[发明专利]一种复合阻化剂及制备方法

说明书

本发明涉及阻化剂技术领域，提供了一种复合阻化剂及制备方法，该制备方法包括：S1、用NaOH溶液滴定丙烯酸至一定中和度；S2、在茶多酚水溶液中加入引发剂，进行自由基引发反应；S3、将S2与S1反应后的溶液混合搅拌，加入交联剂，搅拌均匀；S4、在混合后的溶液中加入HNTs阻燃材料；S5、进行接枝聚合反应，得到具有弹性的凝胶。本发明复合阻化剂有良好的吸水性和保水性，可以将茶多酚带入到煤体中心并附着在煤表面，通过隔氧、封堵和水分蒸发阻止了煤的氧化从而减缓了煤氧化反应过程，抑制煤自燃。并且减缓了煤表面的羟基的氧化速度，抑制了煤的氧化活性，降低了煤的自燃倾向性，有良好的阻化性能，阻化寿命长。

技术领域

本发明涉及阻化剂技术领域，特别涉及一种复合阻化剂及制备方法。

背景技术

煤炭资源是我国的基础能源，处于我国能源消费结构中的主导地位，在我国的开采煤层中大约有56％的矿井存在自然发火危险。随着现代科技的进步和对煤层自燃机理研究的深入，各种煤自燃火灾防治手段不断发展。国内外常用的防灭火技术主要有：灌浆、均压防灭火、惰气防灭火、水凝胶防灭火、固化材料防灭火、阻化剂防灭火、三相泡沫防灭火等。这些技术在保障采矿生产中起着关键的作用。

然而，与这些技术相关的几个问题仍然没有解决。灌浆法多以黄土为主要原料，阻化效率低，寿命短，而且对顶煤和煤柱自燃防治效果差；硅水凝胶阻化剂成胶过程中释放出大量氨气，对人体造成一定的危害；三相泡沫不容易加工处理，它只能稳定8-12个小时，而有机泡沫价格昂贵，也很容易发生反应而引起自燃。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种复合阻化剂及制备方法，通过茶多酚嫁接水凝胶混入埃洛石纳米管(HNTs)制得复合阻化剂，可有效提高复合凝胶的吸水性和保水性，防治矿井煤的自燃。

本发明采用如下技术方案：

一种复合阻化剂的制备方法，所述制备方法包括：

S1、在冰水浴条件下用NaOH溶液滴定丙烯酸至一定中和度；

S2、在茶多酚水溶液中加入引发剂，进行自由基引发反应；

S3、将S2自由基引发反应后的茶多酚溶液与S1中和反应后的丙烯酸溶液混合搅拌，加入交联剂，搅拌均匀；

S4、在S3中混合后的溶液中加入HNTs阻燃材料，使HNTs在溶液中均匀分散；

S5、将S4得到的溶液进行接枝聚合反应，得到具有弹性的凝胶。

进一步的，所述制备方法还包括：

S6、将S5中制的凝胶冷却至室温，用去离子水清洗，将凝胶烘干；

S7、将脱水后的凝胶研磨，在干燥条件下保存。

进一步的，步骤S1中，丙烯酸的中和度为60％～80％。

进一步的，步骤S2中，茶多酚的添加量与丙烯酸之比按质量百分比为1％～5％，引发剂添加量与丙烯酸按质量百分比为1％～2％；所述引发剂为过硫酸钾。

进一步的，步骤S3中，交联剂的添加量与丙烯酸之比按质量百分比为0.6％～1％；所述交联剂为N，N’亚甲基双稀酰胺。

进一步的，步骤S4中，HNTs的用量与丙烯酸之比按质量百分比为5％,。

进一步的，步骤S5中，接枝聚合反应温度为70℃。

进一步的，茶多酚添加量与丙烯酸之比按质量百分比为2.39％；引发剂添加量与丙烯酸之比按质量百分比为1.64％；交联剂添加量与丙烯酸之比按质量百分比为1％。