份，混合均匀后封装备用；
(5)混合固化:将A组分和B组分按照A:B=1:1的质量比通过双液栗混合喷涂，常温反应固化。
[0020]性能指标:固化时间12min，伸长率58.4%，与无烟煤块的粘结实验，煤块破碎粘结面完好，撕裂强度38.7N/mm，拉伸强度7.8MPa，拉断后自修复效率87%，氧指数49.7%。
[0021]实施例3
一种自修复型煤壁瓦斯封闭材料的制备方法包括如下步骤:
(O自修复碳纳米管胶囊的制备:将甲苯二异氰酸酯和脱水处理的一缩二乙二醇在氮气气氛中于80°C下反应l_2h，得到异氰酸根封端的聚合物；碳纳米管加入上述聚合物中，超声分散使聚合物进入碳纳米管中，随后将过滤所得碳纳米管放入无水乙醇中，室温下反应l~2h使其表面反应固化，过滤干燥后得到自修复碳纳米管胶囊。
[0022](2)预聚体的制备:先将端羟基液体聚丁二烯橡胶和聚乙二醇在90°C ~110°C温度范围内搅拌真空脱水2~4h，降温至50°C ~60°C加入二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯在85°C左右反应制得预聚体，封装备用；
(3)A组份的制备:称取步骤⑴中的自修复碳纳米管胶囊8份，称取步骤⑵中的预聚体92份，混合均匀后封装备用；
(4)B组份的制备:称取水玻璃84.5份，水性氨基树脂5份，炭黑1.5份，0P-9 3份，双羟甲基脲2份，二羟甲基二羟基乙烯脲2份，五甲基二亚乙基三胺I份，N-乙基吗啉I份，混合均匀后封装备用；
(5)混合固化:将A组分和B组分按照A:B=1:1的质量比通过双液栗混合喷涂，常温反应固化。
[0023]性能指标:固化时间9min，伸长率61.2%，与无烟煤块的粘结实验，煤块破碎粘结面完好，撕裂强度35.9N/mm，拉伸强度6.2MPa，拉断后自修复效率85%，氧指数47.8%。
[0024]实施例4
一种自修复型煤壁瓦斯封闭材料的制备方法包括如下步骤:
(O自修复碳纳米管胶囊的制备:将甲苯二异氰酸酯和脱水处理的一缩二乙二醇在氮气气氛中于80°C下反应l_2h，得到异氰酸根封端的聚合物；碳纳米管加入上述聚合物中，超声分散使聚合物进入碳纳米管中，随后将过滤所得碳纳米管放入无水乙醇中，室温下反应l~2h使其表面反应固化，过滤干燥后得到自修复碳纳米管胶囊。
[0025](2)预聚体的制备:先将端羟基液体聚丁二烯橡胶和聚乙二醇在90°C ~110°C温度范围内搅拌真空脱水2~4h，降温至50°C ~60°C加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯在85°C左右反应制得预聚体，封装备用；
(3)A组份的制备:称取步骤⑴中的自修复碳纳米管胶囊12份，称取步骤⑵中的预聚体88份，混合均匀后封装备用；
(4)B组份的制备:称取水玻璃86份，水性氨基树脂7份，炭黑I份，0P-9 2份，双羟甲基脲I份，二羟甲基二羟基乙烯脲2份，N-乙基吗啉0.5份，三乙烯二胺0.5份，混合均匀后封装备用；
(5)混合固化:将A组分和B组分按照A:B=1.1:1的质量比通过双液栗混合喷涂，常温反应固化。
[0026]性能指标:固化时间13min，伸长率57.8%，与无烟煤块的粘结实验，煤块破碎粘结面完好，撕裂强度37.lN/mm，拉伸强度6.9MPa，拉断后自修复效率92%，氧指数49.3%。
[0027]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1.一种智能自修复型煤壁瓦斯封闭材料，其特征在于:是由质量比为0.9?1.1:1的A组份与B组份组成； A组份是由以下重量份的原料组成的: 自修复碳纳米管胶囊 5?12份 预聚体88?95份 B组份由以下重量份的原料组成的: 水玻璃82?89份 水性氨基树脂5?9份炭黑I?2份 表面活性剂I?3份 交联剂2?4份 催化剂I?2份。2.根据权利要求1所述的一种智能自修复型煤壁瓦斯封闭材料，其特征在于:所述的自修复碳纳米管胶囊是以碳纳米管为壁材，甲苯二异氰酸酯和一缩二乙二醇的反应物为芯材，其中碳纳米管为多壁碳纳米管，碳纳米管长度为5?15 μπι，管径为20?30nm。3.根据权利要求1所述的一种智能自修复型煤壁瓦斯封闭材料，其特征在于:所述的预聚体是由异氰酸酯与端羟基液体聚丁二烯橡胶、聚乙二醇反应制备，其中异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种智能自修复型煤壁瓦斯封闭材料，其特征在于:所述的水性氨基树脂含有亚氨基、羟甲基等活性基团。5.根据权利要求1所述的一种智能自修复型煤壁瓦斯封闭材料，其特征在于:所述的交联剂为双羟甲基脲和二羟甲基二羟基乙烯脲中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种智能自修复型煤壁瓦斯封闭材料，其特征在于: 所述的表面活性剂为OP-9。7.根据权利要求1所述的一种智能自修复型煤壁瓦斯封闭材料，其特征在于: 所述的催化剂为五甲基二亚乙基三胺、N-乙基吗啉、N, N-二甲基吡啶、三乙烯二胺中的一种或几种。8.根据权利要求1-7任一项所述的一种一种智能自修复型煤壁瓦斯封闭材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤: ①自修复碳纳米管胶囊的制备:将甲苯二异氰酸酯和脱水处理的一缩二乙二醇在氮气气氛中于80°C下反应I?2h，得到异氰酸根封端的聚合物；碳纳米管加入上述聚合物中，超声分散使聚合物进入碳纳米管中，随后将过滤所得碳纳米管放入无水乙醇中，室温下反应I?2h使其表面反应固化，过滤干燥后得到自修复碳纳米管胶囊； ②预聚体的制备:先将端羟基液体聚丁二烯橡胶和聚乙二醇在90°C~110°C温度搅拌真空脱水2?4h，再降温至50°C?60°C加入异氰酸酯，然后在85°C左右反应制得预聚体，封装备用； ③A组份的制备:称取步骤①中制得的自修复碳纳米管胶囊5?12份，称取步骤②制得的预聚体80?90份，将两种组分混合均匀后封装备用； ④B组份的制备:称取水玻璃82?89份，水性氨基树脂5?9份，炭黑I?2份，表面活性剂I?3份，交联剂2?4份，催化剂I?2份，混合均匀后封装备用； ⑤混合固化:将A组分和B组分按照Α:Β=0.9?1.1:1的质量比通过双液栗混合喷涂，常温反应固化即得自修复型煤壁瓦斯封闭材料。
【专利摘要】本发明公开了一种自修复型煤壁瓦斯封闭材料及其制备方法。本发明采用自修复碳纳米管胶囊和预聚体作为A组分；水玻璃、水性氨基树脂、炭黑、表面活性剂、交联剂、催化剂，作为B组份；使用时按质量比A组分：B组分=0.9~1.1:1混合喷涂。本发明在制备原料中加入了自修复碳纳米管胶囊，使得自修复型煤壁瓦斯封闭材料具有智能自修复功能。本发明制备的自修复型煤壁瓦斯封闭材料密封性好，能够提高瓦斯的抽采效果，阻止了瓦斯进入巷道，还能减少粉尘并加固煤体。自修复型煤壁瓦斯封闭材料与煤壁粘结效果好、伸长率高、阻燃性好、抗静电性好。适用于煤壁防瓦斯渗漏以及煤壁表面防护、减少粉尘等处理。
【IPC分类】C09D7/12, C08G18/12, C08K3/04, C09D175/08, C08K3/26, C08G18/48, C08G18/62, C08G18/54, C08L75/08
【公开号】CN105062349
【申请号】CN201510576291
【发明人】杨政鹏, 张春静, 刘玄, 陈小砖, 王运霞, 张春克, 管学茂
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年9月11日