一种控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料及方法

本发明涉及煤矿，具体为一种控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料及方法。

背景技术：

1、根据煤-氧复合作用学说，煤与氧气发生化学吸附和氧化反应是导致煤自燃发生和发展的关键因素。因此，预防和控制煤自燃的阻化技术研究必须基于煤氧化自燃特性研究的基础之上，抗氧化剂作为化学阻化剂的一种，通过与煤表面活性基团首先发生反应，生成相对稳定的链环，预先破坏或减少煤中活性基团的量，抑制煤发生化学吸附，或者通过化学反应捕捉自由基，生成较稳定的过渡中间产物，切断煤氧化的链式反应过程，从而防止煤自燃，阻化效率较高，目前已研究的儿茶素、维生素c、聚乙二醇、花青素等抗氧化剂在抑制煤表面活性基团和阻断煤自燃链式反应方面有着突出的阻化效果，为当前化学阻化剂的研究提供了新的方向，但这些抗氧化剂自身化学性质不稳定、易被氧化；从分子结构角度看都具有较多的羟基，在高温阶段更易自燃；花青素等抗氧化剂价格较高，有效成分不易提取，因此，通过阻化效果测试筛选出高效、稳定、成本低廉的抗氧化剂对煤自燃的化学阻化有着重要意义，为此本申请提出一种控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料及方法。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料及方法，具备环境温度高于设计温度后释放抗氧化剂；抑制煤中典型活性基团产生，切断氧化反应历程，从而达到精准抑制煤自燃的效果的优点，解决了煤炭自然问题难以解决与预防的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料，包括以下质量份数的材料：

5、石蜡45-55份

6、聚乙烯蜡45-55份

7、eva蜡45-55份

8、pp蜡45-55份

9、聚乙二醇120-150份

10、聚丙烯酸钠阻化剂80-100份

11、叔丁基对苯二酚120-150份

12、凝结剂10-16份；

13、所述抗氧化剂的制备包含聚丙烯酸钠阻化剂的制备流程，所述聚丙烯酸钠的制备流程包含试剂聚丙烯酸、海藻酸钠、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、氢氧化钠溶液。

14、优选的，所述石蜡的熔点为57～63℃，所述聚乙烯蜡的熔点为102-115℃，所述pp蜡的熔点为100-135℃；

15、石蜡的分子式：

16、聚乙烯蜡的分子式：

17、pp蜡的分子式：

18、优选的，聚丙烯酸钠阻化剂的制备流程，其特征在于：所述制备步骤如下：

19、s101、准备适量的海藻酸钠溶解在去离子水中，并加入聚丙烯酸搅拌均匀；

20、s102、滴入适量的氢氧化钠溶液并将ph值调节至6.5，将溶液以100ml/min的速度通入氮气中15min；

21、s103、依次加入亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂、1过硫酸铵作为触发剂，持续搅拌，在80°℃油浴加热和氮气氛围下充分聚合半小时；

22、s104、反应结束后倒入玻璃皿中，在80°℃下固化15min；

23、s105、在室温下放置12小时后得到聚丙烯酸-海藻酸钠高吸水性树脂；

24、s106、分别将褪黑素和聚丙烯酸-海藻酸钠以质量比为1:1、1:2、1:3、1:4、1:5和1:6混合，加入适量的去离子水使其成胶状，以150转/min在室温下持续搅拌褪黑素和树脂混合物1小时；

25、s107、在40℃下真空干燥至恒重，并研磨成0.15-0.20mm粒径的粉末，制成复合阻化剂。

26、优选的，控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料的制备方法，包含以下步骤：

27、s201、准备石蜡；聚乙烯蜡与pp蜡其中的一种用作抗氧化剂外壳；

28、s202、将制备的聚丙烯酸钠阻化剂用抗氧化剂外壳包裹；

29、s203、抗氧化剂抑制煤自燃的材料制备完成。

30、优选的，所述60℃时使用聚乙二醇结合聚丙烯酸钠作为阻化剂，110℃时使用叔丁基对苯二酚结合聚丙烯酸钠作为阻化剂。

31、与现有技术相比，本发明提供了一种控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料及方法，具备以下有益效果：

32、该控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料该控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料，选择临界温度60℃、110℃，制备用石蜡包裹的典型抗氧化剂，60℃时使用聚乙二醇结合聚丙烯酸钠，110℃时使用叔丁基对苯二酚结合聚丙烯酸钠，在环境温度高于设计温度后释放抗氧化剂；抑制煤中典型活性基团产生，切断氧化反应历程，从而达到精准抑制煤自燃的效果。

技术特征：

1.一种控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料，其特征在于：包括以下质量份数的材料：

2.根据权利要求1所述的控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料，其特征在于：所述石蜡的熔点为57～63℃，所述聚乙烯蜡的熔点为102-115℃，所述pp蜡的熔点为100-135℃；

3.根据权利要求1所述的控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料，现提出聚丙烯酸钠阻化剂的制备流程，其特征在于：所述制备步骤如下：

4.根据权利要求1-3所述的控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料，现提出控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：

5.根据权利要求1所述的控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料，其特征在于：所述60℃时使用聚乙二醇结合聚丙烯酸钠作为阻化剂，110℃时使用叔丁基对苯二酚结合聚丙烯酸钠作为阻化剂。

技术总结本发明涉及煤矿技术领域，且公开了一种控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料及方法，制备包含以下步骤准备石蜡；聚乙烯蜡与PP蜡其中的一种用作抗氧化剂外壳；将制备的聚丙烯酸钠阻化剂用抗氧化剂外壳包裹；抗氧化剂抑制煤自燃的材料制备完成。该控温释放靶向抗氧化剂抑制煤自燃的材料，在进行阻燃时选择临界温度60℃、110℃，制备用石蜡包裹的典型抗氧化剂，60℃时使用聚乙二醇结合聚丙烯酸钠，110℃时使用叔丁基对苯二酚结合聚丙烯酸钠，在环境温度高于设计温度后释放抗氧化剂；抑制煤中典型活性基团产生，切断氧化反应历程，从而达到精准抑制煤自燃的效果。技术研发人员：谭波,邵壮壮,方熙杨,王斐然受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）技术研发日：技术公布日：2024/1/25