[發明專利]防治煤炭自燃的微膠囊阻化劑泡沫凝膠材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201911403894.8
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111111571B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 胡相明;薛迪;趙艷云;吳明躍;程衛民;李永生;邵志昂
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00;E21F5/06
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種防治煤炭自燃的微膠囊阻化劑泡沫凝膠材料，其特征在于，包括發泡溶液和惰性氣體，所述發泡溶液包括發泡劑、溫敏性阻化微膠囊、水玻璃和水，所述惰性氣體為CO₂；

所述溫敏性阻化微膠囊由芯材和壁材組成，通過以下方法制備：

(1)將一定量的二甲基硅油倒入燒杯中，用恒溫磁力加熱攪拌裝置油浴加熱；

(2)待溫度升高到大于60℃，加入潤濕劑，攪拌均勻后加入壁材，以大于1000r/min的轉速攪拌10min以上，獲得壁材的分散液，形成油相；

(3)將芯材溶解于蒸餾水并攪拌均勻，將芯材溶液作為水相緩慢滴加到油相中，以500-1000r/min的轉速乳化10-20min，關閉加熱檔，使之逐漸冷卻；

(4)靜置12-24h后，將燒杯上層的二甲基硅油倒掉，用真空泵進行抽濾、自然晾干，得溫敏性阻化微膠囊；

所述壁材為固體石蠟、聚乙烯蠟、液體石蠟中的一種或多種；所述芯材為茶多酚、原花青素、多巴胺中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的一種防治煤炭自燃的微膠囊阻化劑泡沫凝膠材料，其特征在于，發泡溶液中，按重量百分含量，水玻璃為5-30wt％、發泡劑為0.4-0.8wt％、溫敏性阻化微膠囊為0.1-10wt％，余量為水。

3.根據權利要求1所述的一種防治煤炭自燃的微膠囊阻化劑泡沫凝膠材料，其特征在于，所述芯材與壁材的質量比為1:1-1:5。

4.根據權利要求1所述的一種防治煤炭自燃的微膠囊阻化劑泡沫凝膠材料，其特征在于，所述潤濕劑為OP-10。

5.根據權利要求4所述的一種防治煤炭自燃的微膠囊阻化劑泡沫凝膠材料，其特征在于，所述發泡劑是由脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉復配而成；所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉的質量比為1:4-4:1。

6.根據權利要求1或2所述的一種防治煤炭自燃的微膠囊阻化劑泡沫凝膠材料，其特征在于，所述發泡溶液的質量與惰性氣體的體積比為100g：560-640ml。

7.根據權利要求1或2所述的一種防治煤炭自燃的微膠囊阻化劑泡沫凝膠材料，其特征在于，所述水玻璃的波美度為20-40，模數為2-4。

8.根據權利要求1-7任意一項所述的一種防治煤炭自燃的微膠囊阻化劑泡沫凝膠材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)稱取發泡劑并將其完全溶解在水中，攪拌均勻得到表面活性劑溶液；

(2)在表面活性劑溶液中加入水玻璃和溫敏性阻化微膠囊，體系pH值大于11，攪拌均勻形成發泡溶液；

(3)將發泡溶液和高壓惰性氣體快速流經發泡器，從而均勻混合形成微膠囊阻化劑泡沫凝膠。

9.根據權利要求8所述的一種防治煤炭自燃的微膠囊阻化劑泡沫凝膠材料的制備方法，其特征在于，所使用的發泡器包括文丘里管、集流器、發泡網和壓力表；發泡溶液和惰性氣體的壓力之比為4:5-3:2。