煤矿开采安全防护用聚氨酯注浆材料试验研究

• 作者: 刘清晨 刘昌坤 周克清
• 来源期刊: 安全与环境工程
• 关键词: 石墨烯/聚苯胺(rGO/PANIf)纳米杂化物 聚氨酯注浆复合材料 导热 抗静电 阻燃 煤矿开采 安全防护
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 安全工程|Safety Engineering
• 页码范围: 65-74
• 页数: 10页
• 分类号: X936|TD7
• 语种: 中文
• DOI: 10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.20210089

摘要

聚氨酯注浆材料具有黏度适中、凝胶时间可控、耐磨、耐化学腐蚀和力学性能优异等特点,被广泛用于煤矿开采安全防护.但其导热、抗静电、阻燃等性能有待提高,存在较大的安全隐患,限制了聚氨酯注浆材料在煤矿井下的应用.石墨烯/聚苯胺纳米杂化物的加入对聚合物基复合材料导热、导电、阻燃等性能具有突出的增强效果,有望成为聚氨酯注浆复合材料性能改善的理想改性剂.利用原位化学氧化聚合法制备了石墨烯/聚苯胺(rGO/PANIf)纳米杂化物,通过FTIR、XRD、TEM、TG等分析方法对纳米填料的微观结构与形貌进行表征,并将rGO、PANIf、rGO/PANIf分别作为填料制备聚氨酯注浆复合材料,研究了不同填料及不同添加份量的纳米填料对改性聚氨酯注浆材料热稳定性、阻燃性能、导热性能和抗静电性能的影响.结果 表明:rGO/PANIf杂化物的加入可以提高聚氨酯注浆复合材料的导热性能、抗静电性能、热稳定性和阻燃性能;与纯聚氨酯注浆材料相比,仅添加1ωt％(质量分数)的rGO/PANIf杂化物,聚氨酯注浆复合材料的点燃时间延长了16 s,CO产生速率下降了25.6％;添加5wt％的rGO/PANIf杂化物,聚氨酯注浆复合材料的导热系数提高了19.4％,体积电阻由8.0×1013Ω降低到3.1×1011Ω,最大热解温度提高了25℃,热释放速率峰值、总热释放量、总烟气释放量分别降低了24％、18％、17.4％.