本發(fā)明涉及聚氨酯擋煤板材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種聚氨酯吸音擋煤板的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著采煤工藝的進(jìn)步，爆破落煤和普采落煤已經(jīng)發(fā)展成綜合的機(jī)械化作業(yè)乃至自動化作業(yè)。煤層中普遍含有的薄煤層礦區(qū)含有硫化鐵結(jié)核，其硬度極大，采煤機(jī)的截齒難以進(jìn)行切割，因此爆破落煤工藝被大量運(yùn)用。由于爆破落煤工藝中出煤工序的勞動強(qiáng)度大以及占用時間長，使用刮板輸送機(jī)出煤是目前最常用的做法。安裝于刮板輸送機(jī)靠近采空區(qū)側(cè)溜槽的護(hù)管架上，用來抵擋爆破落煤時沖向采空區(qū)方向煤炭的重要裝置——擋煤板，是將浮煤回收到刮板運(yùn)輸機(jī)內(nèi)避免資源損失，實(shí)現(xiàn)工作面后煤自動化擋裝的關(guān)鍵。

2、目前的采煤作業(yè)，對于擋煤板的要求極高。采用爆破落煤方式的施工現(xiàn)場要求擋煤板要能夠承受瞬間的爆破沖擊力，具有一定的抗沖擊強(qiáng)度，不易產(chǎn)生塑性變形。同時在自動化的輸送過程中，經(jīng)得起長時間的摩擦磨損，免于頻繁更換，提高生產(chǎn)效率和安全性。因此，擋煤板需要具備良好的抗彎曲、耐磨損、耐沖擊、耐水解、耐酸堿腐蝕、耐油性等性能，提高擋煤板的重復(fù)利用率。高分子聚氨酯材料是現(xiàn)有能夠滿足上述要求、便于加工生產(chǎn)擋煤板的主要原料。然而，聚氨酯材料的耐磨粒磨損性能較差、水解條件下力學(xué)性能下降明顯、強(qiáng)度仍需提高，需要對聚氨酯基體進(jìn)行有效改性，以延長擋煤板的長期服役能力。因此，開發(fā)一種高強(qiáng)耐磨交聯(lián)聚氨酯吸音擋煤板對于煤礦行業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種聚氨酯吸音擋煤板的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中聚氨酯擋煤板性能差的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種聚氨酯吸音擋煤板的制備方法，上述制備方法包括：將交聯(lián)劑修飾的石墨烯、耐磨劑、加工助劑、微珠和聚氨酯混合成型后進(jìn)行輻照處理，得到上述聚氨酯吸音擋煤板。

3、進(jìn)一步地，上述交聯(lián)劑修飾的石墨烯的制備方法如下：將石墨烯分散液與交聯(lián)劑混合，得到待交聯(lián)混合液；對上述待交聯(lián)混合液進(jìn)行微波輻照官能化處理，得到上述交聯(lián)劑修飾的石墨烯；優(yōu)選地，按如下方法制備獲得上述石墨烯分散液：將石墨粉末、分散劑和超純水混合，得到石墨混合懸液；上述石墨混合懸液經(jīng)液相剪切剝離，得到上述石墨烯分散液。

4、進(jìn)一步地，上述石墨選自如下任意一種或多種：微晶石墨、熱膨脹石墨和高定向熱解石墨。

5、進(jìn)一步地，上述分散劑選自如下任意一種或多種：n-甲基吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸鈉、牛黃脫氧膽酸鈉、二甲基甲酰胺、乙醇、鄰二氯苯或泊洛沙姆。

6、進(jìn)一步地，上述石墨混合懸液中上述石墨的質(zhì)量濃度為1～10％且上述石墨和上述分散劑的質(zhì)量比為100：(1～3)。進(jìn)一步地，進(jìn)行上述液相剪切剝離使用的儀器選自如下任意一種或多種：納米珠磨機(jī)、棒銷式砂磨機(jī)、渦輪式砂磨機(jī)或高壓均質(zhì)機(jī)；優(yōu)選地，攪拌處理時間為30～60min，研磨轉(zhuǎn)速為800～2000r/min，研磨時間為1～5h；優(yōu)選地，上述石墨烯分散液包括一層或多層石墨烯層，上述石墨烯層的平均層數(shù)為6～20層，上述石墨烯分散液中上述石墨烯的質(zhì)量濃度為2～25％。

7、進(jìn)一步地，上述交聯(lián)劑選自如下任意一種或多種：聚醚酰亞胺(mw＝104～105da)、多氨基聚烯丙基胺(mw＝103～104da)、聚多巴胺(mw＝103～104da)、聚氨酯亞胺(mw＝103～105da)、三羥甲基氨基甲烷、交聯(lián)聚苯乙烯-二乙烯苯磺酸或γ-氨丙基三乙氧基硅烷；優(yōu)選地，上述交聯(lián)劑的濃度為0.15～2mol/l；優(yōu)選地，上述石墨烯分散液和上述交聯(lián)劑的摩爾比為(40～120)：1。

8、進(jìn)一步地，進(jìn)行上述微波輻照官能化處理的儀器為微波反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度為90～160℃，反應(yīng)時間為5～35min。

9、進(jìn)一步地，上述交聯(lián)劑修飾的石墨烯的含水量為0.1％～5％；優(yōu)選地，通過噴霧干燥的方式將上述交聯(lián)劑修飾的石墨烯的含水量為0.08％～4％；優(yōu)選地，上述噴霧干燥的溫度為130～160℃，上述交聯(lián)劑修飾的石墨烯的進(jìn)液速度為5～18ml/min。

10、進(jìn)一步地，上述聚氨酯的分子量為12000～50000。

11、進(jìn)一步地，上述耐磨劑選自如下任意一種或多種：聚四氟乙烯、超高分子量聚氨酯、二硫化鉬、聚硅氧烷、玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維。

12、進(jìn)一步地，上述加工助劑選自如下任意一種或多種：二鹽基亞磷酸鉛、甲基錫、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。

13、進(jìn)一步地，上述微珠為有機(jī)微珠或無機(jī)微珠；上述有機(jī)微珠選自雜化有機(jī)硅微珠；上述無機(jī)微珠選自如下任意一種或多種：920det40d25型微珠、du2201l型微珠或中空玻璃微珠。

14、進(jìn)一步地，上述交聯(lián)劑修飾的石墨烯與上述耐磨劑的質(zhì)量比為(3～10)：1；上述耐磨劑和上述聚氨酯的質(zhì)量比為(1～8)：100；上述加工助劑與上述聚氨酯的質(zhì)量比為(1～9)：1000；上述微珠與上述聚氨酯的質(zhì)量比為(1～7)：100。

15、進(jìn)一步地，上述混合成型的方式為置于混合造粒后置于板材模壓機(jī)中模壓成型；板材模壓機(jī)的上、下模溫度為180～200℃，壓力為2～8mpa，時間為10～16min，模壓板材厚度為8～20mm。

16、進(jìn)一步地，上述輻照的輻照源為高能電子束或co60；優(yōu)選地，上述輻照的劑量為30～100kgy，上述輻照的速率為0.1～1.0kgy/h，上述輻照后的上述聚氨酯吸音擋煤板的交聯(lián)密度為120～500mol/m3。

17、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，將聚氨酯與交聯(lián)劑修飾的石墨烯、耐磨劑、加工助劑和微珠混合成型后進(jìn)行輻照處理制備的聚氨酯吸音擋煤板不僅力學(xué)強(qiáng)度高，還具有耐磨、抗靜電和吸音等優(yōu)異性能，能夠防止摩擦靜電以及降低噪音危害，可大幅提升復(fù)雜環(huán)境下?lián)趺喊逶诠伟暹\(yùn)輸機(jī)上的使用壽命，有廣闊的應(yīng)用前景，對于煤礦行業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種聚氨酯吸音擋煤板的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑修飾的石墨烯的制備方法如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述石墨選自如下任意一種或多種：微晶石墨、熱膨脹石墨和高定向熱解石墨。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述分散劑選自如下任意一種或多種：n-甲基吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸鈉、牛黃脫氧膽酸鈉、二甲基甲酰胺、乙醇、鄰二氯苯或泊洛沙姆。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述石墨混合懸液中所述石墨的質(zhì)量濃度為1～10％且所述石墨和所述分散劑的質(zhì)量比為100：(1～3)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，進(jìn)行所述液相剪切剝離使用的儀器選自如下任意一種或多種：納米珠磨機(jī)、棒銷式砂磨機(jī)、渦輪式砂磨機(jī)或高壓均質(zhì)機(jī)；

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑選自如下任意一種或多種：聚醚酰亞胺mw＝104～105da、多氨基聚烯丙基胺mw＝103～104da、聚多巴胺mw＝103～104da、聚氨酯亞胺mw＝103～105da、三羥甲基氨基甲烷、交聯(lián)聚苯乙烯-二乙烯苯磺酸或γ-氨丙基三乙氧基硅烷；

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，進(jìn)行所述微波輻照官能化處理的儀器為微波反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度為90～160℃，反應(yīng)時間為5～35min。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑修飾的石墨烯的含水量為0.1％～5％；

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚氨酯的分子量為12000～50000。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述耐磨劑選自如下任意一種或多種：聚四氟乙烯、超高分子量聚氨酯、二硫化鉬、聚硅氧烷、玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述加工助劑選自如下任意一種或多種：二鹽基亞磷酸鉛、甲基錫、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述微珠為有機(jī)微珠或無機(jī)微珠；所述有機(jī)微珠選自雜化有機(jī)硅微珠；所述無機(jī)微珠選自如下任意一種或多種：920det40d25型微珠、du2201l型微珠或中空玻璃微珠。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑修飾的石墨烯與所述耐磨劑的質(zhì)量比為(3～10)：1；所述耐磨劑和所述聚氨酯的質(zhì)量比為(1～8)：100；所述加工助劑與所述聚氨酯的質(zhì)量比為(1～9)：1000；所述微珠與所述聚氨酯的質(zhì)量比為(1～7)：100。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述混合成型的方式為混合造粒后置于板材模壓機(jī)中模壓成型；

16.根據(jù)權(quán)利要求1或15所述的制備方法，其特征在于，所述輻照的輻照源為高能電子束或co60；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種聚氨酯吸音擋煤板的制備方法。該制備方法包括：將交聯(lián)劑修飾的石墨烯、耐磨劑、加工助劑、微珠和聚氨酯混合成型后進(jìn)行輻照處理，得到聚氨酯吸音擋煤板。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中聚氨酯擋煤板性能差的問題，屬于聚氨酯擋煤板材料領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：王志榮,張升旗,燕建華,徐歡,薛夏民,唐夢珂,李小川,黨鋒,李鵬,王斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國能神東煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10