[发明专利]一种煤矿用硅基聚合物充填材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种煤矿用硅基聚合物充填材料，涉及煤矿用充填材料技术领域，由A组份和B组份混合而成，A组份和B组份按照1.2～1.6:1的质量比混合而成，其中，A组分由水玻璃、复合催化剂、泡沫稳定剂和表面活性剂混合而成，B组分由异氰酸酯、阻燃剂和塑化剂混合而成，本发明还公开了该煤矿用硅基聚合物充填材料的制备方法。本发明的有益效果是，制得的煤矿用硅基聚合物充填材料解决当前了煤矿用充填材料材料环保性差、接顶率低、高放热、不阻燃的问题，具有环保、膨胀倍数可调、低蓄热、自熄特性。

技术领域

本发明涉及煤矿用充填材料技术领域，尤其涉及一种煤矿用硅基聚合物充填材料及其制备方法。

背景技术

煤炭自燃是妨碍煤矿安全开采的重大隐患。造成煤炭自燃的重要原因之一是采空区或巷道等漏风。因此，采用适宜的充填堵漏材料是封堵漏风、防治煤层自燃的主要手段之一，对于保证煤炭安全生产具有巨大的经济效益和重要的社会效益。

目前，我国在矿井充填堵漏方面仍以廉价的无机材料(黄土、砖石、水泥、粉煤灰等)为主，不仅存在墙体接顶困难、接帮不实的情况，而且处于大采深、高地应力、大变形巷道及采动作用下，刚性墙体常被压裂变形，破碎形成一定的漏风通道，难以满足持久堵漏风。而有机固化泡沫普遍具有发泡温度较高、成本高、易燃和燃烧释放出有毒烟气等缺点，限制了其在煤矿矿井中的使用。

为此，开发一种环保、膨胀倍数可调、低蓄热、难燃的有机-无机复合充填堵漏材料成为亟需解决的难题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种煤矿用硅基聚合物充填材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种煤矿用硅基聚合物充填材料，由A组份和B组份混合而成，A组份和B组份的质量比为1.2～1.6:1，其中，A组分由水玻璃、复合催化剂、泡沫稳定剂和表面活性剂混合而成，B组分由异氰酸酯、阻燃剂和塑化剂混合而成。

进一步地，A组分重量份配比为：

水玻璃80～95份；

复合催化剂0.2～0.55份；

泡沫稳定剂1～6份；

表面活性剂1～6份。

进一步地，B组分重量份配比为：

异氰酸酯为45～55份；

阻燃剂5～15份；

塑化剂20～40份。

进一步地，A组分中，水玻璃波美度为43～56°Be'，水玻璃选自钠水玻璃、钾水玻璃、钠钾水玻璃中的一种或多种。

进一步地，A组分中，复合催化剂为扩链剂和叔胺类催化剂按照质量比0.1～0.8:1复配制成，其中，扩链剂选自1，4-丁二醇，1，6-己二醇、二乙基甲苯二胺、3，5-二甲硫基甲苯二胺中的一种或多种，叔胺类催化剂选自N，N-二甲基苄胺、二甲基环己胺、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、五甲基二亚乙基三胺、N-乙基吗啉、三亚乙基二胺、三乙胺中的一种或多种。

进一步地，A组分中，泡沫稳定剂聚氨酯泡沫稳定剂，选自AK-8805、AK-8872、AK-8818、AK-8839A中的一种或多种；表面活性剂为OP-10、TX-10中的至少一种。

进一步地，B组分中，异氰酸酯选用多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。

进一步地，B组分中，阻燃剂选自磷系阻燃剂DMMP、TCPP、THPO中一种或多种；塑化剂选用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、氯化石蜡-40、氯化石蜡-52的一种或多种。