煤岩体喷涂密闭材料制造技术

本发明专利技术提供了一种煤岩体喷涂密闭材料，属于有机/无机复配材料技术领域。本发明专利技术所述的煤岩体喷涂密封材料由高分子乳液和高阻燃粉体材料复配而成，无任何有毒有害物质挥发，施工无回弹，安全、环保，立面和顶面喷涂不流淌，不流挂，整体效果好，涂层固化后粘结力强、拉伸强度高、拉伸形变大、密封性能优良。用于煤岩体表面防护、防漏风、防瓦斯渗漏处理，膨胀性围岩掘进后表面快速防护、防潮处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤岩体喷涂密闭材料，属于有机/无机复配材料

技术介绍
在我国能源工业中，煤炭占一次性能源生产和消费的70%，所以煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。因此，煤矿安全是我国安全生产工作的重中之重。煤岩体开裂导致瓦斯积聚、漏水、漏风等问题，是影响煤矿安全的主要原因，煤岩体喷涂密闭技术是消除这些灾害的方法之一。其通过液压、气压的方法把煤岩体喷涂密闭材料注入到煤岩体的裂缝或孔隙中，然后固化，使煤岩体形成强度高、抗渗性好、稳定性高的新结构体，从而使煤 岩体具有较高的强度(固结作用)；或者使之获得较低的渗透性(抗渗作用)。矿井漏风不但会减少矿井有效风量，增加主风扇电耗，而且会引起煤炭自燃，造成瓦斯积聚，使通风系统复杂化，降低了矿井的防灾、抗灾能力，因而煤矿巷道漏风的防治，一直是矿井安全生产的重要课题。巷道防漏风的难点在于漏风面积大，漏风裂隙较为隐蔽且分布广泛，施工困难。采用喷涂法防漏风，具有直接、高效、经济的特点，但对喷涂密闭材料的性能要求较高；同时，煤矿井下存在的潮湿、易燃等特殊环境，也对煤岩体喷涂密闭材料有特定的要求:I) 一定的流动性:无论是加固还是充填、堵漏，较低黏度可使煤岩体喷涂密闭材料顺利进入施工区域。2)适当的固化时间:煤岩体喷涂密闭材料需要快速固化，以保证施工效果；而加固材料的固化时间太快或太慢，都将不利于施工及其质量。3)足够的粘结强度:保证其能与缝隙壁之间牢固的粘结。4)良好的抗压强度:保证被加固被封堵的部位能承受一定的压力。5)固化时无收缩现象:避免聚合体与缝面的局部脱空，使平均强度降低。6)优异的持久性和防渗透能力:保证在较长时间内，矿井内施工的安全。7)特别的阻燃性:保证其在瓦斯环境中不燃烧、不助燃。此外，煤岩体喷涂密闭材料还要有一定的膨胀性，一方面使材料更好地扩散，一方面能与边壁更紧密的接触。加固材料还要有良好的抗冲击强度。传统的水泥类材料，虽然具有很好的粘结强度和阻燃性，但普遍存在流动性较差的问题，且固化速度不理想。基于上述现状，为煤矿安全生产，提供一种性能良好的煤岩体喷涂密封材料，十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种煤岩体喷涂密封材料。本专利技术所述的煤岩体喷涂密封材料由两组分构成，其一为高分子乳液，另一组分为高阻燃粉体材料。高分子乳液可以是聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液、乙烯-醋酸乙烯(VAE)乳液、丁苯乳液中一种，或是这些乳液中的两种或两种以上的乳液，经复配而成的混合乳液。聚醋酸乙烯乳液的粘结力强，硬度低，抗拉伸形变能力较好。所述的乙烯-醋酸乙烯(VAE)乳液优选使用醋酸乙烯含量在70% 95%范围内的产品。丁苯乳液是由丁二烯与苯乙烯乳液共聚而得，简称SBRL。相对密度0.9 1.05。结合苯乙烯量为23 % 85 %，大量生产的丁苯乳液结合苯乙烯量在23 % 25 %，而高苯乙烯乳液(SBR-HSL)结合苯乙烯量则高达80% 85%。一般方法制得的丁苯乳液总固含量为40% 50%，而高固乳液总固含量则在63% 69%。所述的丙烯酸乳液可以是纯丙乳液、苯丙乳液或醋丙乳液。纯丙乳液具有良好的抗拉伸形变力学性能。苯丙乳液(苯乙烯-丙烯酸酯乳液)是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。根据工艺及功能的不同，苯丙乳液主要有以下分类:(I)有机硅改性苯丙乳液有机硅改性苯丙乳液简称硅苯丙乳液。有机硅具有优良的耐高低温、耐紫外线和耐红外辐射、耐氧化降解等性能，用有机硅对苯丙乳液进行改性，可以明显提高其耐候性、保光性、弹性和耐久性等。(2)有机氟改性苯丙乳液以有机氟聚合物或氟改性有机聚合物为主要成膜物质的涂料，具有优异的耐候性、耐久性、耐化学品性和防腐性、耐磨性、绝缘性、非豁附性及耐污染性等性能，广泛地应用于建筑、航空、电子、电气、机械及家庭日用品、木器家具等领域，是一种集高、新、特于一身的性能优异的涂料，在涂料工业中占有十分重要的地位，享有“涂料王”的美称。(3)环氧树脂改性苯丙乳液环氧改性苯丙乳液既具有环氧树脂高强度、耐腐蚀、附着力强的优点，又具有苯丙乳液的耐候性、光泽好等特点，其涂膜的硬度、耐污染性及耐水性优良，有很大的推广价值。(4)功能性单体改性苯丙乳液近年来，进一步提高和完善苯丙乳液性能的研究趋活跃，而对体系功能性单体的研究是其中的热点之一。共聚单体组成一般可分为3部分，第一为软单体(丙烯酸酯)，玻璃化温度低，赋予聚合物粘接性能；第二为硬单体(苯乙烯)，玻璃化温度高，赋予聚合物内聚力；第三为功能性单体，它与软、硬单体共聚后可以得到具有官能团的共聚物，能够使乳液的综合性能得到明显提高。(5)阳离子苯丙乳液 阳离子苯丙乳液是指采用阳离子型表面活性剂或带正电荷的丙烯酸系单体制得的聚合物或共聚其基本特征是聚合物表面或聚合物本身带正电荷。由于阳离子苯丙乳液带有正电荷，不仅有利于带负电荷表面的中和、吸附和粘合，而且还具有杀菌、防尘和抗静电作用。醋丙乳液又称乙丙乳液。是以醋酸乙烯和丙烯酸丁酯单体经乳液共聚，而成的水性高分子树脂。上述高分子乳液由两种或两种以上组分混配而成时，其中的各个组分所占比例相同，为等比例混合。上述的高阻燃粉体材料由粉煤灰、水泥、糖、石膏、粘土、纤维材料中的两种或两种以上复配而成。所述的粉煤灰和水泥在高阻燃粉体材料中为等比例使用，添加量相同。当使用糖时，糖的添加量为粉煤灰和水泥之和质量的5_15%。在高阻燃粉体材料的具体应用中，在使用粉煤灰和水泥的前提下，优选添加石膏、粘土、纤维材料中的一种或多种；石膏、粘土或两者之和的添加量，应为粉煤灰和水泥之和质量的10-50% ;纤维材料的添加量为粉煤灰和水泥之和质量的1-10%。粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。目前火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:Si02、A1203、Fe0、Fe203、Ca0、Ti02等。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。粉煤灰的细度和粒度是比较重要的指标，它直接影响着粉煤灰的其他性质，粉煤灰越细，细粉占的比重越大，其活性也越大。粉煤灰的细度影响早期水化反应，而化学成分影响后期的反应。水泥可以是白水泥、普通水泥、双快水泥。本专利技术中优选使用双快水泥，其使用可加快喷涂后材料表面干燥固化速率，提高工作效率。水泥按用途及性能分为:1、通用水泥:一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指:GB175-1999、GB1344-1999和GB12958-1999规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。2、专用水泥:专门用途的水泥。如:G级油井水泥，道路硅酸盐水泥。3、特性水泥:某种性能比较突出的水泥。如:快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥。水泥按其主要水硬性物质名称分为:1、硅酸盐水泥(国外通称的波特兰水泥);2、铝酸盐水泥；3、硫铝酸盐水泥；4、铁铝酸盐水泥；5、氟铝酸盐水泥；6、以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥。主要技术特性分为:1、快硬性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤岩体喷涂密封材料，其特征在于，所述的煤岩体喷涂密封材料由高分子乳液和高阻燃粉体材料构成；高分子乳液是聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液、乙烯?醋酸乙烯乳液、丁苯乳液中一种，或是这些乳液中的两种或两种以上的乳液，经复配而成的混合乳液；所述的高阻燃粉体材料由粉煤灰、水泥、糖、石膏、粘土、纤维材料中的两种或两种以上复配而成。

【技术特征摘要】
1.一种煤岩体喷涂密封材料，其特征在于，所述的煤岩体喷涂密封材料由高分子乳液和高阻燃粉体材料构成；高分子乳液是聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液、乙烯-醋酸乙烯乳液、丁苯乳液中一种，或是这些乳液中的两种或两种以上的乳液，经复配而成的混合乳液；所述的高阻燃粉体材料由粉煤灰、水泥、糖、石膏、粘土、纤维材料中的两种或两种以上复配。2.根据权利要求1所述的煤岩体喷涂密封材料，其特征在于，所述的高分子乳液和高阻燃粉体材料质量 混合比例为(1.5-2.5): I;优选2: I。3.根据权利要求1或2所述的煤岩体喷涂密封材料，其特征在于，所述的高分子乳液由两种或两种以上组分混配而成时，其中的各个组分所占比例相同，为等比例混合。4.根据权利要求1、2或3所述的煤岩体喷涂密封材料，其特征在于，所述的丙烯酸乳液可以是纯丙乳液、苯丙乳液或醋丙乳液。5.根据权利要求1所述的煤岩体喷涂密封材料，其特征在于，所述的高阻燃粉体材料由粉煤灰和水泥构成，两者添加量相同。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，郭茹，张宁宁，
申请(专利权)人：山东固安特工程材料有限公司，
类型：发明
国别省市：