[發(fā)明專利]一種礦用防滅火膠體泡沫成膠劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910188686.4
• 申請(qǐng)日: 2019-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109971041A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦波濤;史全林;卓輝;陳凱;梁洪軍;胡海軍;李瑞霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08L5/00
• 分類(lèi)號(hào): C08L5/00;C08K3/34;C08K5/55;C08J3/24;E21F5/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發(fā)明公開(kāi)了一種礦用防滅火膠體泡沫成膠劑及其制備方法，該成膠劑由以下重量百分比的原料制成：弱交聯(lián)聚合物15～30％、交聯(lián)劑15～30％、硅酸鎂鋁粉40～70％，弱交聯(lián)聚合物是以黃原膠和羥丙基瓜爾膠按照1:1.5的重量比，經(jīng)恒溫溶解、常溫共混弱交聯(lián)、冷凍干燥后制備而成。該成膠劑的制備方法如下：先按比例稱取弱交聯(lián)聚合物和硅酸鎂鋁粉，球磨混勻；然后與蒸餾水按1:500的重量比分散溶解，攪拌得到均勻的混合懸浮液；再按比例將有機(jī)硼交聯(lián)劑加入到上述混合懸浮液中，經(jīng)強(qiáng)交聯(lián)作用得到有機(jī)?無(wú)機(jī)復(fù)合膠體材料；最后經(jīng)冷凍干燥，球磨，即得。本發(fā)明的成膠劑對(duì)防滅火泡沫的穩(wěn)定效果好，對(duì)泡沫液的起泡性影響低，可以長(zhǎng)期保持水分，持久防治礦井的煤炭自然發(fā)火。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及成膠劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦用防滅火膠體泡沫成膠劑及其制備方法。

背景技術(shù)

煤炭是我國(guó)的主要能源，在一次能源消費(fèi)中占比最高，是穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、自主保障程度最高的能源。然而，煤炭開(kāi)采面臨嚴(yán)重的自然發(fā)火問(wèn)題，不僅燒毀大量的煤炭資源，而且會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體，危及井下工作人員的生命安全和工作面的正常回采，甚至導(dǎo)致瓦斯爆炸等一系列誘發(fā)災(zāi)害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。為了治理煤炭自然發(fā)火，通常采用灌漿、注氮、噴灑阻化劑、注膠體材料、注泡沫等技術(shù)來(lái)防治礦井的煤炭自然發(fā)火，但現(xiàn)有技術(shù)都存在一定的缺陷和不足，防滅火的效果不理想。

近年來(lái)，泡沫材料因其良好的流動(dòng)性、滲透性、堆積性和全方位覆蓋煤體等特點(diǎn)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，但現(xiàn)有的泡沫防滅火材料穩(wěn)定時(shí)間短、保水性能差、排液半衰期一般小于30分鐘，泡沫破裂后水分極易流失，對(duì)煤炭自然發(fā)火持久防治的效果十分有限。

為了延長(zhǎng)泡沫的生命周期和作用效果，CN201410003066.6提供了一種水基泡沫穩(wěn)定劑，應(yīng)用于油田化學(xué)等領(lǐng)域；該穩(wěn)定劑是由水溶性大分子表面活性劑溶于水中，能夠吸附在氣液界面穩(wěn)定泡沫，氣液界面覆蓋度高，形成的泡沫液膜持液能力強(qiáng)，泡沫穩(wěn)定性高。但利用新型表面活性劑穩(wěn)定泡沫，只是延長(zhǎng)了泡沫半衰期，泡沫液仍然為高分子溶液，依然存在泡沫破裂后水分流失的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種礦用防滅火膠體泡沫成膠劑，能夠很好地穩(wěn)定泡沫，膠化泡沫基液，實(shí)現(xiàn)泡沫材料持久覆蓋和潤(rùn)濕煤體。

本發(fā)明的另一目的是提供上述礦用防滅火膠體泡沫成膠劑的制備方法，步驟簡(jiǎn)單，可工業(yè)化生產(chǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種礦用防滅火膠體泡沫成膠劑，由以下重量百分比的原料制成：弱交聯(lián)聚合物15～30％、有機(jī)硼交聯(lián)劑15～30％、硅酸鎂鋁粉40～70％；所述的弱交聯(lián)聚合物由黃原膠和羥丙基瓜爾膠按照1:1.5的重量比，經(jīng)共混弱交聯(lián)制得。

優(yōu)選的，所述的弱交聯(lián)聚合物的制備過(guò)程如下：

1)按照1:99的重量比例將黃原膠粉溶解在蒸餾水中，并在40℃恒溫下攪拌2h后，冷藏靜置24h直至完全水化，得到均勻的黃原膠溶液；

2)按照3:97的重量比例將羥丙基瓜爾膠溶解在蒸餾水中，并在80℃恒溫下攪拌1h后，冷藏靜置24h直至完全溶解，得到均勻的羥丙基瓜爾膠溶液；

3)將步驟1)中配制的黃原膠溶液和步驟2)中配制的羥丙基瓜爾膠溶液按溶質(zhì)比1:1.5混合，在常溫下繼續(xù)攪拌4h實(shí)現(xiàn)常溫共混弱交聯(lián)，冷藏靜置24h后得到均勻的弱交聯(lián)聚合物溶液；

4)將步驟3)中得到的弱交聯(lián)聚合物溶液放置在冷凍干燥箱中干燥，得到弱交聯(lián)聚合物。

優(yōu)選的，所述的有機(jī)硼交聯(lián)劑的有機(jī)配位體為木糖醇、葡萄糖酸或葡萄糖酸鈉的一種。

本發(fā)明還提供上述礦用防滅火膠體泡沫成膠劑的制備方法，具體步驟為：

1)按比例分別稱取弱交聯(lián)聚合物和硅酸鎂鋁粉，球磨混合均勻；