本發(fā)明涉及一種煤礦噴涂密閉材料，特別是一種封閉煤層瓦斯用噴涂雙組分噴涂材料。
背景技術：
隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，能源危機的出現(xiàn)促使煤礦開采業(yè)加速發(fā)展，對礦井的生產(chǎn)效率提出了更高的要求。煤礦瓦斯是造成礦難的一個重要因素，通過在煤巖體表面噴涂高分子材料，可以有效地封堵煤巖體漏風裂隙。
現(xiàn)有技術中可用于封堵煤巖體漏風裂隙的高分子材料存在如下技術缺陷：抗拉強度和附著力小、空氣透氣率高，在瓦斯氣體壓力較大時不能有效地封堵，造成漏氣。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種抗拉強度和附著力大、空氣透氣率低的封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料。
本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：
一種封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料，由a組分和b組分組成,所述a組分由水玻璃和添加劑組成，所述添加劑的質量為所述水玻璃的質量的0.05～35％；所述b組分由異氰酸酯類物質、調(diào)凝劑和增塑劑組成，所述調(diào)凝劑的質量為所述異氰酸酯類物質的質量的0.001～17％，所述增塑劑的質量為所述異氰酸酯類物質的質量的0.5～30％，a組分與b組分的體積比＝1∶10～10∶1。
一種封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料，由a組分和b組分組成,所述a組分由偏鋁酸堿金屬鹽、水玻璃和添加劑組成，所述添加劑的質量為所述水玻璃的質量的0.05～35％，所述偏鋁酸堿金屬鹽的質量為所述水玻璃的質量的0.001～5％；所述b組分由異氰酸酯類物質、調(diào)凝劑和增塑劑組成，所述調(diào)凝劑的質量為所述異氰酸酯類物質的質量的0.001～17％，所述增塑劑的質量為所述異氰酸酯類物質的質量的0.5～30％，a組分與b組分的體積比＝1∶10～10∶1。
一種封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料，由a組分和b組分組成,所述a組分由硅酸鋯、偏鋁酸堿金屬鹽、水玻璃和添加劑組成，所述添加劑的質量為所述水玻璃的質量的0.05～35％，所述偏鋁酸堿金屬鹽的質量為所述水玻璃的質量的0.001～5％，硅酸鋯的加入量為所述水玻璃的質量的1～5％；所述b組分由異氰酸酯類物質、調(diào)凝劑、增塑劑和改性環(huán)糊精組成，所述調(diào)凝劑的質量為所述異氰酸酯類物質的質量的0.001～17％，所述增塑劑的質量為所述異氰酸酯類物質的質量的0.5～30％，所述改性環(huán)糊精的加入量為所述異氰酸酯類物質的質量的1～10％，a組分與b組分的體積比＝1∶10～10∶1；改性環(huán)糊精的制備方法如下：乙醇和環(huán)糊精按照質量比(2-3):1混合，60℃下攪拌1-2h，然后加入分子量為300-1500的聚乙二醇單環(huán)己醚，聚乙二醇單環(huán)己醚與環(huán)糊精的物質的量之比為1:1，反應5-10小時；然后升溫至80-100℃，按照環(huán)糊精與3，5-二叔丁基-4-羥基苯胺按照質量比為(2-3):1，將3，5-二叔丁基-4-羥基苯胺溶解于乙醇中，每克3，5-二叔丁基-4-羥基苯胺量取10ml乙醇，在攪拌下滴加3，5-二叔丁基-4-羥基苯胺的乙醇溶液，滴加完畢之后，升溫至500-600℃，反應5-10小時，蒸干溶劑后得改性環(huán)糊精。
上述封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料，所述異氰酸酯類物質為異氰酸酯、異氰酸酯預聚物或異氰酸酯和異氰酸酯預聚物的混合物；
所述異氰酸酯為下述物質中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物：
(1)二苯基甲烷二異氰酸酯；
(2)環(huán)己基二異氰酸酯；
(3)多亞甲基多苯基異氰酸酯；
(4)萘二異氰酸酯；
(5)甲基環(huán)己基二異氰酸酯；
(6)二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯；
(7)己二異氰酸酯；
(8)異佛爾酮二異氰酸酯；
所述異氰酸酯預聚物為下述物質中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物：
(a)二苯基甲烷二異氰酸酯的預聚物，分子量為1000～2000；
(b)環(huán)己基二異氰酸酯的預聚物，分子量為500～1500；
(c)多亞甲基多苯基異氰酸酯的預聚物，分子量為1500～4000；
(d)萘二異氰酸酯的預聚物，分子量為1200～4000；
(e)甲基環(huán)己基二異氰酸酯的預聚物，分子量為900～3000；
(f)二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯的預聚物，分子量為1500～3000；
(g)己二異氰酸酯的預聚物，分子量為900～2000；
(h)異佛爾酮二異氰酸酯的預聚物，分子量為1200～4000。
上述封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料，所述添加劑由甲組分和/或乙組分組成，甲組分為乙二醇、三乙烯二胺、丙三醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚醚胺中的一種或多種，乙組分為粉狀氧化鋅和/或粉狀氧化銅。
上述封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料，聚醚多元醇為下述物質中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物：
(1)以木糖醇為起始劑、羥值為300～360mgkoh/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚；
(2)以麥芽糖為起始劑、羥值為320～380mgkoh/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚；
(3)以果糖為起始劑、羥值為300～340mgkoh/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚；
(4)以葡萄糖為起始劑、羥值為320～360mgkoh/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚；
聚醚胺為下述物質中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物：
(5)以乙烯醇丁二胺為起始劑、羥值為340～380mgkoh/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚胺；
(6)以乙烯醇丁三胺為起始劑、羥值為340～380mgkoh/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚胺；
(7)以乙烯醇丁四胺為起始劑、羥值為340～380mgkoh/g的聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷聚醚胺。
上述封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料，所述調(diào)凝劑為硅油、改性硅油、pc-41、dmp-30、脂肪族羧酸鋰鹽、芳香族羧酸鋰鹽、叔胺類催化劑和有機金屬類催化劑中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物。
上述封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料，所述水玻璃為鈉水玻璃、鉀水玻璃和鋰水玻璃中的任意一種、任意兩種或三種，所述水玻璃的模數(shù)為1.8～3.0，所述水玻璃在20℃時的粘度為200～500mpa·s。
上述封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料，所述偏鋁酸堿金屬鹽為偏鋁酸鋰或偏鋁酸鈉或偏鋁酸鉀或以上三種偏鋁酸鹽中任意兩種或三種的混合物。
上述封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料，所述增塑劑為磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯和亞磷酸酯中的任意一種或任意兩種及兩種以上的混合物。
本發(fā)明的有益效果是：
1.由于本發(fā)明封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料采用低成本的水溶性硅酸鹽作為材料的組成部分，材料成本大幅度的降低，使得本發(fā)明具有廣闊的推廣應用前景。
2.由于水溶性硅酸鹽為不可燃材料，在材料中加入水溶性硅酸鹽使得材料的阻燃性能得到了提高，從而使更適用于煤礦井下環(huán)境。
3.水溶性硅酸鹽可與聚異氰酸酯發(fā)生固化反應，而通過配比的調(diào)整以及調(diào)凝劑、增塑劑和添加劑的摻入，改善了材料的可操作性能及力學性能，使得滿足煤礦井下瓦斯封堵的需要。
4.偏鋁酸堿金屬鹽的加入可以提高本發(fā)明封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料硬化后的抗壓強度和抗彎強度，明顯改善硬化后的封堵材料的使用性能。
5.硅酸鋯和改性環(huán)糊精的加入，可以有效地提高抗拉強度和附著力，降低空氣透氣率。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。
實施例1.
a組分：
鉀水玻璃，模數(shù)為2.3，20℃時的粘度為280mpa·s，密度為1.50g/cm3，其所占a組分總質量百分比為85％；
乙二醇，其所占a組分總質量百分比為10％，密度1.12g/cm3；
丙三醇，其所占a組分總質量百分比為5％。
b組分：
多亞甲基多苯基異氰酸酯，多亞甲基多苯基異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質量百分比)為30～35％，20℃時的粘度為200mpa·s，密度為1.22g/cm3，多亞甲基多苯基異氰酸酯所占b組分總質量百分比為70％；
多亞甲基多苯基異氰酸酯的預聚物，分子量為1500～4000；多亞甲基多苯基異氰酸酯的預聚物中異氰酸酯的含量(質量百分比)為8％，40℃時的粘度為3000mpa·s，密度為1.20g/cm3，多亞甲基多苯基異氰酸酯的預聚物所占b組分總質量百分比為25％；
磷酸三丁酯，其所占b組分總質量百分比為5％。
a組分、b組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時a組分和b組分按體積比1:1配制并噴涂在煤巖體漏風裂隙處即可。
本實施例封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料的抗拉強度為2.3mpa，附著力為1.7mpa，空氣透氣率為0.05l/s·m2【依據(jù)aq1088-2011測試】。
實施例2.
a組分：
鈉水玻璃，模數(shù)為2.5，20℃時的粘度為300mpa·s，密度為1.55g/cm3，其所占a組分總質量百分比為75％；
偏鋁酸鉀，其所占a組分總質量百分比為10％；
以葡萄糖為起始劑，羥值為320～360mgkoh/g的聚環(huán)氧丁烷聚醚，20℃時的粘度為360mpa·s，密度為1.08g/cm3，其所占a組分總質量百分比為10％；
以乙烯醇丁三胺為起始劑，羥值為340～380的聚環(huán)氧乙烷聚醚胺，20℃時的粘度為380mpa·s，密度為1.06g/cm3，其所占a組分總質量百分比為5％；b組分：
萘二異氰酸酯，萘二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質量百分比)為36～42％，20℃時的粘度為15mpa·s，密度為1.45g/cm3，萘二異氰酸酯所占b組分總質量百分比為70％；
萘二異氰酸酯的預聚物，分子量為1200～4000，萘二異氰酸酯的預聚物中異氰酸酯的含量(質量百分比)為8％，40℃時的粘度為3000mpa·s，密度為1.52g/cm3，萘二異氰酸酯的預聚物所占b組分總質量百分比為20％；
dmp-30，其所占b組分總質量百分比為6％；
亞磷酸三苯酯，其所占b組分總質量百分比為4％。
a組分、b組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時a組分和b組分按體積比1：2配制并噴涂在煤巖體漏風裂隙處即可。
本實施例封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料的抗拉強度為2.4mpa，附著力為1.7mpa，空氣透氣率為0.05l/s·m2【依據(jù)aq1088-2011測試】。
實施例3.
a組分：
鈉水玻璃，模數(shù)為2.5，20℃時的粘度為300mpa·s，密度為1.55g/cm3，其所占a組分總質量百分比為42％；
鉀水玻璃，模數(shù)為2.3，20℃時的粘度為280mpa·s，密度為1.50g/cm3，其所占a組分總質量百分比為30％；
偏鋁酸鉀，其所占a組分總質量百分比為2％；
偏鋁酸鈉，其所占a組分總質量百分比為3％；
氧化銅，其所占a組分總質量百分比為2％；
氧化鋅，其所占a組分總質量百分比為3％；
以葡萄糖為起始劑，羥值為320～360mgkoh/g的聚環(huán)氧丁烷聚醚，20℃時的粘度為360mpa·s，密度為1.08g/cm3，其所占a組分總質量百分比為5％；
以乙烯醇丁三胺為起始劑，羥值為340～380的聚環(huán)氧乙烷聚醚胺，20℃時的粘度為380mpa·s，密度為1.06g/cm3，其所占a組分總質量百分比為8％；
硅酸鋯粉末，過200目篩，其所占a組分總質量百分比為5％；
b組分：
萘二異氰酸酯，萘二異氰酸酯中異氰酸酯的含量(質量百分比)為36～42％，20℃時的粘度為15mpa·s，密度為1.45g/cm3，萘二異氰酸酯所占b組分總質量百分比為15％；
多亞甲基多苯基異氰酸酯的預聚物，分子量為1500～4000，多亞甲基多苯基異氰酸酯的預聚物中異氰酸酯的含量(質量百分比)為8％，40℃時的粘度為3000mpa·s，密度為1.20g/cm3，多亞甲基多苯基異氰酸酯的預聚物所占b組分總質量百分比為15％；
己二異氰酸酯的預聚物，分子量為900～2000，己二異氰酸酯的預聚物中異氰酸酯的含量(質量百分比)為6％，40℃時的粘度為2400mpa·s，密度為1.15g/cm3，己二異氰酸酯的預聚物所占b組分總質量百分比為20％；
異佛爾酮二異氰酸酯的預聚物，分子量為1200～4000，異佛爾酮二異氰酸酯的預聚物中異氰酸酯的含量(質量百分比)為10％，40℃時的粘度為3500mpa·s，密度為1.12g/cm3，異佛爾酮二異氰酸酯的預聚物所占b組分總質量百分比為10％；
硅油，其所占b組分總質量百分比為5％；
二丁基二甲氧基錫，其所占b組分總質量百分比為5％；
磷酸三丁酯，其所占b組分總質量百分比為5％；
亞磷酸三苯酯，其所占b組分總質量百分比為5％；
dmp-30，其所占b組分總質量百分比為5％；
鄰苯二甲酸鋰，其所占b組分總質量百分比為5％；
改性環(huán)糊精，其所占b組分總質量百分比為10％；改性環(huán)糊精的制備方法如下：乙醇和環(huán)糊精按照質量比2:1混合，60℃下攪拌2h，然后加入分子量為300-1500的聚乙二醇單環(huán)己醚，聚乙二醇單環(huán)己醚與環(huán)糊精的物質的量之比為1:1，反應5-10小時；然后升溫至100℃，按照環(huán)糊精與3，5-二叔丁基-4-羥基苯胺按照質量比為3:1，將3，5-二叔丁基-4-羥基苯胺溶解于乙醇中，每克3，5-二叔丁基-4-羥基苯胺量取10ml乙醇，在攪拌下滴加3，5-二叔丁基-4-羥基苯胺的乙醇溶液，滴加完畢之后，升溫至600℃，反應5-10小時，蒸干溶劑后得改性環(huán)糊精。
a組分、b組分的各成分通過混合攪拌后成為兩種均相的液體，使用時a組分和b組分按體積比5：2配制并噴涂在煤巖體漏風裂隙處即可。
本實施例封閉煤層瓦斯用高分子噴涂材料的抗拉強度為3.1mpa，附著力為2.2mpa，空氣透氣率為0.01l/s·m2【依據(jù)aq1088-2011測試】。
上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明創(chuàng)造所作的舉例，而并非對本發(fā)明創(chuàng)造具體實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所引伸出的任何顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造權利要求的保護范圍之中。