本发明涉及复合阻化物技术领域，具体涉及一种相变材料温敏胞衣、复合阻化物及其制备方法。
背景技术：
煤矿火灾是我国煤矿安全生产的最大灾害，特厚煤层综采放顶煤高产高效技术的大力推广，矿井频繁出现采空区遗煤自燃火灾，自燃易引起瓦斯燃烧和爆炸。阻化剂防治煤自燃技术是目前常用的防灭火技术，阻化剂防治煤自燃技术是目前常用的防灭火技术，一般使用配置完成的阻化剂溶液以喷洒的形式直接撒入采空区，但是这种形式的阻化剂存在寿命短、稳定性差、具有强腐蚀性等缺点。
本文针对现有阻化剂存在的缺点，提出了含氧化自热温敏胞衣无机盐阻化剂热释放技术，以实验研究为主要手段，采取“理论指导实践、实践验证理论”的科学研究方法，深入研究该技术的防灭火效果。
阻化剂防灭火技术主要是通过物理化学等作用，使煤体与氧气隔绝降低煤与氧的化学反应速度，加速散热、保持煤体的湿度等，从而阻止煤的自然倾向。如氯化镁、氯化钙、水玻璃凝胶等。都可以使煤层的自然发火期不同程度的延长。但是其存在的缺点是，阻化剂的阻化效果差，寿命短，另外具有有机物的毒性、腐蚀性和不能降解造成的环境污染等。因此，对阻化剂的防灭火研究还是十分重要。
技术实现要素：
发明目的：针对上述现有技术，提供一种相变材料温敏胞衣阻化剂外壳的制备方法，在高含水复合阻化物外包裹一层相变材料作为胞衣，解决了现有阻化剂阻化寿命短、稳定性差、无法有效控制采空区自燃区域的问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种相变材料温敏胞衣，包括基体，还包括增强体和阻燃剂。
优选的，所述基体为石蜡、硬脂酸的混合物。
优选的，所述增强体为玻璃纤维，石棉纤维或聚丙烯纤维中的一种或几种。
优选的，所述阻燃剂为氢氧化镁，氯化石蜡，膨胀石墨或玻璃微珠中的一种或几种。
优选的，所述基体、增强体和阻燃剂的质量百分比分别为：30％-38％，12％-18％，45％-55％。
优选的，所述基体、增强体和阻燃剂的质量百分比分别为：32％、18％、50％。
一种复合阻化物，使用上述相变材料温敏胞衣。
一种复合阻化物的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：制作阻化剂溶液：所述阻化剂溶液中氯化镁和氯化钙的质量百分比分别为氯化钙，阻化剂也可以是离子液体；
步骤2：将阻化剂溶液降温制冷，形成低温固化的阻化物颗粒；
步骤3：将石蜡、增强体和阻燃剂按比例混合，加热至温度60-70℃并保持恒温，使增强体和阻燃剂与融化的石蜡混合均匀，制得为胞衣材料；
步骤4：将低温固化的阻化物颗粒放入步骤3所得熔融状态的胞衣材料中，使胞衣材料充分包裹住阻化剂，完成复合阻化剂的制作。
有益效果：本发明提出了含氧化自热温敏胞衣无机盐阻化剂热释放技术，该技术不仅克服了传统防灭火阻化剂易失效的缺点，而且其对温度的升高比较敏感，能在煤自燃临界温度之前融化，进而使胞衣内的阻化剂完全释放来抑制煤自燃；强度增加使其不易破碎，保证了阻化剂的效果完好；胞衣材料的燃点增高使其不易燃烧，防止火灾的扩大；制备系统模块化设计，结构简单易操作，可高效的生产加工胞衣阻化剂。具体效果如下：
1、本发明的基体材料为石蜡、硬脂酸的混合物，硬脂酸的熔点和石蜡接近，但是硬度更高，能够增加胞衣的强度；
2、胞衣中加入一定比例的玻璃纤维，石棉纤维或聚丙烯纤维等物质，使相变材料的硬度增强，相变材料外壳往采空区铺洒时不破裂；
3、胞衣中加入一定比例的氢氧化镁，氯化石蜡，膨胀石墨或玻璃微珠等材料使相变材料的着火点升高，阻止其比煤先燃烧，防止火灾的扩大。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步的解释。
相变材料温敏胞衣的制备，包括胞衣外壳相变材料的选择，相变材料强度的增强和燃点的提高，将冰冻的阻化剂颗粒放入混合好的胞衣相变材料内等步骤。
其中，温敏胞衣外壳材料的选择。
经过比较和分析，对比凡士林、硬脂酸和石蜡的物理性质，选取硬脂酸和石蜡作为相变材料，下面对它们的特性进行分析。
凡士林是一种烷系烃或饱和烃类半液态的混合物，也叫矿脂，由石油分馏后制得。它的状态在常温时介于固体及液体之间；熔点为35～50℃。
石蜡的主要成分是固体烷烃，无臭无味，为白色或淡黄色半透明固体。石蜡在常温下是固体，石蜡性质比较稳定。石蜡的熔点为47～64℃，煤的临界温度也称自热温度，是能使煤自发燃烧的最低温度，一般在60～80℃之间，通常取值70℃。石蜡的熔点接近煤自燃的临界温度，有利于保持阻化剂的效果。因此，选取石蜡作为温热自控阻化剂的胞衣材料。硬脂酸即十八烷酸，为白色或淡黄色半透明固体。硬脂酸在常温下是固体且性质比较稳定。熔点为56～69.6℃，接近煤自燃的临界温度。硬度比石蜡强。
通过比较凡士林、硬脂酸和石蜡的物理特性可以知道，凡士林在常温下是介于固体和液体之间，石蜡和硬脂酸在常温下是固体，相比凡士林更稳定。凡士林的熔点为35～50℃，硬脂酸和石蜡的熔点分别为56～69.6℃和47～64℃，石蜡和硬脂酸的熔点更接近煤自燃的临界温度，更有利于保持阻化剂的效果。因此，选取石蜡和硬脂酸作为温敏胞衣阻化剂的胞衣相变材料。
如上所述胞衣相变材料需要增加强度，提高燃点。由于阻化剂要均匀撒入采空区内，所以胞衣外壳要有一定的强度要求，保证一定的落煤压力并且在采空区洒落时不易破碎；在保证强度的情况下熔点要尽可能接近煤的自燃温度临界点；复合相变材料的燃点要增高，不能使石蜡等相变材料比煤先燃烧，起到阻燃的作用。所以本实施例重点分析相变材料的强度和阻燃性，以此得出复合相变材料温敏胞衣的最优方案。
经过试验比对，基体、增强体和阻燃剂的质量百分比分别为：30％-38％，12％-18％，45％-55％时胞衣的性能有显著提升。胞衣的抗压强度增强了几十倍以上，阻燃性能也大大提升，着火点提高100多℃。在此显著的提升下，胞衣材料仍能在60-70℃范围内释放阻化剂溶液。其中基体、增强体和阻燃剂的质量百分比分别为：35％、15％、50％时胞衣的抗压强度最高，阻燃性能最好。
复合阻化物的制备包括如下步骤：
步骤1，制作阻化剂溶液：阻化剂溶液中氯化镁和氯化钙的质量百分比分别为氯化钙，也可以是离子液体等阻化剂溶液。
步骤2，对于胞衣外壳强度的研究：在基体中加入一定比例的玻璃纤维，石棉纤维或聚丙烯纤维等物质使相变材料的硬度增强，经过试验，使用本实施例提供的比例的相变材料外壳往采空区铺洒时不破裂。
步骤3，对于胞衣外壳的阻燃性的研究：加入一定比例的氢氧化镁，氯化石蜡，膨胀石墨或玻璃微珠等材料使相变材料的着火点升高，阻止其比煤先燃烧，防止火灾的扩大。
步骤4，配置好符合实际强度和阻燃性的石蜡，将其在其熔点下保持液体状态。
步骤5，用冰冻好的阻化剂小球在液体石蜡中充分接触，使石蜡充分包裹住阻化剂，完成温敏胞衣阻化剂的制作。
步骤6，将制作好的温敏胞衣阻化剂均匀的撒在煤层采空区内，形成一定厚度的阻化剂隔层，起到充分的阻化作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
实施例1：
表1：实施例一的各个组分百分比
该组分下，阻化率为95％，单位时间内的放热速率降低了70％，着火点提高了124度，阻燃性能大大增强。抗压强度显著增强，相比石壁壳单纯为石蜡的胞衣，该复合材料的抗压强度提高了几百倍。
实施例2：
表2：实施例二的各个组分百分比
该组分下，阻化率为93％，单位时间内的放热速率降低了60％，着火点提高了101度，阻燃性能大大增强。抗压强度显著增强，相比石壁壳单纯为石蜡的胞衣，该复合材料的抗压强度提高了几百倍。