一种矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料及其制备方法与流程

1.本发明属于矿用瓦斯抽放钻孔的封孔技术领域，主要涉及一种矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料及其制备方法，该材料具有优良的封孔功能，主要应用于煤矿井下瓦斯钻孔的快速封堵。

背景技术：

2.煤矿瓦斯抽放是解决矿井瓦斯问题的根本途径，钻孔的封孔质量是影响瓦斯抽放效果的关键因素之一，钻孔施工结束后，封孔环节的工作至关重要。传统的聚合物喷涂泡沫封孔材料发泡过程中是属于四散发泡，方向不集中，先在平面进行发泡，而后进行纵向发泡。对在钻孔孔口段未塌孔时，封孔效果较好。对有塌孔现象严重，现有的聚合物封孔易造成里堵封孔不严，封孔成型后收缩，负角度钻孔注浆时浆液流向钻孔内，注浆压力起不来，无法将封孔段注实，造成封孔质量差，直接影响钻孔抽采效果，无法有效降低煤层瓦斯含量，制约煤矿安全高效生产。
3.基于现有问题，本发明提出一种高发泡倍数、膨胀性优良的矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料及其制备方法，主要解决钻孔发生塌孔时里堵封不严的难题，可以将封孔段堵严，提升带压注浆能力，从而保证钻孔封孔质量，提升抽采效果。

技术实现要素：

4.本发明的目的针对上述现有技术中存在的问题，提供一种矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料及其制备方法。
5.所述的聚合物复合泡沫材料成型前由a组分组合物、b组分组合物组成，所述的为质量份数；其中
6.a组分：
7.papi 110～120份，阻燃剂mca 6～10份，聚合物发泡微球1～3份，轻质碳酸钙粉1～3份，导电炭黑粉2～5份，二乙二醇二苯甲酸酯2～5份，yrfc-rg01触变剂2～3份。
8.b组分：
9.4110聚醚45～50份，635聚醚45～50份，403聚醚1～3份，泡沫稳定剂2～3份，发泡剂10～15份，阻燃剂mp 5～10份，dmmp阻燃剂10～12份，复合催化剂0.5～1.0份，抗静电剂3～5份，氢氧化铝粉1～3份，yrfc-rg02a触变剂2～3份。
10.进一步优选方案，所述的papi为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，-nco基团质量含量为31.1～31.5％，万华化学集团股份有限公司生产；所述的阻燃剂mca是白晶状细粉末氰尿酸三聚氰胺，为市售的阻燃剂，平均粒径小于50微米；所述的聚合物发泡微球为荷兰阿克苏诺贝尔公司生产，型号为551de40d42；所述的二乙二醇二苯甲酸酯市售；所述的触变剂为广州优润生产的yrfc-rg01，yrfc-rg02a型触变剂，所述的导电炭黑粉、轻质碳酸钙粉为市售，平均粒径小于10微米，使用前干燥。
11.进一步优选方案，所述的4110聚醚，635聚醚，403聚醚为河北亚东化工集团有限公
司生产的聚醚多元醇；所述的泡沫稳定剂为美国迈图公司生产l-6900型聚氨酯硬泡用泡沫稳定剂；所述的抗静电剂为德国高施米特公司生产ortegol-ast型抗静电剂；所述的发泡剂型号hfo-1336mzzz为顺式六氟丁烯，弗气化工制冷剂销售商销售；所述的阻燃剂mp为磷酸三聚氰胺市售，平均粒径小于50微米；所述的dmmp阻燃剂为甲基膦酸二甲酯市售；所述的氢氧化铝粉，平均粒径小于10微米，为市售。
12.进一步所述的复合催化剂制备方法为常温下将40份三乙烯二胺溶解于60份一缩二乙二醇溶剂中，然后在其中加入4份二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌混合均匀即可。
13.本发明上述一种封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备方法，按照下列步骤制备：
14.第一步、a组分的制备：
15.步骤1：将papi 110～120份，阻燃剂mca 6～10份，聚合物发泡微球1～3份，轻质碳酸钙粉1～3份，导电炭黑粉2～5份，依次加入混合容器中，在氮气保护下常温搅拌混合均匀，搅拌速率为30～40r/min；
16.步骤2：然后将二乙二醇二苯甲酸酯2～5份，yrfc-rg01触变剂2～3份加入上述混合物料中，继续搅拌20分钟，即制得a组分；
17.步骤3：将a组分按计量装入塑料软包装袋子的一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
18.第二步、b组分的制备：
19.步骤1：将4110聚醚45～50份，635聚醚45～50份，403聚醚1～3份依次加入混合釜中，在搅拌速率为30～40r/min的条件下，常温搅拌均匀；
20.步骤2：然后加入泡沫稳定剂2～3份，dmmp阻燃剂10～12份，复合催化剂0.5～1.0份，进一步搅拌均匀；
21.步骤3：再将阻燃剂mp 5～10份，抗静电剂3～5份，氢氧化铝粉1～3份加入混合釜中搅拌均匀；
22.步骤4：最后加入yrfc-rg02a触变剂2～3份，发泡剂10～15份，常温下搅拌混合均匀得到b组分；
23.步骤5：将b组分按计量装入塑料软包装袋子的另一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
24.a、b按质量比a∶b＝1～1.05∶1装料，
25.第三步、封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备：
26.步骤1：用手分别将装有a、b组合物组分的塑料软包装袋子挤压揉搓，使袋子中的a、b组分成流动状态；
27.步骤2：抽取塑料软包装袋子的中间塑料卡子，将a、b组分在软包装塑料袋子中挤压揉搓混合30～60s，然后将塑料软包装袋子充填于钻孔中，a、b组分经聚合反应即生成封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料。
28.所述塑料软包装袋子及塑料卡子为山西合成材料产业技术研究院有限公司提供。
29.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
30.第一、本发明在a、b组分中加入了固体阻燃剂mca、阻燃剂mp及固体填料轻质碳酸钙粉和氢氧化铝粉，在生成的聚合物泡沫中起到骨架作用和增强作用，可防止成型后聚合
物收缩；
31.第二、本发明在聚合体系中加入聚合物发泡微球，为聚丙烯酸酯型，一方面可充分保证生成聚合物的发泡倍率，起到二次发泡的作用，另一方面可增加聚合物泡沫材料的强度，也可阻止聚合物泡沫材料的收缩。
32.第三、本发明在a、b组分中加入了触变剂，使a、b组合物物料在储存过程中处于物理凝胶状态，可有效防止a、b组合物组分中固体物料在软包装塑料袋储存过程中的沉降、结块，确保后续聚合过程中固体物料在体系中的分散均匀性及在泡沫材料中的应力分散作用；
33.第四、导电炭黑粉及抗静电剂的加入确保成型后聚合物泡沫材料的良好抗静电性，有利于瓦斯管道封孔的安全性及煤矿安全生产。
34.第五、环保型发泡剂顺式六氟丁烯的使用在确保发泡倍率的同时，对臭氧层不起破坏作用，具有良好的安全性能，不易燃、不爆炸、无毒、无刺激性、无腐蚀性。
具体实施方式
35.实施例1
36.本实施例所述一种封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料，其成型前由包括下列质量份数的a、b组合物组分组成：
37.a组分：
38.papi 110份，阻燃剂mca 10份，聚合物发泡微球3份，轻质碳酸钙粉3份，导电炭黑粉5份，二乙二醇二苯甲酸酯5份，yrfc-rg01触变剂3份。
39.b组分：
40.4110聚醚45份，635聚醚45份，403聚醚3份，泡沫稳定剂3份，发泡剂15份，阻燃剂mp 10份，dmmp阻燃剂12份，复合催化剂1.0份，抗静电剂5份，氢氧化铝粉3份，yrfc-rg02a触变剂3份。
41.进一步优选方案，所述的papi为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，-nco基团质量含量为31.1～31.5％，万华化学集团股份有限公司生产；所述的阻燃剂mca是白晶状细粉末氰尿酸三聚氰胺，为市售的阻燃剂，平均粒径小于50微米；所述的聚合物发泡微球为荷兰阿克苏诺贝尔公司生产，型号为551de40d42；所述的二乙二醇二苯甲酸酯市售；所述的触变剂为广州优润生产的yrfc-rg01，yrfc-rg02a型触变剂，所述的导电炭黑粉、轻质碳酸钙粉为市售，平均粒径小于10微米，使用前干燥。
42.进一步优选方案，所述的4110聚醚，635聚醚，403聚醚为河北亚东化工集团有限公司生产的聚醚多元醇；所述的泡沫稳定剂为美国迈图公司生产l-6900型聚氨酯硬泡用泡沫稳定剂；所述的抗静电剂为德国高施米特公司生产ortegol-ast型抗静电剂；所述的发泡剂为1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯，型号为hfo-1336mzzz，弗气化工制冷剂销售商销售；所述的阻燃剂mp为磷酸三聚氰胺市售，平均粒径小于50微米；所述的dmmp阻燃剂为甲基膦酸二甲酯市售；所述的氢氧化铝粉平均粒径小于10微米，为市售。
43.进一步所述的复合催化剂制备方法为常温下将40份三乙烯二胺溶解于60份一缩二乙二醇溶剂中，然后在其中加入4份二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌混合均匀即可。
44.本发明上述一种矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备方法，按照下列步骤
制备：
45.第一步、a组分的制备：
46.步骤1：将papi 110份，阻燃剂mca 10份，聚合物发泡微球3份，导电炭黑粉5份，轻质碳酸钙粉3份依次加入混合容器中，在氮气保护下常温搅拌混合均匀，搅拌速率为30～40r/min；
47.步骤2：再将二乙二醇二苯甲酸酯5份，yrfc-rg01触变剂3份加入上述混合物料中，继续搅拌20分钟，即制得a组分；
48.步骤3：将a组分按计量装入塑料软包装袋子的一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
49.第二步、b组分的制备：
50.步骤1：将4110聚醚45份，635聚醚45份，403聚醚3份依次加入混合釜中，在搅拌速率为30～40r/min的条件下，常温搅拌均匀；
51.步骤2：然后加入泡沫稳定剂3份，dmmp阻燃剂12份，复合催化剂1.0份，进一步搅拌均匀；
52.步骤3：再将阻燃剂mp 10份，抗静电剂5份，氢氧化铝粉3份加入混合釜中搅拌均匀；
53.步骤4：最后加入yrfc-rg02a触变剂3份，发泡剂15份，常温下搅拌混合均匀得到b组分；
54.步骤5：将b组分按计量装入塑料软包装袋子的另一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
55.a、b按质量比a∶b＝1～1.05∶1装料，装有a、b组合料的矿用瓦斯管道封孔袋见。
56.所述塑料软包装袋子及塑料卡子为山西合成材料产业技术研究院有限公司提供。
57.第三步、封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备：
58.步骤1：常温下用手分别将装有a、b组分的塑料软包装袋子挤压揉搓，使袋子中的a、b组分成流动状态；
59.步骤2：抽取塑料软包装袋子的中间塑料卡子，将a、b组分在塑料软包装袋子中挤压揉搓混合30～60s，然后将塑料软包装袋子充填于钻孔中，a、b组分经聚合反应即生成封堵钻孔的聚合物复合材料。
60.实施例2
61.本实施例所述一种封堵钻孔的聚合物复合材料，其成型前由包括下列质量份数的a、b组合物组分组成：
62.a组分：
63.papi 120份，阻燃剂mca 6份，聚合物发泡微球1份，轻质碳酸钙粉1份，导电炭黑粉2份，二乙二醇二苯甲酸酯2份，yrfc-rg01触变剂2份。
64.b组分：
65.4110聚醚50份，635聚醚50份，403聚醚1份，泡沫稳定剂2份，发泡剂10份，阻燃剂mp 5份，dmmp阻燃剂10份，复合催化剂0.5份，抗静电剂3份，氢氧化铝粉1份，yrfc-rg02a触变剂2份。
66.进一步优选方案，所述的papi为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，-nco基团质量含量
为31.1～31.5％，万华化学集团股份有限公司生产；所述的阻燃剂mca是白晶状细粉末氰尿酸三聚氰胺，为市售的阻燃剂，平均粒径小于50微米；所述的聚合物发泡微球为荷兰阿克苏诺贝尔公司生产，型号为551de40d42；所述的二乙二醇二苯甲酸酯市售；所述的触变剂为广州优润生产的yrfc-rg01，yrfc-rg02a型触变剂；所述的导电炭黑粉、轻质碳酸钙粉为市售，平均粒径小于10微米，使用前干燥。。
67.进一步优选方案，所述的4110聚醚，635聚醚，403聚醚为河北亚东化工集团有限公司生产的聚醚多元醇；所述的泡沫稳定剂为美国迈图公司生产l-6900型聚氨酯硬泡用泡沫稳定剂；所述的抗静电剂为德国高施米特公司生产ortegol-ast型抗静电剂；所述的发泡剂为顺式六氟丁烯，型号为hfo-1336mzzz，弗气化工制冷剂销售商销售；所述的阻燃剂mp为磷酸三聚氰胺市售，平均粒径小于50微米；所述的dmmp阻燃剂为甲基膦酸二甲酯市售；所述的氢氧化铝粉为市售，平均粒径小于10微米。
68.进一步所述的复合催化剂制备方法为常温下将40份三乙烯二胺溶解于60份一缩二乙二醇溶剂中，然后在其中加入4份二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌混合均匀即可。
69.本发明上述一种封堵钻孔的聚合物复合材料的制备方法，按照下列步骤制备：
70.第一步、a组分的制备：
71.步骤1：将papi 120份，阻燃剂mca 6份，聚合物发泡微球1份，导电炭黑粉2份，轻质碳酸钙粉1份依次加入混合容器中，在氮气保护下常温搅拌混合均匀，搅拌速率为30～40r/min；
72.步骤2：再将二乙二醇二苯甲酸酯2份，yrfc-rg01触变剂2份加入上述混合物料中，继续搅拌20分钟，即制得a组分；
73.步骤3：将a组分按计量装入塑料软包装袋子的一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
74.第二步、b组分的制备：
75.步骤1：将4110聚醚50份，635聚醚50份，403聚醚1份依次加入混合釜中，在搅拌速率为30～40r/min的条件下，常温搅拌均匀；
76.步骤2：然后加入泡沫稳定剂2份，dmmp阻燃剂10份，复合催化剂0.5份，进一步搅拌均匀；
77.步骤3：再将阻燃剂mp 5份，抗静电剂3份，氢氧化铝粉1份加入混合釜中搅拌均匀；
78.步骤4：最后加入yrfc-rg02a触变剂2份，发泡剂10份，常温下搅拌混合均匀得到b组分；
79.步骤5：将b组分按计量装入塑料软包装袋子的另一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
80.a、b按质量比a∶b＝1～1.05∶1装料，装有a、b组合料的矿用瓦斯管道封孔袋见。
81.所述塑料软包装袋子及塑料卡子为山西合成材料产业技术研究院有限公司提供。
82.第三步、封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备：
83.步骤1：常温下用手分别将装有a、b组分的塑料软包装袋子挤压揉搓，使袋子中的a、b组分成流动状态；
84.步骤2：抽取塑料软包装袋子的中间塑料卡子，将a、b组分在塑料软包装袋子中挤压揉搓混合30～60s,然后将塑料软包装袋子充填于钻孔中，a、b组分经聚合反应即生成封
堵钻孔的聚合物复合泡沫材料。
85.实施例3
86.本实施例所述一种封堵钻孔的聚合物复合材料，其成型前由包括下列质量份数的a、b组合物组分组成：
87.a组分：
88.papi 115份，阻燃剂mca 8份，聚合物发泡微球2份，轻质碳酸钙粉2份，导电炭黑粉4份，二乙二醇二苯甲酸酯3份，yrfc-rg01触变剂2份。
89.b组分：
90.4110聚醚47份，635聚醚47份，403聚醚2份，泡沫稳定剂3份，发泡剂13份，阻燃剂mp 8份，dmmp阻燃剂11份，复合催化剂0.8份，抗静电剂4份，氢氧化铝粉2份，yrfc-rg02a触变剂2份。
91.进一步优选方案，所述的papi为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，-nco基团质量含量为31.1～31.5％，万华化学集团股份有限公司生产；所述的阻燃剂mca是白晶状细粉末氰尿酸三聚氰胺，为市售的阻燃剂，平均粒径小于50微米；所述的聚合物发泡微球为荷兰阿克苏诺贝尔公司生产，型号为551de40d42；所述的二乙二醇二苯甲酸酯市售；所述的触变剂为广州优润生产的yrfc-rg01，yrfc-rg02a型触变剂，所述的导电炭黑粉、轻质碳酸钙粉为市售，平均粒径小于10微米，使用前干燥。
92.进一步优选方案，所述的4110聚醚，635聚醚，403聚醚为河北亚东化工集团有限公司生产的聚醚多元醇；所述的泡沫稳定剂为美国迈图公司生产l-6900型聚氨酯硬泡用泡沫稳定剂；所述的抗静电剂为德国高施米特公司生产ortegol-ast型抗静电剂；所述的发泡剂型号hfo-1336mzzz为顺式六氟丁烯，弗气化工制冷剂销售商销售；所述的阻燃剂mp为磷酸三聚氰胺市售，平均粒径小于50微米；所述的dmmp阻燃剂为甲基膦酸二甲酯市售；所述的氢氧化铝粉为市售，平均粒径小于10微米。
93.进一步所述的复合催化剂制备方法为常温下将40份三乙烯二胺溶解于60份一缩二乙二醇溶剂中，然后在其中加入4份二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌混合均匀即可。
94.本发明上述一种封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备方法，按照下列步骤制备：
95.第一步，a组分的制备：
96.步骤1：将papi 115份，阻燃剂mca 8份，聚合物发泡微球2份，轻质碳酸钙粉2份，导电炭黑粉4份依次加入混合容器中，在氮气保护下常温搅拌混合均匀，搅拌速率为30～40r/min；
97.步骤2：再将二乙二醇二苯甲酸酯3份，yrfc-rg01触变剂2份加入上述混合物料中，继续搅拌20分钟，即制得a组分；
98.步骤3：将a组分按计量装入塑料软包装袋子的一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
99.第二步、b组分的制备：
100.步骤1：将4110聚醚47份，635聚醚47份，403聚醚2份依次加入混合釜中，在搅拌速率为30～40r/min的条件下，常温搅拌均匀；
101.步骤2：然后加入泡沫稳定剂3份，dmmp阻燃剂11份，复合催化剂0.8份，进一步搅拌
均匀；
102.步骤3：再将阻燃剂mp 8份，抗静电剂4份，氢氧化铝粉2份加入混合釜中搅拌均匀；
103.步骤4：最后加入yrfc-rg02a触变剂2份，发泡剂13份，常温下搅拌混合均匀得到b组分；
104.步骤5：将b组分按计量装入塑料软包装袋子的另一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
105.a、b按质量比a∶b＝1～1.05∶1装料，装有a、b组合料的矿用瓦斯管道封孔袋见。
106.所述塑料软包装袋子及塑料卡子为山西合成材料产业技术研究院有限公司提供。
107.第三步、封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备：
108.步骤1：常温下用手分别将装有a、b组合物组分的塑料软包装袋子挤压揉搓，使袋子中的a、b组分成流动状态；
109.步骤2：抽取塑料软包装袋子的中间塑料卡子，将a、b组分挤压揉搓混合30～60s,然后将塑料软包装袋子充填于钻孔中，a、b组分经聚合反应即生成封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料。
110.实施例4
111.本实施例所述一种封堵钻孔的聚合物复合材料，其成型前由包括下列质量份数的a、b组合物组分组成：
112.a组分：
113.papi 118份，阻燃剂mca 9份，聚合物发泡微球3份，轻质碳酸钙粉1份，导电炭黑粉3份，二乙二醇二苯甲酸酯4份，yrfc-rg01触变剂3份。
114.b组分：
115.4110聚醚48份，635聚醚48份，403聚醚3份，泡沫稳定剂3份，发泡剂14份，阻燃剂mp 9份，dmmp阻燃剂12份，复合催化剂0.9份，抗静电剂3份，氢氧化铝粉3份，yrfc-rg02a触变剂2份。
116.进一步优选方案，所述的papi为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，-nco基团质量含量为31.1～31.5％，万华化学集团股份有限公司生产；所述的阻燃剂mca是白晶状细粉末氰尿酸三聚氰胺，为市售的阻燃剂，平均粒径小于50微米；所述的聚合物发泡微球为荷兰阿克苏诺贝尔公司生产，型号为551de40d42；所述的二乙二醇二苯甲酸酯市售；所述的触变剂为广州优润生产的yrfc-rg01，yrfc-rg02a型触变剂，所述的导电炭黑粉、轻质碳酸钙粉为市售，平均粒径小于10微米，使用前干燥。
117.进一步优选方案，所述的4110聚醚，635聚醚，403聚醚为河北亚东化工集团有限公司生产的聚醚多元醇；所述的泡沫稳定剂为美国迈图公司生产l-6900型聚合物硬泡用泡沫稳定剂；所述的抗静电剂为德国高施米特公司生产ortegol-ast型抗静电剂；所述的发泡剂型号hfo-1336mzzz为顺式六氟丁烯，弗气化工制冷剂销售商销售；所述的阻燃剂mp为磷酸三聚氰胺市售，平均粒径小于50微米；所述的dmmp阻燃剂为甲基膦酸二甲酯市售；所述的氢氧化铝粉为市售，平均粒径小于10微米。
118.进一步所述的复合催化剂制备方法为常温下将40份三乙烯二胺溶解于60份一缩二乙二醇溶剂中，然后在其中加入4份二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌混合均匀即可。
119.本发明上述一种封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备方法，按照下列步骤制
备：
120.第一步、a组分的制备：
121.步骤1：将papi 118份，阻燃剂mca 9份，聚合物发泡微球3份，轻质碳酸钙粉1份，导电炭黑粉3份依次加入混合容器中，在氮气保护下常温搅拌混合均匀，搅拌速率为30～40r/min；
122.步骤2：再将二乙二醇二苯甲酸酯4份，yrfc-rg01触变剂3份加入上述混合物料中，继续搅拌20分钟，即制得a组分；
123.步骤3：将a组分按计量装入塑料软包装袋子的一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
124.第二步、b组分的制备：
125.步骤1：将4110聚醚48份，635聚醚48份，403聚醚3份依次加入混合釜中，在搅拌速率为30～40r/min的条件下，常温搅拌均匀；
126.步骤2：然后加入泡沫稳定剂3份，dmmp阻燃剂12份，复合催化剂0.9份，进一步搅拌均匀；
127.步骤3：再将阻燃剂mp 9份，抗静电剂3份，氢氧化铝粉3份加入混合釜中搅拌均匀；
128.步骤4：最后加入yrfc-rg02a触变剂2份，发泡剂14份，常温下搅拌混合均匀得到b组分；
129.步骤5：将b组分按计量装入塑料软包装袋子的另一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
130.a、b按质量比a∶b＝1～1.05∶1装料，装有a、b组合料的矿用瓦斯管道封孔袋见。
131.所述塑料软包装袋子及塑料卡子为山西合成材料产业技术研究院有限公司提供。
132.第三步、封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备：
133.步骤1：常温下用手分别将装有a、b组合物组分的塑料软包装袋子挤压揉搓，使袋子中的a、b组分成流动状态；
134.步骤2：抽取塑料软包装袋子的中间塑料卡子，将a、b组分挤压揉搓混合30～60s,然后将塑料软包装袋子充填于钻孔中，a、b组分经聚合反应即生成封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料。
135.实施例5
136.本实施例所述一种封堵钻孔的聚合物复合材料，其成型前由包括下列质量份数的a、b组合物组分组成：
137.a组分：
138.papi 116份，阻燃剂mca 7份，聚合物发泡微球2份，轻质碳酸钙粉1份，导电炭黑粉3份，二乙二醇二苯甲酸酯3份，触变剂yrfc-rg01 3份。
139.b组分：
140.4110聚醚46份，635聚醚48份，403聚醚2份，泡沫稳定剂2份，发泡剂12份，阻燃剂mp 7份，dmmp阻燃剂11份，复合催化剂0.8份，抗静电剂3份，氢氧化铝粉2份，yrfc-rg02a触变剂2份。
141.进一步优选方案，所述的papi为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，-nco基团质量含量为31.1～31.5％，万华化学集团股份有限公司生产；所述的阻燃剂mca是白晶状细粉末氰
尿酸三聚氰胺，为市售的阻燃剂，平均粒径小于50微米；所述的聚合物发泡微球为荷兰阿克苏诺贝尔公司生产，型号为551de40d42；所述的二乙二醇二苯甲酸酯市售；所述的触变剂为广州优润生产的yrfc-rg01，yrfc-rg02a型触变剂，所述的导电炭黑粉、轻质碳酸钙粉为市售，平均粒径小于10微米，使用前干燥。
142.进一步优选方案，所述的4110聚醚，635聚醚，403聚醚为河北亚东化工集团有限公司生产的聚醚多元醇；所述的泡沫稳定剂为美国迈图公司生产l-6900型聚氨酯硬泡用泡沫稳定剂；所述的抗静电剂为德国高施米特公司生产ortegol-ast型抗静电剂；所述的发泡剂型号hfo-1336mzzz为顺式六氟丁烯，弗气化工制冷剂销售商销售；所述的阻燃剂mp为磷酸三聚氰胺市售，平均粒径小于50微米；所述的dmmp阻燃剂为甲基膦酸二甲酯市售；所述的氢氧化铝粉为市售，平均粒径小于10微米。
143.进一步所述的复合催化剂制备方法为常温下将40份三乙烯二胺溶解于60份一缩二乙二醇溶剂中，然后在其中加入4份二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌混合均匀即可。
144.本发明上述一种封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备方法，按照下列步骤制备：
145.第一步、a组分的制备：
146.步骤1：将papi 116份，阻燃剂mca 7份，聚合物发泡微球2份，轻质碳酸钙粉1份，导电炭黑粉3份，依次加入混合容器中，在氮气保护下常温搅拌混合均匀，搅拌速率为30～40r/min；
147.步骤2：再将二乙二醇二苯甲酸酯3份，yrfc-rg01触变剂3份加入上述混合物料中，继续搅拌20分钟，即制得a组分；
148.步骤3：将a组分按计量装入塑料软包装袋子的一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
149.第二步、b组分的制备：
150.步骤1：将4110聚醚46份，635聚醚48份，403聚醚2份依次加入混合釜中，在搅拌速率为30～40r/min的条件下，常温搅拌均匀；
151.步骤2：然后加入泡沫稳定剂2份，dmmp阻燃剂11份，复合催化剂0.8份，进一步搅拌均匀；
152.步骤3：再将阻燃剂mp 7份，抗静电剂3份，氢氧化铝粉2份加入混合釜中搅拌均匀；
153.步骤4：最后加入yrfc-rg02a触变剂2份，发泡剂12份，常温下搅拌混合均匀得到b组分；
154.步骤5：将b组分按计量装入塑料软包装袋子的另一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，然后在氮气保护下用封口机封口。
155.a、b按质量比a∶b＝1～1.05∶1装料，装有a、b组合料的矿用瓦斯管道封孔袋见。
156.所述塑料软包装袋子及塑料卡子为山西合成材料产业技术研究院有限公司提供。
157.第三步、封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备：
158.步骤1：常温下用手分别将装有a、b组合物组分的塑料软包装袋子挤压揉搓，使袋子中的a、b组分成流动状态；
159.步骤2：抽取塑料软包装袋子的中间塑料卡子，将a、b组分挤压揉搓混合30～60s,然后将塑料软包装袋子充填于钻孔中，a、b组分经聚合反应即生成封堵钻孔的聚合物复合
泡沫材料。
160.参考gb/t21558-2008建筑绝热用喷涂硬质聚合物泡沫塑料，gb/t26689-2011冰箱、冰柜用聚合物泡沫塑料，gb/t10799-2008硬质泡沫塑料开孔和闭孔体积百分率的测定，mt113-1995煤矿井下用聚合物制品阻燃抗静电性通用试验方法等相关标准及判定规则测得本发明所生成的矿用封堵钻孔聚合物复合泡沫材料的各项性能如下：
161.表1.一种矿用封堵钻孔聚合物复合泡沫材料的性能
[0162][0163][0164]
所述的封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料，由a、b两种组合物组分组成，将a、b两种组分分别装入软包装塑料袋子的两端中，软包装塑料袋子中间用塑料卡子将a、b两种组分分开，形成一个整体。使用时先将a、b两种组合物用手揉搓成流动状态，然后将袋子中间塑料卡子取下，将a、b两种组合物组分用手在软包装袋子中充分混合，然后充填于钻孔中即可反应膨胀对钻孔进行封堵，聚合物和聚合物微球两次发泡，膨胀倍数大，泡沫强度高，封孔效果好。

技术特征：

1.一种矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料，其特征在于：由质量份数的a组分组合物与b组分组合物组成；其中a组分：papi 110～120份，阻燃剂mca 6～10份，聚合物发泡微球1～3份，轻质碳酸钙粉1～3份，导电炭黑粉2～5份，二乙二醇二苯甲酸酯2～5份，yrfc-rg01触变剂2～3份；b组分：4110聚醚45～50份，635聚醚45～50份，403聚醚1～3份，泡沫稳定剂2～3份，发泡剂10～15份，阻燃剂mp 5～10份，dmmp阻燃剂10～12份，复合催化剂0.5～1.0份，抗静电剂3～5份，氢氧化铝粉1～3份，yrfc-rg02a触变剂2～3份。2.根据权利要求1一种矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料，其特征在于：所述的a组分中papi为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，-nco基团质量含量为31.1～31.5％，万华化学集团股份有限公司生产；所述的阻燃剂mca是白晶状细粉末氰尿酸三聚氰胺，为市售的阻燃剂，平均粒径小于50微米；所述的聚合物发泡微球为荷兰阿克苏诺贝尔公司生产，型号为551de40d42；所述的二乙二醇二苯甲酸酯市售；所述的触变剂为广州优润生产的yrfc-rg01，yrfc-rg02a型触变剂，所述的导电炭黑粉、轻质碳酸钙粉为市售，平均粒径小于10微米，使用前干燥。3.根据权利要求1一种矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料，其特征在于：所述的b组分中4110聚醚，635聚醚，403聚醚为河北亚东化工集团有限公司生产的聚醚多元醇；所述的泡沫稳定剂为美国迈图公司生产l-6900型聚氨酯硬泡用泡沫稳定剂；所述的抗静电剂为德国高施米特公司生产ortegol-ast型抗静电剂；所述的发泡剂型号hfo-1336mzzz为顺式六氟丁烯，弗气化工制冷剂销售商销售；所述的阻燃剂mp为磷酸三聚氰胺市售，平均粒径小于50微米；所述的dmmp阻燃剂为甲基膦酸二甲酯市售；所述的氢氧化铝粉，平均粒径小于10微米，为市售。4.根据权利要求1一种矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料，其特征在于：所述的复合催化剂制备方法如下：常温下将40份三乙烯二胺溶解于60份一缩二乙二醇溶剂中，然后在其中加入4份二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌混合均匀即可。5.如权利要求1至4任一项一种矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备方法，其特征在于，按照下列步骤制备：第一步、a组分的制备：步骤1：将papi 110～120份，阻燃剂mca 6～10份，聚合物发泡微球1～3份，轻质碳酸钙粉1～3份，导电炭黑粉2～5份，依次加入混合容器中，在氮气保护下常温搅拌混合均匀，搅拌速率为30～40r/min；步骤2：再将二乙二醇二苯甲酸酯2～5份，yrfc-rg01触变剂2～3份加入上述混合物料中，继续搅拌20分钟，即制得a组分；步骤3：然后将a组分按计量装入塑料软包装袋子的一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，最后在氮气保护下用封口机封口；第二步、b组分的制备：步骤1：将4110聚醚45～50份，635聚醚45～50份，403聚醚1～3份依次加入混合釜中，在
搅拌速率为30～40r/min的条件下常温搅拌均匀；步骤2；然后加入泡沫稳定剂2～3份，dmmp阻燃剂10～12份，复合催化剂0.5～1.0份，进一步搅拌均匀；步骤3：再将阻燃剂mp 5～10份，抗静电剂3～5份，氢氧化铝粉1～3份加入混合釜中搅拌均匀；步骤4：最后加入yrfc-rg02a触变剂2～3份，发泡剂10～15份，常温下搅拌混合均匀得到b组分；步骤5：将b组分按计量装入塑料软包装袋子的另一端中，塑料软包装袋子中部用塑料卡子封闭隔开，在氮气保护下用封口机封口；a、b按质量比a∶b＝1～1.05∶1装料；第三步、封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备：步骤1：常温下用手分别将装有a、b组合物组分的塑料软包装袋子挤压揉搓，使袋子中的a、b组分成流动状态；步骤2：抽取塑料软包装袋子的中间塑料卡子，将a、b组分在软包装塑料袋子中挤压揉搓混合30～60s，然后将塑料软包装袋子充填于钻孔中，a、b组分物料经聚合反应即生成封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料。6.根据权利要求5所述的一种矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料的制备方法，其特征在于：所述的塑料软包装袋子及塑料卡子为山西合成材料产业技术研究院有限公司提供。

技术总结

本发明一种矿用封堵钻孔的聚合物复合泡沫材料及其制备方法，属于矿用瓦斯抽放钻孔的封孔技术领域。所述的聚合物复合泡沫材料由A组分组合物、B组分组合物组成，其中A组分：PAPI 110～120份，阻燃剂MCA 6～10份，聚合物发泡微球1～3份，轻质碳酸钙粉1～3份，导电炭黑粉2～5份，二乙二醇二苯甲酸酯2～5份，YRFC-RG01触变剂2～3份。B组分：4110聚醚45～50份，635聚醚45～50份，403聚醚1～3份，泡沫稳定剂2～3份，发泡剂10～15份，阻燃剂MP 5～10份，DMMP阻燃剂10～12份，复合催化剂0.5～1.0份，抗静电剂3～5份，氢氧化铝粉1～3份，YRFC-RG02A触变剂2～3份。该材料具有优良的封孔功能，主要应用于煤矿井下瓦斯钻孔的快速封堵。煤矿井下瓦斯钻孔的快速封堵。