【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及聚氨酯，具體涉及一種煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料及其制備方法。
技術介紹
1、瓦斯突出事故是指隨著煤礦開采深度的增加、瓦斯含量的增加，在煤層中形成了在地應力作用下，瓦斯釋放的引力作用下，使軟弱煤層突破抵抗線，瞬間釋放大量瓦斯和煤而造成的一種地質災害所導致的事故。
2、壁面封堵作為防治瓦斯災害的一主要措施引起了很多學者的深入研究，使用瓦斯封堵材料噴涂于煤礦巷道壁面，采用“封堵”的方式將巷道表面瓦斯滲漏通道堵住，并結合煤礦壁面內瓦斯抽采工藝，不僅可以有效防止巷道內瓦斯氣體涌出，確保煤礦井下開采工作安全高效進行，同時又可提升煤層中的瓦斯氣體濃度以利于抽采利用，從而使煤礦產能大幅提升。
3、中國專利技術專利cn104909636b記載有“包括快凝膨脹材料、內含愈合劑的微膠囊、催化劑組成。其中，快凝膨脹材料包括水泥熟料、粉煤灰、鋼渣、石粉、鹽泥、電石渣、膨脹劑、減水劑、沙子中的幾種，微膠囊由壁材(高分子樹脂)和芯材(愈合劑)構成；微膠囊的壁材為脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、三聚氰胺脲醛樹脂和聚氨酯中至少一種，愈合劑為聚氨酯預聚體、異氰酸酯、酚醛樹脂、環氧樹脂、苯乙烯、丙烯酸酯類、雙環戊二烯(dcpd)等含有雙鍵的烯烴中至少一種，催化劑為grubbs催化劑、二月桂酸二丁基錫和胺類中的至少一種，具有自動檢測、自動愈合，適度膨脹，快速凝結，輸送性好，固結性強，綠色環保，價格低廉的優點，上述專利雖然能夠實現封堵效果，但是其缺少優異的阻燃和防燃燒人體中毒的功能，并且也缺少防電等效果，應用在煤礦中，安全性不佳。>
4、中國專利技術專利cn103388486b記載有“由2％-6％聚乙烯醇和1％-5％磷酸、1％-5％尿素在水溶劑中反應聚合后加入4％-10％白乳膠和2％-6％的三聚氰胺繼續反應，再加入15％-25％的無機骨料充分攪拌混合最終得到產品。所述的無機骨料由滑石粉、高嶺土、云母粉中的一種或幾種的任意組合。材料附壁性強，可以方便的噴涂于煤體及隔風帶表面；阻燃阻化性能好，形成的膨脹炭化層厚于原始的未碳化的厚度，且燃燒時僅僅在與火焰直接接觸的地方發生炭化，火焰不會發生延伸。施工性能好，可以應用噴涂類設備進行噴涂應用，所提供的堵漏風材料，雖然具有阻燃功能，但是其僅僅依靠聚乙烯醇和多聚磷酸銨原料的自身特性進行阻燃，并且未對所使用的無機骨料進行改性，使得所提供的堵漏風材料，防阻燃效果不佳，同時，缺少優異的拉伸強度和防電等效果。
5、綜上所述，研發一種阻燃性煤礦噴涂堵漏風材料，是封堵材料
中急需解決的關鍵問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提出一種煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料及其制備方法，通過加入制得的褶皺氧化石墨烯包覆uio-66-nh2/改性多壁碳納米管，能明顯提高制得的煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料的力學性能和強度，還明顯提高了材料的阻燃性能如氧指數，還能一定程度改善了發泡倍數，制備方法簡單，能明顯改善阻燃和力學性能，具有廣闊的應用前景。
2、本專利技術的技術方案是這樣實現的：
3、本專利技術提供一種煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料的制備方法，將多壁碳納米管預處理后，偶聯植酸和硅烷偶聯劑，與uio-66-nh2反應，表面包覆氧化石墨烯層，與聚醚多元醇、催化劑、抗靜電劑混合加入水中，加入發泡劑和硅油，加熱攪拌混合，轉入模具中，加入二異氰酸酯，待發泡完成且材料的溫度降低至室溫后，干燥，加熱熟化，制得煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料。
4、作為本專利技術的進一步改進，包括以下步驟：
5、s1.將多壁碳納米管加入硝酸中，加熱回流攪拌反應，離心，洗滌，干燥，制得預處理的多壁碳納米管；
6、s2.將預處理的多壁碳納米管加入水中，加入植酸和磷酸二氫鈉，水熱反應，離心，洗滌，固體干燥，加入乙醇中，加入復合硅烷偶聯劑，加熱攪拌反應，離心，洗滌，干燥，制得改性多壁碳納米管；
7、s3.將四氯化鋯和2-氨基對苯二甲酸溶于n,n-二甲基甲酰胺中，制得前驅體溶液，加入改性多壁碳納米管，加熱攪拌反應，離心，洗滌，干燥，制得uio-66-nh2/改性多壁碳納米管；
8、s4.將uio-66-nh2/改性多壁碳納米管加入氧化石墨烯水分散液中，噴霧干燥，制得褶皺氧化石墨烯包覆uio-66-nh2/改性多壁碳納米管；
9、s5.將聚醚多元醇、褶皺氧化石墨烯包覆uio-66-nh2/改性多壁碳納米管、催化劑、抗靜電劑混合加入水中，加入發泡劑和硅油，加熱攪拌混合，轉入模具中，加入二異氰酸酯，待發泡完成且材料的溫度降低至室溫后，干燥，加熱熟化，制得煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料。
10、作為本專利技術的進一步改進，步驟s1中所述硝酸的濃度為2-3mol/l，所述加熱回流攪拌反應的時間為4-6h。
11、作為本專利技術的進一步改進，步驟s2中所述預處理的多壁碳納米管、植酸、磷酸二氫鈉和復合硅烷偶聯劑的質量比為10:3-4:1-2:4-5，所述水熱反應的溫度為140-150℃，時間為2-4h，所述復合硅烷偶聯劑選自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一種，所述加熱攪拌反應的溫度為35-45℃，時間為2-4h。
12、作為本專利技術的進一步改進，所述復合硅烷偶聯劑為kh560、kh792的混合物，質量比為3-5:2-4。
13、作為本專利技術的進一步改進，步驟s3中所述四氯化鋯、2-氨基對苯二甲酸、改性多壁碳納米管的質量比為4：2-3：5-7，所述加熱攪拌反應的溫度為120-130℃，時間為20-24h。
14、作為本專利技術的進一步改進，步驟s4中所述uio-66-nh2/改性多壁碳納米管和氧化石墨烯水分散液的固液比為1:3-5g/ml，所述氧化石墨烯水分散液的濃度為0.1-0.5mg/ml。
15、作為本專利技術的進一步改進，步驟s5中所述聚醚多元醇、褶皺氧化石墨烯包覆uio-66-nh2/改性多壁碳納米管、催化劑、抗靜電劑、發泡劑、硅油和二異氰酸酯的質量比為10：2-3：0.01-0.015：0.2-0.5：1.5-2：1-2：9-11，所述加熱攪拌混合的溫度為50-60℃，所述加熱熟化的溫度為110-130℃，時間為3-5h。
16、作為本專利技術的進一步改進，所述聚醚多元醇選自雙酚a雙乙醇醚、聚三亞甲基醚二醇、聚四氫呋喃二醇、四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚氧化丙烯二醇中的至少一種，所述催化劑為雷尼鎳催化劑，所述發泡劑為正己烷，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、脂肪族異氰酸酯、萘1,5-二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯中的至少一種，所述抗靜電劑為炭黑。
17、本專利技術進一步保護一種上述的制備方法制得的煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料。
18、本專利技術具有如下有益效果：
19、本專利技術通過加入制得的褶皺氧化石墨烯包覆uio-66-nh2/改性多壁碳納米管，能明顯提高制得的煤礦噴涂本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料的制備方法，其特征在于，將多壁碳納米管預處理后，偶聯植酸和硅烷偶聯劑，與UiO-66-NH2反應，表面包覆氧化石墨烯層，與聚醚多元醇、催化劑、抗靜電劑混合加入水中，加入發泡劑和硅油，加熱攪拌混合，轉入模具中，加入二異氰酸酯，待發泡完成且材料的溫度降低至室溫后，干燥，加熱熟化，制得煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述硝酸的濃度為2-3mol/L，所述加熱回流攪拌反應的時間為4-6h。
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中所述預處理的多壁碳納米管、植酸、磷酸二氫鈉和復合硅烷偶聯劑的質量比為10:3-4:1-2:4-5，所述水熱反應的溫度為140-150℃，時間為2-4h，所述復合硅烷偶聯劑選自KH550、KH560、KH570、KH580、KH590、KH602、KH792中的至少一種，所述加熱攪拌反應的溫度為35-45℃，時間為2-4h。
5.根據權利要求4所述的制備
6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中所述四氯化鋯、2-氨基對苯二甲酸、改性多壁碳納米管的質量比為4：2-3：5-7，所述加熱攪拌反應的溫度為120-130℃，時間為20-24h。
7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟S4中所述UiO-66-NH2/改性多壁碳納米管和氧化石墨烯水分散液的固液比為1:3-5g/mL，所述氧化石墨烯水分散液的濃度為0.1-0.5mg/mL。
8.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟S5中所述聚醚多元醇、褶皺氧化石墨烯包覆UiO-66-NH2/改性多壁碳納米管、催化劑、抗靜電劑、發泡劑、硅油和二異氰酸酯的質量比為10：2-3：0.01-0.015：0.2-0.5：1.5-2：1-2：9-11，所述加熱攪拌混合的溫度為50-60℃，所述加熱熟化的溫度為110-130℃，時間為3-5h。
9.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述聚醚多元醇選自雙酚A雙乙醇醚、聚三亞甲基醚二醇、聚四氫呋喃二醇、四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚氧化丙烯二醇中的至少一種，所述催化劑為雷尼鎳催化劑，所述發泡劑為正己烷，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、脂肪族異氰酸酯、萘1,5-二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯中的至少一種，所述抗靜電劑為炭黑。
10.一種如權利要求1-9任一項所述的制備方法制得的煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料。
...【技術特征摘要】
1.一種煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料的制備方法，其特征在于，將多壁碳納米管預處理后，偶聯植酸和硅烷偶聯劑，與uio-66-nh2反應，表面包覆氧化石墨烯層，與聚醚多元醇、催化劑、抗靜電劑混合加入水中，加入發泡劑和硅油，加熱攪拌混合，轉入模具中，加入二異氰酸酯，待發泡完成且材料的溫度降低至室溫后，干燥，加熱熟化，制得煤礦噴涂堵漏風用聚氨酯材料。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述硝酸的濃度為2-3mol/l，所述加熱回流攪拌反應的時間為4-6h。
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述預處理的多壁碳納米管、植酸、磷酸二氫鈉和復合硅烷偶聯劑的質量比為10:3-4:1-2:4-5，所述水熱反應的溫度為140-150℃，時間為2-4h，所述復合硅烷偶聯劑選自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一種，所述加熱攪拌反應的溫度為35-45℃，時間為2-4h。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述復合硅烷偶聯劑為kh560、kh792的混合物，質量比為3-5:2-4。
6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟s3中所述四氯化鋯、2-氨基對苯二甲酸、改性...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李亞輝，唐潮，郝桂，秦士嶺，時虎，馮德龍，趙瑩，
申請(專利權)人：內蒙古京潤礦安科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。