一种绿色环保型无机柔性复合材料及其制备和使用方法技术

本发明专利技术属于煤矿安全防护喷涂密闭材料技术领域，具体涉及一种绿色环保型无机柔性复合材料及其制备和使用方法。绿色环保型无机柔性复合材料以重量分数计包括以下组分：40％

【技术实现步骤摘要】
一种绿色环保型无机柔性复合材料及其制备和使用方法


[0001]本专利技术属于煤矿安全防护喷涂密闭材料
，具体涉及一种绿色环保型无机柔性复合材料及其制备和使用方法。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]巷道工程面临的地质条件和环境条件日渐复杂，开采过程中存在火灾、瓦斯、粉尘、顶板、水等灾害。部分煤矿尤其是受冲击地压影响大的煤矿，开采过程中煤岩体内部节理裂隙等软弱界面处容易发生剪切破坏、扩张、甚至出现相互贯通的情况，最终导致煤岩体结构失稳，诱发冒顶、坍塌、片帮等安全事故；在高瓦斯矿井中，煤岩体裂隙中极易产生并涌出瓦斯，易引发火灾与爆炸。传统的煤岩体密闭材料为喷射混凝土，其优点是抗压强度高，能够承受一定的来压，。但其缺点亦十分突出，一是施工工艺复杂，工人劳动强度大，喷射速度慢；二是喷射混凝土回弹率高，成本高；三是粉尘浓度大，施工现场环境差；四是材料渗率低，粘结力差，极易造成喷层的脱落。
[0004]近年来，薄喷材料逐渐进入市场，此类产品主要有两类；分别为有机高分子类跟水泥基无机复合类。有机高分子类材料存在巨大的缺点，主要表现在以下几个方面：一是反应热高容易造成热量积聚；二是反应过程中容易挥发出苯、甲苯、二甲苯等有毒有害气体，对工人身体健康造成危害；三是发生火灾时，高分子喷涂材料若引燃会产生有毒有害气体，造成二次伤害。水泥基无机复合薄喷材料则存在技术不成熟、施工设备不配套、使用效果差、成本高等短板，导致目前市场上推广使用进度慢。且部分水泥基无机复合材料加入的聚合物胶粉类型单一，仅有一部分聚合物胶粉乳化用于改善材料的柔韧性，大多数聚合物胶粉只是起到了充当填料的作用，造成极大的浪费并造成材料价格昂贵不下，同时加入过多的填充胶粉，材料加水固化后凝固体燃烧性能达不到A1不燃标准，材料安全环保性能大大折扣。因此。开发一种绿色环保的安全防护喷涂密闭材料是十分必要的。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种绿色环保型无机柔性复合材料及其制备和使用方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种绿色环保型无机柔性复合材料，以重量分数计包括以下组分：
[0008]40％
‑
75％的新型环保胶凝材料，10％
‑
45％的无机增强填料，3％
‑
10％的增韧剂，3％
‑
8％的复合交联成膜剂，3％
‑
6％的复合钢筋阻锈剂，0.3％
‑
3％的复合阻燃剂，0.1％
‑
0.5％的流变改性剂，0.01％
‑
0.2％的增强抗渗剂，0.01％
‑
0.3％的抗流挂剂；
[0009]所述新型环保胶凝材料由高炉水淬渣、煤矸石、脱硫石膏粉、赤泥、粉煤灰、石灰石8:2:3:2:2:3的重量比例在高温煅烧后烘干、磨细加工得到；
[0010]所述增韧剂由乙烯
‑
醋酸乙烯胶粉、聚乙烯醇胶粉、PP纤维以重量比1
‑
5:1:1组成。
[0011]优选的，所述新型环保胶凝材料由高炉水淬渣、煤矸石、脱硫石膏粉、赤泥、粉煤灰、石灰石8:2:3:2:2:3的重量比例在800
‑
1000℃下高温煅烧1h后烘干、磨细加工到比表面积为800m2/kg以上得到。
[0012]优选的，所述无机增强材料包括硅灰、滑石粉、二氧化硅粉、双飞粉、钛白粉、碳酸钙粉中的一种或多种。所述无机增强材料用于填充颗粒间微小空隙，形成科学的颗粒级配，改善强度。
[0013]优选的，所述复合交联成膜剂由改性膨润土、硼砂、硅酸盐以重量比0.9
‑
1.1:0.5:2组成。
[0014]优选的，所述复合钢筋阻锈剂由磷酸盐、多羟基化合物或其金属盐、十二烷基磺酸钠以重量比4.5
‑
5.5:5:1组成；所述复合阻燃剂由氢氧化铝和三氧化二锑以重量比1:1
‑
3组成。
[0015]优选的，所述流变改性剂包括聚羧酸减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂中的一种或多种。
[0016]优选的，所述增强抗渗剂包括有机硅消泡剂、硬脂酸钙中的一种或多种。
[0017]优选的，所述抗流挂剂包括羟丙基甲基纤维素、羟丙基淀粉醚、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的两种或两种以上。加入抗流挂剂后可以改变浆体的黏度，进而改进料浆的挂壁性。
[0018]第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的绿色环保型无机柔性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0019]将高炉水淬渣、煤矸石、脱硫石膏粉、赤泥、粉煤灰、石灰石8:2:3:2:2:3的重量比例高温煅烧后烘干、磨细加工得到新型环保胶凝材料。
[0020]将新型环保胶凝材料与无机增强填料、增韧剂、复合交联成膜剂、复合钢筋阻锈剂、复合阻燃剂、流变改性剂、增强抗渗剂、抗流挂剂在干混机中混合后通过包装机包装得到所述绿色环保型无机柔性复合材料。
[0021]第三方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的绿色环保型无机柔性复合材料的使用方法，包括以下步骤：
[0022]将如第一方面所述的绿色环保型无机柔性复合材料运输到现场后，开袋投入搅拌喷涂一体机式喷涂泵车内，加水混合即可用于巷道喷涂。
[0023]上述本专利技术的一种或多种技术方案取得的有益效果如下：
[0024]本专利技术的绿色环保型无机柔性复合材料具有以下性能优势:
[0025]1、挂壁性好
[0026]绿色环保型无机柔性复合材料与煤岩壁及金属双粘结强度达到2.5MPa以上，附着力强，抗老化，不脱落，能有效防止煤岩层风化和金属网锈蚀；绿色环保型无机柔性复合材料固化过程中微膨胀无收缩，且具有良好的抗裂和抗变形性能；在绿色环保型无机柔性复合材料中添加高效减水剂，起到减少用水量，防止水泥开裂，提高抗压强度的作用；同时添加了流变改性剂等物质，提高了绿色环保型无机柔性复合材料的挂壁性，使绿色环保型无
机柔性复合材料自身以及与岩层表面的粘结变牢固，不易离散，粘聚性好，无回弹。
[0027]2、防瓦斯防水性
[0028]该喷料无毒，不燃，抗静电，安全环保。煤岩层裸体表面喷层厚度达到2mm以上，喷层均匀，封堵完整，无漏洞，隔水；巷道变形量、顶板离层量较传统喷涂减小,而锚杆拉拔力提高。在配方中将防水材料引入绿色环保型无机柔性复合材料，使绿色环保型无机柔性复合材料具有一定防水性能。在干混配方中选用聚合物胶粉(粉末状)。该聚合物胶粉可在水泥水化时，配合复合交联成膜剂在水泥中形成高分子膜状物，起到防止水泥水化物开裂和渗水的作用，使喷涂支护材料不仅起到支撑作用，而且起到防水保护、防灭火以及防止瓦斯泄露等作用，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绿色环保型无机柔性复合材料，其特征在于，以重量分数计包括以下组分：40％
‑
75％的新型环保胶凝材料，10％
‑
45％的无机增强填料，3％
‑
10％的增韧剂，3％
‑
8％的复合交联成膜剂，3％
‑
6％的复合钢筋阻锈剂，0.3％
‑
3％的复合阻燃剂，0.1％
‑
0.5％的流变改性剂，0.01％
‑
0.2％的增强抗渗剂，0.01％
‑
0.3％的抗流挂剂；所述新型环保胶凝材料由高炉水淬渣、煤矸石、脱硫石膏粉、赤泥、粉煤灰、石灰石8:2:3:2:2:3的重量比例在高温煅烧后烘干、磨细加工得到；所述增韧剂由乙烯
‑
醋酸乙烯胶粉、聚乙烯醇胶粉、PP纤维以重量比1
‑
5:1:1组成。2.如权利要求1所述的绿色环保型无机柔性复合材料，其特征在于，所述新型环保胶凝材料由高炉水淬渣、煤矸石、脱硫石膏粉、赤泥、粉煤灰、石灰石8:2:3:2:2:3的重量比例在800
‑
1000℃下高温煅烧1h后烘干、磨细加工到比表面积为800m2/kg以上得到。3.如权利要求1所述的绿色环保型无机柔性复合材料，其特征在于，所述无机增强材料包括硅灰、滑石粉、二氧化硅粉、双飞粉、钛白粉、碳酸钙粉中的一种或多种。4.如权利要求1所述的绿色环保型无机柔性复合材料，其特征在于，所述复合交联成膜剂由改性膨润土、硼砂、硅酸盐以重量比0.9
‑
1.1:0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国军，高俊勃，郝继宝，亓习瑞，王传琪，石磊，赵倩倩，王清华，刘乐，孙凯，杨丽丽，韩学海，吕学强，
申请(专利权)人：山东安实绿色开采技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：