[发明专利]隧道施工适用的降温衣用凝胶-棉复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种本发明的目的是提供隧道施工适用的降温衣用凝胶‑棉复合材料，由以下重量份的组分组成：棉5～40份，亲水性聚合物5～25份，水溶性单体8～40份，引发剂0.01～2份，交联剂0.2～3份，液态硅酸钠10～20份；上述亲水性聚合物为聚乙烯醇和聚乙二醇中的一种；上述的水溶性单体为丙烯酸钠、丙烯酸和丙烯酰胺中的一种；上述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化二苯酰和二苯甲酮中的一种；上述交联剂为N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺、二(乙二醇基)二乙烯基醚、二(乙基二醇)二丙烯酸酯、碳酸氢钠中的一种。该复合材料具备较好的舒适度、较轻的质量、在隧道中工人穿上后能够快速吸收工人汗液的效果，且凝胶分散均匀。

技术领域

本发明属于降温材料技术领域，具体涉及隧道施工适用的降温衣用凝胶-棉复合材料及制备方法。

背景技术

修建深埋长大隧道时都不同程度地出现了地热危害，其中大部分深埋长隧道都修建在比较坚硬的岩石中，如灰岩、泥质灰岩、砂岩、砂岩夹页岩、花岗岩、片麻岩、混合岩、石英岩、板岩等。由于地热梯度的存在，对于各类坚硬、致密岩石，由于热导率较低，传热性能差，在岩体中易于聚集热能，因此随着隧道工程埋深的增加，地温一般也逐渐增加。各地热隧道在施工过程中都遇到了不同程度的危害，地温超过38℃后，人员、机械设备在洞内基本无法工作，此时采用相应的降温措施才确保隧道的正常施工。深埋隧道内高温产生的原因复杂多样：一方面是自然因素，即工程地质、水文地质等造成的地热因素；另一方面是人为因素，即施工带来的各种热害因素。隧道内主要热源为：①围岩散热，②隧道内热水散热，③机械设备放热，④火药爆炸散热，⑤施工人员放热，⑥水泥水化热，⑦掌子面作业范围散热，⑧衬砌台车作业范围散热。

在此种高温高湿环境下施工作业不仅将降低劳动生产率，而且严重威胁施工人员的生命安全，因此非常有必要研制隧道施工适用的降温衣用凝胶-棉复合材料。现采用的降温衣用凝胶-棉复合材料，降温衣用凝胶分散不均匀，溶液渗出，且对环境造成污染。

发明内容

本发明的目的是提供隧道施工适用的降温衣用凝胶-棉复合材料及制备方法，复合材料具备较好的舒适度、较轻的质量、在隧道中工人穿上后能够快速吸收工人汗液的效果，且凝胶分散均匀。

本发明采用以下技术方案：隧道施工适用的降温衣用凝胶-棉复合材料，由以下重量份的组分组成：棉5～40份，亲水性聚合物5～25份，水溶性单体8～40 份，引发剂0.01～2份，交联剂0.2～3份，液态硅酸钠10～20份；

上述亲水性聚合物为聚乙烯醇和聚乙二醇中的一种；

上述的水溶性单体为丙烯酸钠、丙烯酸和丙烯酰胺中的一种；

上述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化二苯酰和二苯甲酮中的一种；

上述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、二(乙二醇基)二乙烯基醚、二 (乙基二醇)二丙烯酸酯、碳酸氢钠中的一种。

进一步地，由以下重量份的组分组成：棉38份，亲水性聚合物20份，水溶性单体35份，引发剂0.5份，交联剂1.5份、液态硅酸钠15份。

进一步地，该棉为棉布、棉纱、棉花中的一种或两种。

本发明公开了上述的隧道施工适用的降温衣用凝胶-棉复合材料的制备方法该制备方法如下：称取上述各组分；

步骤一、取一半份数的亲水性聚合物加入水溶解，得到亲水性聚合物水溶液；

步骤二、将棉浸泡在所述步骤一中的亲水性聚合物水溶液中，充分浸泡，得到浸泡后的棉；

步骤三、将所述步骤二中浸泡后的棉取出，在-20℃～-170℃下冷冻，然后解冻，得到解冻后的棉；

步骤四、将水溶性单体加入水溶解后，加入交联剂和剩余份数的亲水性聚合物，搅拌得到第一混合溶液；