一种矿用柔性喷涂密封材料及其制备工艺的制作方法

1.本发明涉及密封材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种矿用柔性喷涂密封材料及其制备工艺。

背景技术：

2.煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿，在进行矿山采矿时，面临着众多的风险，如采矿环境、地质崩塌，因煤矿井下围岩体潮解、风化，导致煤岩体开裂、地下水渗漏、漏风和瓦斯泄漏等。
3.喷涂浆料是采用喷或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法，目前，为了避免矿洞内部发生崩塌以及瓦斯泄漏，需要将密封涂料喷涂在围岩表面进行喷涂，可以封闭围岩的暴露面，提高密闭性和耐久性。
4.然而，目前的喷涂密封材料依旧存在不足之处：1）在煤矿内部，矿洞内壁环境复杂且大多潮湿，在进行喷涂密封材料时，容易导致密封材料的粘附性不佳，而且对矿洞内壁的封堵效果并不是很乐观；2）矿洞内部因存在大量的煤矿资源，且还会存在一定的瓦斯气体，然而瓦斯气体为危险气体，遇到高温就会发生气体爆炸，进而需要时密封材料具有一定的阻燃性，避免发生爆炸危险；3）成型缓慢，在对矿洞裂缝进行喷涂后，无法实现密封材料的快速成型，导致施工周期大大延长，而且在后续施工时，容易受到环境以及温湿度的影响。

技术实现要素：

5.本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种矿用柔性喷涂密封材料及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出在进行喷涂密封材料时，容易导致密封材料的粘附性不佳，而且对矿洞内壁的封堵效果并不是很乐观，矿洞内部因存在大量的煤矿资源，且还会存在一定的瓦斯气体，然而瓦斯气体为危险气体，遇到高温就会发生气体爆炸，进而需要时密封材料具有一定的阻燃性，避免发生爆炸危险和成型缓慢的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿用柔性喷涂密封材料，具体由a组分和b组分组成，所述a组分和b组分按体积比1:1混合而成。
7.所述a组分具体包括以下成分：聚醚多元醇20-45份、聚酯多元醇20-30份、三乙醇胺8-15份、表面活性剂15-30份、抗静电剂3-8份和催化剂5-10份；所述b组分具体包括以下成分：聚合mdi20-35份、阻燃剂5-10份和增塑剂3-5份。
8.优选地，所述a组分为有机高分子混合物，其颜为无或淡黄液体，所述b组分为有机混合物，其颜为棕褐液体。
9.一种矿用柔性喷涂密封材料制备工艺，具体包括以下步骤：步骤一、材料选取，选购合格a组分原材料和b组分原材料，将不合格原材料采用退
厂处理；步骤二、设备检查，选取设备投料机和反应釜，检查设备的完好性以及运行状态，并对所需要的设备进行清洁并干燥处理；步骤三、a组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚醚多元醇、聚酯多元醇、三乙醇胺、表面活性剂、抗静电剂和催化剂，搅拌混合均匀，其中，每一次投放原料所搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，得到a组分液体，并将其采用桶装密封方式储存；步骤四、b组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚合mdi、阻燃剂和增塑剂，搅拌混合均匀，得到b组分液体，其中聚合mdi和阻燃剂搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，增塑剂投料时间和搅拌时间分别为10分钟和20分钟，将所制备的b组分采用桶装密封方式储存；步骤五、混合，将所制备的a组分和b组分按照体积比1:1混合搅拌，得到柔性喷涂密封材料。
10.优选地，所述表面活性剂具体为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、季铵化物、卵磷脂、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦和聚山梨酯的一种或多种。
11.优选地，所述抗静电剂具体为烷基季铵、磷、鏻盐，以氯化物、烷基磺酸、磷酸和二硫代氨基甲酸的一种或多种。
12.优选地，所述催化剂具体为二氧化锰、硫酸、铁粉和氧化铝的一种或多种，所述阻燃剂具体为三氧化二锑、三聚氰胺氰尿酸盐、三溴苯酚、三聚磷酸铝锑伴侣、四溴双酚a和四溴苯酐的一种或多种，所述增塑剂为二元酸酯、苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、苯多酸酯、苯甲酸酯、多元醇酯、磷酸酯、环氧酯、苯多酸酯和酰胺的一种或多种。
13.优选地，在步骤三和步骤四中，所述反应釜的起发时间≦15s，所述反应釜内部的温度为≦100℃，且搅拌速度为120转/分钟。
14.优选地，在步骤三和步骤四中，所述a组分和b组分贮存温度均为5℃-35℃，保质期均为3个月，且a组分、b组分应储应存于阴凉、干燥、通风良好的库房内，远离火种和热源。
15.本发明的技术效果和优点：1、通过a组分和b组分按体积比1:1混合固化后生成的固结体是具有粘结强度高和封堵漏风功能的塑性封闭材料，适用于井下永久巷道、掘进巷道、煤柱的表面喷涂，防止有害气体渗漏以及支护铁网的风化腐蚀，井下局部瓦斯渗漏的喷涂密闭，防止瓦斯进入工作面，造成危害，且制备工艺简单，无需借助大量的制备设备，避免在喷涂后造成脱落，具有高膨胀性、粘结性、抗拉伸性以及透气性；2、通过阻燃剂的添加，能够使密封材料具体一定的阻燃性，在进行矿洞密封时，能够避免高温环境下因瓦斯泄漏造成的危险事故发生，而且利用抗静电剂，避免在对矿洞施工时，尤其是冬季，因静电而发生火花的现象，减少危险事件发生。
16.3、通过该柔性喷涂密封材料中，b组分聚合mdi中nco基团与a组分中的活泼羟基在催化剂的作用下，发生交联反应，生成氨基甲酸酯链的高聚物，而产生的氨基甲酸酯链的高聚物性能稳定，具有一定的弹性力、不易发脆且具有一定的抗腐蚀性能，能够减少矿洞内部的腐蚀气体对密封材料造成腐蚀，聚合mdi与水发生反应，生成聚脲和二氧化碳，而生成的二氧化碳释放促使聚氨酯固结体发泡形成泡沫，进而提高密封材料的成型效率，具有成型快，施工周期短的效果。
具体实施方式
17.为了进一步理解本发明，下面结合具体的实施方式对本发明优选实施方案作进行描述。
18.实施例1、一种矿用柔性喷涂密封材料，具体由a组分和b组分组成，所述a组分和b组分按体积比1:1混合而成。
19.所述a组分具体包括以下成分：聚醚多元醇20-45份、聚酯多元醇20-30份、三乙醇胺8-15份、表面活性剂15-30份、抗静电剂3-8份和催化剂5-10份；所述b组分具体包括以下成分：聚合mdi20-35份、阻燃剂5-10份和增塑剂3-5份。
20.而具体到本实施例中，所使用的a组分原料具体包括：聚醚多元醇30份、聚酯多元醇25份、三乙醇胺10份、表面活性剂18份、抗静电剂5份和催化剂8份；所使用的a组分原料具体包括：聚合mdi25份、阻燃剂8份和增塑剂3份。
21.所述a组分为有机高分子混合物，其颜为无或淡黄液体，所述b组分为有机混合物，其颜为棕褐液体。
22.一种矿用柔性喷涂密封材料制备工艺，具体包括以下步骤：步骤一、材料选取，选购合格a组分原材料和b组分原材料，将不合格原材料采用退厂处理；步骤二、设备检查，选取设备投料机和反应釜，检查设备的完好性以及运行状态，并对所需要的设备进行清洁并干燥处理；步骤三、a组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚醚多元醇、聚酯多元醇、三乙醇胺、表面活性剂、抗静电剂和催化剂，搅拌混合均匀，其中，每一次投放原料所搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，得到a组分液体，并将其采用桶装密封方式储存；步骤四、b组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚合mdi、阻燃剂和增塑剂，搅拌混合均匀，得到b组分液体，其中聚合mdi和阻燃剂搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，增塑剂投料时间和搅拌时间分别为10分钟和20分钟，将所制备的b组分采用桶装密封方式储存；其中，反应釜的起发时间≦15s，所述反应釜内部的温度为≦100℃，且搅拌速度为120转/分钟，a组分和b组分贮存温度均为5℃-35℃，保质期均为3个月，且a组分、b组分应储应存于阴凉、干燥、通风良好的库房内，远离火种和热源。
23.步骤五、混合，将所制备的a组分和b组分按照体积比1:1混合搅拌，得到柔性喷涂密封材料。
24.实施例2、一种矿用柔性喷涂密封材料，具体由a组分和b组分组成，所述a组分和b组分按体积比1:1混合而成。
25.所述a组分具体包括以下成分：聚醚多元醇20-45份、聚酯多元醇20-30份、三乙醇胺8-15份、表面活性剂15-30份、抗静电剂3-8份和催化剂5-10份；所述b组分具体包括以下成分：聚合mdi20-35份、阻燃剂5-10份和增塑剂3-5份。
26.而具体到本实施例中，所使用的a组分原料具体包括：聚醚多元醇25份、聚酯多元醇28份、三乙醇胺12份、表面活性剂20份、抗静电剂6份和催化剂6份；
所使用的a组分原料具体包括：聚合mdi30份、阻燃剂6份和增塑剂4份。
27.所述a组分为有机高分子混合物，其颜为无或淡黄液体，所述b组分为有机混合物，其颜为棕褐液体。
28.一种矿用柔性喷涂密封材料制备工艺，具体包括以下步骤：步骤一、材料选取，选购合格a组分原材料和b组分原材料，将不合格原材料采用退厂处理；步骤二、设备检查，选取设备投料机和反应釜，检查设备的完好性以及运行状态，并对所需要的设备进行清洁并干燥处理；步骤三、a组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚醚多元醇、聚酯多元醇、三乙醇胺、表面活性剂、抗静电剂和催化剂，搅拌混合均匀，其中，每一次投放原料所搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，得到a组分液体，并将其采用桶装密封方式储存；步骤四、b组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚合mdi、阻燃剂和增塑剂，搅拌混合均匀，得到b组分液体，其中聚合mdi和阻燃剂搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，增塑剂投料时间和搅拌时间分别为10分钟和20分钟，将所制备的b组分采用桶装密封方式储存；其中，反应釜的起发时间≦15s，所述反应釜内部的温度为≦100℃，且搅拌速度为120转/分钟，a组分和b组分贮存温度均为5℃-35℃，保质期均为3个月，且a组分、b组分应储应存于阴凉、干燥、通风良好的库房内，远离火种和热源。
29.步骤五、混合，将所制备的a组分和b组分按照体积比1:1混合搅拌，得到柔性喷涂密封材料。
30.实施例3、一种矿用柔性喷涂密封材料，具体由a组分和b组分组成，所述a组分和b组分按体积比1:1混合而成。
31.所述a组分具体包括以下成分：聚醚多元醇20-45份、聚酯多元醇20-30份、三乙醇胺8-15份、表面活性剂15-30份、抗静电剂3-8份和催化剂5-10份；所述b组分具体包括以下成分：聚合mdi20-35份、阻燃剂5-10份和增塑剂3-5份。
32.而具体到本实施例中，所使用的a组分原料具体包括：聚醚多元醇35份、聚酯多元醇30份、三乙醇胺14份、表面活性剂25份、抗静电剂7份和催化剂8份；所使用的a组分原料具体包括：聚合mdi28份、阻燃剂8份和增塑剂3份。
33.所述a组分为有机高分子混合物，其颜为无或淡黄液体，所述b组分为有机混合物，其颜为棕褐液体。
34.一种矿用柔性喷涂密封材料制备工艺，具体包括以下步骤：步骤一、材料选取，选购合格a组分原材料和b组分原材料，将不合格原材料采用退厂处理；步骤二、设备检查，选取设备投料机和反应釜，检查设备的完好性以及运行状态，并对所需要的设备进行清洁并干燥处理；步骤三、a组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚醚多元醇、聚酯多元醇、三乙醇胺、表面活性剂、抗静电剂和催化剂，搅拌混合均匀，其中，每一次投放原料所搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，得到a组分液体，并将其采用桶装密封方式储存；
步骤四、b组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚合mdi、阻燃剂和增塑剂，搅拌混合均匀，得到b组分液体，其中聚合mdi和阻燃剂搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，增塑剂投料时间和搅拌时间分别为10分钟和20分钟，将所制备的b组分采用桶装密封方式储存；其中，反应釜的起发时间≦15s，所述反应釜内部的温度为≦100℃，且搅拌速度为120转/分钟，a组分和b组分贮存温度均为5℃-35℃，保质期均为3个月，且a组分、b组分应储应存于阴凉、干燥、通风良好的库房内，远离火种和热源。
35.步骤五、混合，将所制备的a组分和b组分按照体积比1:1混合搅拌，得到柔性喷涂密封材料。
36.实施例4、一种矿用柔性喷涂密封材料，具体由a组分和b组分组成，所述a组分和b组分按体积比1:1混合而成。
37.所述a组分具体包括以下成分：聚醚多元醇20-45份、聚酯多元醇20-30份、三乙醇胺8-15份、表面活性剂15-30份、抗静电剂3-8份和催化剂5-10份；所述b组分具体包括以下成分：聚合mdi20-35份、阻燃剂5-10份和增塑剂3-5份。
38.而具体到本实施例中，所使用的a组分原料具体包括：聚醚多元醇40份、聚酯多元醇20份、三乙醇胺14份、表面活性剂30份、抗静电剂4份和催化剂9份；所使用的a组分原料具体包括：聚合mdi35份、阻燃剂10份和增塑剂5份。
39.所述a组分为有机高分子混合物，其颜为无或淡黄液体，所述b组分为有机混合物，其颜为棕褐液体。
40.一种矿用柔性喷涂密封材料制备工艺，具体包括以下步骤：步骤一、材料选取，选购合格a组分原材料和b组分原材料，将不合格原材料采用退厂处理；步骤二、设备检查，选取设备投料机和反应釜，检查设备的完好性以及运行状态，并对所需要的设备进行清洁并干燥处理；步骤三、a组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚醚多元醇、聚酯多元醇、三乙醇胺、表面活性剂、抗静电剂和催化剂，搅拌混合均匀，其中，每一次投放原料所搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，得到a组分液体，并将其采用桶装密封方式储存；步骤四、b组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚合mdi、阻燃剂和增塑剂，搅拌混合均匀，得到b组分液体，其中聚合mdi和阻燃剂搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，增塑剂投料时间和搅拌时间分别为10分钟和20分钟，将所制备的b组分采用桶装密封方式储存；其中，反应釜的起发时间≦15s，所述反应釜内部的温度为≦100℃，且搅拌速度为120转/分钟，a组分和b组分贮存温度均为5℃-35℃，保质期均为3个月，且a组分、b组分应储应存于阴凉、干燥、通风良好的库房内，远离火种和热源。
41.步骤五、混合，将所制备的a组分和b组分按照体积比1:1混合搅拌，得到柔性喷涂密封材料。
42.该矿用柔性喷涂密封材用在井下永久巷道、掘进巷道、煤柱的表面喷涂，以及井下局部瓦斯渗漏的喷涂密闭。
43.将上述实施例1-4所制备的柔性喷涂密封材料分别进行性能测试，其结果如下表所示。
44.根据上述表格可知，上述实施例1-4所制备的柔性喷涂密封材料在施工方式上，均能够满足矿用环境的施工要求，以及该柔性喷涂密封材料的标准性能要求。
45.表2为实施例1-4所制备柔性喷涂密封材料经过酒精喷灯燃烧试验数据表。
46.根据表2数据可知，实施例1-4所制备的柔性喷涂密封材料经过酒精喷灯燃烧试验，其燃烧时间均能够满足用于矿下的施工环境，具体标准化的阻燃性能。
47.表3为实施例1-4所制备柔性喷涂密封材料经过酒精灯燃烧试验数据表根据表3数据可知，实施例1-4所制备的柔性喷涂密封材料经过酒精灯燃烧试验，其表面固定燃烧时间均能够满足用于矿下的施工环境，具体标准化的阻燃性能。
48.结合上表1-3数据可知，该制备而成的柔性喷涂密封材料，在针对于矿用环境下的喷涂密封时，具有一定的膨胀性、粘结性、抗拉伸性、透气性、氧指性以及阻燃性，由此可以表明，该柔性喷涂密封材料通过a组分、b组分按体积比1:1混合固化后生成的固结体，具有粘结强度高和封堵漏风功能的塑性封闭材料，适用于井下永久巷道、掘进巷道、煤柱的表面喷涂，防止有害气体渗漏以及支护铁网的风化腐蚀；井下局部瓦斯渗漏的喷涂密闭，防止瓦斯进入工作面，造成危害。
49.另外，本发明中，所采用的成分在化学反应时会产生相应的物质以及气体，在进行
制备和施工处理时，需要技术人员佩戴护目镜、手套以及口罩等防护用户，及时做好防护措施，且在施工过程中，第一、喷涂煤岩体表面的浮尘应采用压风进行冲刷，喷涂基层岩体应干燥，第二、岩石表面不应有渗水及积水，少量浮水对喷涂效果影响轻微，第三、喷涂施工完毕的岩体表面应平整、与基层结合牢固，无起壳、脱层、裂缝、蜂窝、漏涂和固化不完全等现象，（4）对达不到设计的喷涂厚度、漏涂区域可实施复涂施工。
50.下面针对上述实施例1-4所制备的柔性喷涂密封材料中，a组分和b组分在制备时的技术指标以及气体汇总，其结果如下表所示：针对上述实时例1-4所制备的柔性喷涂密封材料技术指标进行汇总，其结果如下表所示：表所示：上述说明仅仅只是阐述本发明在生产制备时，所产生的物质以及气体，且该柔性喷涂密封材料在生产和施工时的注意事项以及施工要求，但是，不限制本发明的技术范围。
51.最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种矿用柔性喷涂密封材料，具体由a组分和b组分组成，其特征在于：所述a组分和b组分按体积比1:1混合而成。2.所述a组分具体包括以下成分：聚醚多元醇20-45份、聚酯多元醇20-30份、三乙醇胺8-15份、表面活性剂15-30份、抗静电剂3-8份和催化剂5-10份；所述b组分具体包括以下成分：聚合mdi20-35份、阻燃剂5-10份和增塑剂3-5份。3.根据权利要求1所述的一种矿用柔性喷涂密封材料，其特征在于：所述a组分为有机高分子混合物，其颜为无或淡黄液体，所述b组分为有机混合物，其颜为棕褐液体。4.根据权利要求1-2依次所述的一种矿用柔性喷涂密封材料制备工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一、材料选取，选购合格a组分原材料和b组分原材料，将不合格原材料采用退厂处理；步骤二、设备检查，选取设备投料机和反应釜，检查设备的完好性以及运行状态，并对所需要的设备进行清洁并干燥处理；步骤三、a组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚醚多元醇、聚酯多元醇、三乙醇胺、表面活性剂、抗静电剂和催化剂，搅拌混合均匀，其中，每一次投放原料所搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，得到a组分液体，并将其采用桶装密封方式储存；步骤四、b组分制备，按照比例往反应釜中分别投入原材料聚合mdi、阻燃剂和增塑剂，搅拌混合均匀，得到b组分液体，其中聚合mdi和阻燃剂搅拌时间和投料间隔时间均为10分钟，增塑剂投料时间和搅拌时间分别为10分钟和20分钟，将所制备的b组分采用桶装密封方式储存；步骤五、混合，将所制备的a组分和b组分按照体积比1:1混合搅拌，得到柔性喷涂密封材料。5.根据权利要求1所述的一种矿用柔性喷涂密封材料，其特征在于：所述表面活性剂具体为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、季铵化物、卵磷脂、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦和聚山梨酯的一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种矿用柔性喷涂密封材料，其特征在于：所述抗静电剂具体为烷基季铵、磷、鏻盐，以氯化物、烷基磺酸、磷酸和二硫代氨基甲酸的一种或多种。7.根据权利要求1所述的一种矿用柔性喷涂密封材料，其特征在于：所述催化剂具体为二氧化锰、硫酸、铁粉和氧化铝的一种或多种，所述阻燃剂具体为三氧化二锑、三聚氰胺氰尿酸盐、三溴苯酚、三聚磷酸铝锑伴侣、四溴双酚a和四溴苯酐的一种或多种，所述增塑剂为二元酸酯、苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、苯多酸酯、苯甲酸酯、多元醇酯、磷酸酯、环氧酯、苯多酸酯和酰胺的一种或多种。8.根据权利要求3所述的一种矿用柔性喷涂密封材料制备工艺，其特征在于：在步骤三和步骤四中，所述反应釜的起发时间≦15s，所述反应釜内部的温度为≦100℃，且搅拌速度为120转/分钟。9.根据权利要求3所述的一种矿用柔性喷涂密封材料制备工艺，其特征在于：在步骤三和步骤四中，所述a组分和b组分贮存温度均为5℃-35℃，保质期均为3个月，且a组分、b组分应储应存于阴凉、干燥、通风良好的库房内，远离火种和热源。

技术总结

本发明公开了一种矿用柔性喷涂密封材料及其制备工艺，具体涉及密封材料技术领域，具体由A组分和B组分组成，所述A组分和B组分按体积比1:1混合而成，所述A组分具体包括以下成分：聚醚多元醇20-45份、聚酯多元醇20-30份、三乙醇胺8-15份、表面活性剂15-30份、抗静电剂3-8份和催化剂5-10份，所述B组分具体包括以下成分：聚合MDI20-35份、阻燃剂5-10份和增塑剂3-5份。本发明将A组分和B组分按体积比1:1混合固化后生成的固结体是具有粘结强度高和封堵漏风功能的塑性封闭材料，适用于井下永久巷道、掘进巷道、煤柱的表面喷涂，防止有害气体渗漏以及支护铁网的风化腐蚀，井下局部瓦斯渗漏的喷涂密闭，防止瓦斯进入工作面，造成危害。造成危害。