g/g。实际上，通过实验测试值是18.821g/g，非常接近。此最优条件与每两个因素曲面和等高线相符合。说明，此目标值最优解条件可取。
实施例2
膨胀型纳米阻化凝胶微观结构形态实验对比分析
(1)样品制备
配置膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)、改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶、纯聚丙烯酰胺凝胶，烘干之后研磨之前，取块状样品进行喷金处理。
(2)设备参数
采用ZEISS Gemini SEM 500扫描电子显微镜(SEM)系统，在30.00kV的情况下，放大了不同的倍数，观察阻化剂的微观形貌特征。
(3)微观结构形态研究分析
图3(a)为膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)的微观SEM，图3(b)为改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶微观SEM，图3(c)为纯聚丙烯酰胺凝胶SEM图。从图可知，加入膨胀型阻燃剂和改性纳米二氧化硅后，聚丙烯酰胺表面出现大小不一的各种颗粒，主要为膨胀型阻燃剂的颗粒，包括聚磷酸铵、聚乙二醇和三聚氰胺，均为大小不一的颗粒，被干凝胶固定在凝胶的表面。加水后形成复合水凝胶，聚丙烯酰胺水凝胶形成三维网状结构，一部分改性纳米二氧化硅吸附在网状结构的骨架上，增强凝胶的热稳定性和强度，另一部分和膨胀型阻燃剂一同进入网状结构内部，随水凝胶进入煤体的缝隙、覆盖在煤体表面协同发挥阻燃作用。
实施例3
膨胀型纳米阻化凝胶抑制煤自燃热重实验对比分析
(1)样品制备
采用粒度为80-120目(0.124-0.178mm)的煤粉作为原煤样，按照响应面分析法的优化结果配制膨胀型纳米凝胶，对原煤样进行处理。在4个同样的300ml烧杯中放入15g过140目筛分好的煤样，第一个烧杯中加入35ml水，记为样品1；第二个中加入35ml纯聚丙烯酰胺凝胶，记为样品2；第三个中加入35ml改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶，记为样品3；第四个中加入35ml的膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)，记为样品4。搅拌均匀，让其充分反应24h，将其自然晾干或烘干箱烘干后进行热重分析实验。
(2)设备参数
各实验煤样使用量均为10mg(±0.5mg)，空气流量设置为50mL/min，每个煤样均进行四种升温速率的程序升温实验，分别为2K/min、10K/min、15K/min、20K/min，升温范围为30-400℃
(3)阻化煤样TG/DTG曲线分析
TG曲线是指煤样的失重曲线，是在升温过程中，煤样质量随温度变化的曲线。DTG曲线则是TG曲线对温度的微分曲线，反映煤样在氧化失重过程中的失重速率。原煤及三种阻化剂煤样热红联用实验得到的TG/DTG曲线如下图4所示。
通过对原煤以及各阻化煤样的TG/DTG曲线进行分析，可以得到各个煤样的特征温度点，如下表3所示。
表3不同煤样特征温度表
特征温度点T1为临界温度，是煤样在升温初始阶段失重速率最大的点。临界温度越低，表明煤越容易自燃。与原煤相比，加入本发明的煤样临界温度升高了7.4℃，增加了19.86％，聚丙烯酰胺凝胶较原煤临界温度T1增加了4.32℃，改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶增加了6.12℃。对比可知，加入本发明对煤样的阻化效果最佳。
同样，干裂温度T2也相应的都有增加。加入本发明煤样的干裂温度升高了38.12℃，增加了40.67％，聚丙烯酰胺凝胶比原煤干裂温度T2增加了21.54℃，改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶增加了33.21℃。干裂温度T2是TG曲线上从室温(30℃)开始第一个最小值点，即从室温开始煤样重量达到最小值时所对应的温度。本发明凝胶相较于改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶阻化煤样干裂温度T2后移，是因为在改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶加入了膨胀型阻燃剂，膨胀型阻燃剂加入，会在材料表面形成多孔泡沫焦炭层，使热难于穿透凝聚相，阻止氧气进入燃烧区域，阻止降解生成的气态或液态产物溢出材料表面，这样使吸附气体和脱附气体达到平衡的温度延缓变慢，干裂温度T2相应的增加。
活性温度T3是标志煤样复合反应进入剧烈阶段，从活性温度点T3开始煤样开始进入增重阶段。所以，活性温度T3变大延后表明煤的自燃有所减缓。加入本发明煤样的活性温度较原煤升高了34.12℃，增加了26.82％，聚丙烯酰胺凝胶较原煤活性温度T3增加了25.72℃，改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶增加了32.12℃。3组阻化剂对煤样自燃都起到了阻化作用，其中，膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)凝胶阻化效果最佳。
增速温度T4标志着煤样复合反应即将进入失重状态。加入膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)的煤样T4增加了5.43℃，且阻化效果最佳。但增速温度T4增加的温度在2-6℃之间，与活性温度T3增加25-35℃相比很小，这一方面是因为煤样复合反应进行到后续阶段，气体的吸附和脱附都进入缓慢变化平衡状态，与初始阶段气体大量吸附和脱附不同，另一方面是因为随着温度升高，各组阻化剂均有一定程度的失活。
受热分解温度T5，是煤样氧化过程中质量最大值点所对应的温度。在此温度点，煤样的吸氧增重阶段结束，之后煤样进入到快速失重阶段。加入本发明煤样的受热分解温度T5增加了7.50℃，增加的最多。膨胀型阻燃剂主要通过在煤样表面形成多孔泡沫焦炭层，致使氧气难以与煤样接触进行反应，也阻止煤样生成的气体逸出。多孔泡沫焦炭层的形成主要是在150℃之后，所以膨胀型阻燃剂的加入在煤样复合反应的后期起到很好的阻化作用，膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)对煤自燃的阻化效果最佳。
实施例4
膨胀型纳米凝胶阻化煤样氧化动力学实验对比分析
煤自燃低温氧化过程分为水分蒸发及脱附阶段和吸氧增重阶段两部分，分别计算两个阶段的活化能随转化率的变化情况。在水分蒸发及脱附阶段，以温度30℃开始，到干裂温度(T2)结束，煤样在30℃时的质量作为初始质量W0(mg)，此时的转化率为0，干裂温度(T2)时的质量作为反应结束剩余的质量W∞(mg)，此时的转化率为1。选取转化率为0.1、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0的点进行计算。先计算不同升温速率下，各个转化率所对应的煤样的质量，在TG曲线上找到转化率对应的温度点。
使用多重扫描速率计算方法可以得到较为可靠的表观活化能。常用多重扫描速率法进行求解的方程有Kissinger方程、Ozawa方程、Boswell方程，Starink分析总结了以上方程得到Starink法来计算表观
活化能。
其中，β是程序对煤样的升温速率，K/min；CS为常数，B＝1.0037，R为动力学常数，8.314J·mol-1·K-1。
以ln(β/T^1.8)为纵坐标，-1.0037/RT为横坐标作图，拟合直线斜率，即得到各个转化率点的活化能，计算结果如下表4所示。由所得活化能与转化率数据，得到阻化煤样水分蒸发及脱附阶段活化能随转化率变化情况，如图5所示。
表4阻化煤样水分蒸发及脱附阶段活化能
由图5可以得到，煤样在整个水分蒸发及脱附阶段的活化能是随着转化率的增加而减小的。加了阻化剂煤样的活化能随转化率的变化规律和原煤是一致的，但是加了阻化剂的煤样活化能都有不同程度的增加。其中，本发明凝胶活化能的增加最多，活化能大小排序膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)＞改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶阻化煤样＞聚丙烯酰胺凝胶阻化煤样＞原煤。说明阻化剂的加入对煤自燃有很强的阻化作用，其中，膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)阻化效果最佳。
在吸氧增重阶段，以干裂温度(T2)开始，到受热分解温度(T5)结束，煤样在干裂温度(T2)时的质量作为初始质量W0(mg)，此时的转化率为0，受热分解温度(T5)时的质量作为反应结束剩余的质量W∞(mg)，此时的转化率为1。使用与水分蒸发及脱附阶段同样的方法计算各个转化率点的活化能，计算结果如下表5所示。由所得活化能与转化率数据，用Origin作图，得到阻化煤样吸氧增重阶段活化能随转化率变化情况，如图6所示。
表5阻化煤样吸氧增重阶段活化能
由图6可以得到，煤样在整个吸氧增重阶段的活化能是随着转化率的增加而增加的。加了阻化剂煤样的活化能随转化率的变化规律和原煤基本是一致的，膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)活化能的增加最多，活化能大小排序膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)阻化煤样＞改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶阻化煤样＞聚丙烯酰胺凝胶阻化煤样＞原煤。但在吸氧增重阶段，膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)活化能明显较前一阶段增加的多了，也比另外两种阻化剂增加的多，是因为膨胀型阻燃剂是在温度150℃以后开始发生反应，随着温度的升高，酸源与炭源发生酯化反应生成气体发生膨胀，起到阻化的作用，所以随温度升高，加了膨胀型阻燃剂的凝胶会表现出良好的阻化效果。
综上，不管是在水分蒸发及脱附阶段，还是吸氧增重阶段，阻化剂均对煤样的自燃起到了抑制作用，其中，膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)阻化效果最佳。
实施例5
阻化煤样气体产物红外光谱实验对比分析
阻化煤样在程序升温的过程中发生煤样复合反应，会产生大量的氧化气体，我们利用热红联用装置，将热重分析仪与红外光谱分析仪联接起来，通过热重分析仪的吹扫气将阻化煤样氧化产生的气体送到红外光谱分析仪，进行尾气的红外光谱测量，得到产生气体的红外光谱图。本实验将4组阻化煤样以2K/min的升温速率从30℃升温到400℃，利用红外光谱分析仪实时采集气体变化情况，得出各煤样特征温度点处的红外光谱图，如图7所示。
从图7可以看出，4组阻化煤样在特征温度点处红外光谱图的特征峰位置大致相同，只有峰面积有不同程度的变化。4组阻化煤样的特征峰主要集中在850-400cm-1、1650-1350cm-1、2200-1900cm-1、2650-2200cm-1和3700-3625cm-1处。850-400cm-1和2650-2200cm-1处是CO2的振动吸收峰；2200-1900cm-1处是CO的振动吸收峰；1650-1350cm-1和3700-3625cm-1处是-OH的特征峰，表征H2O的存在。CO和CO2均是煤氧化后产生的主要标志性气体，所以选择CO和CO2的特征峰具体分析。选择吸光度范围变化最明显的波数作为研究对象，CO选择波数为2115cm-1处，CO2选择波数为2350cm-1处，作CO和CO2吸光度随温度的变化情况，吸光度的大小可以反映CO和CO2产生的量，如图8和9所示。
如图8和9所示，分别为原煤煤样、聚丙烯酰胺凝胶阻化煤样、改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺凝胶阻化煤样和膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)阻化煤样在氧化失重过程中CO和CO2产生量随温度的变化情况。在加入本发明凝胶后，煤样产生CO和CO2的量不仅不随温度升高增加，反而随着温度的升高逐渐减少，说明膨胀型阻燃剂/改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶(本发明)阻化剂对煤样的阻化起到了很大的效果，是三种阻化剂中阻化效果最佳的。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶，其特征在于，凝胶包括聚丙烯酰胺凝胶、改性纳米二氧化硅和膨胀型阻燃剂，其中改性纳米二氧化硅用量的取值范围为改性纳米二氧化硅/单体丙烯酰胺＝2％-4％，蒸馏水余量。
2.根据权利要求1所述的抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶，其特征在于，所述膨胀型阻燃剂包括聚磷酸铵、聚乙二醇、三聚氰胺，其质量比为21:5:4。
3.权利要求1或2所述的抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶的制备方法，其特征在于，分三步进行，1)纳米二氧化硅改性；2)改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶制备，由改性纳米二氧化硅、单体丙烯酰胺和引发剂制成；3)改性二氧化硅/聚丙烯酰胺/膨胀型复合凝胶制备，配置膨胀型阻燃剂，得到膨胀型纳米阻化凝胶粉末。
4.根据权利要求3所述的抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶的制备方法，其特征在于，步骤2)中改性纳米二氧化硅、单体丙烯酰胺和引发剂进行聚合反应，改性纳米二氧化硅用量的取值范围按质量百分比为改性纳米二氧化硅/单体丙烯酰胺＝2％-4％。
5.根据权利要求4所述的抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述聚合反应温度的取值范围为65-75℃。
6.根据权利要求3所述的抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述引发剂为过硫酸钾，用量的取值范围按质量百分比为过硫酸钾/丙烯酰胺＝0.4％-1.0％。
7.根据权利要求3所述的抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶的制备方法，其特征在于，步骤3)中改性纳米二氧化硅/聚丙烯酰胺复合凝胶粉末与配置膨胀型阻燃剂粉末的质量比为2.5-3.5:1。
8.根据权利要求3所述的抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述改性纳米二氧化硅是将纳米二氧化硅加入无水乙醇和水的混合溶液，加热后加入硅烷偶联剂KH-570，硅烷偶联剂KH-570使用量按质量百分比为20％，用弱酸调至PH＝4，反应90min。
9.根据权利要求3所述的抑制煤自燃的膨胀型纳米阻化凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1)中纳米二氧化硅改性时，无水乙醇：水＝3:1，加热至70℃。
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113150483B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114797693A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-07-29 | 北京科技大学 | 一种煤矿用水凝胶基复合阻化剂的制备方法 |
| CN115521583A (zh) * | 2022-11-24 | 2022-12-27 | 广州豫顺新材料有限公司 | 一种改性二氧化硅的制备方法及在环氧树脂中的应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5519088A (en) * | 1991-07-18 | 1996-05-21 | Mitsui Toatsu Chemicals, Incorporated | Hardenable composition, aqueous gel and applications thereof |
| CN101812305A (zh) * | 2010-03-11 | 2010-08-25 | 中科院广州化学有限公司 | 一种三源一体微胶囊化膨胀型阻燃剂及其制备方法 |
| CN108409901A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-17 | 东南大学 | 一种纳米复合水凝胶及其制备方法 |
| CN110005463A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-12 | 北京科技大学 | 一种防治煤矸石自燃的高聚物基纳米复合阻化剂 |
| CN110935128A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-31 | 中国民用航空总局第二研究所 | 一种防火降温水凝胶及其制备方法 |
-
2021
- 2021-03-29 CN CN202110335968.XA patent/CN113150483B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5519088A (en) * | 1991-07-18 | 1996-05-21 | Mitsui Toatsu Chemicals, Incorporated | Hardenable composition, aqueous gel and applications thereof |
| CN101812305A (zh) * | 2010-03-11 | 2010-08-25 | 中科院广州化学有限公司 | 一种三源一体微胶囊化膨胀型阻燃剂及其制备方法 |
| CN108409901A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-17 | 东南大学 | 一种纳米复合水凝胶及其制备方法 |
| CN110005463A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-12 | 北京科技大学 | 一种防治煤矸石自燃的高聚物基纳米复合阻化剂 |
| CN110935128A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-31 | 中国民用航空总局第二研究所 | 一种防火降温水凝胶及其制备方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114797693A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-07-29 | 北京科技大学 | 一种煤矿用水凝胶基复合阻化剂的制备方法 |
| CN115521583A (zh) * | 2022-11-24 | 2022-12-27 | 广州豫顺新材料有限公司 | 一种改性二氧化硅的制备方法及在环氧树脂中的应用 |
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