聚氨酯吸音挡煤板的制备方法与流程

本发明涉及聚氨酯挡煤板材料领域，具体而言，涉及一种聚氨酯吸音挡煤板的制备方法。

背景技术：

1、随着采煤工艺的进步，爆破落煤和普采落煤已经发展成综合的机械化作业乃至自动化作业。煤层中普遍含有的薄煤层矿区含有硫化铁结核，其硬度极大，采煤机的截齿难以进行切割，因此爆破落煤工艺被大量运用。由于爆破落煤工艺中出煤工序的劳动强度大以及占用时间长，使用刮板输送机出煤是目前最常用的做法。安装于刮板输送机靠近采空区侧溜槽的护管架上，用来抵挡爆破落煤时冲向采空区方向煤炭的重要装置——挡煤板，是将浮煤回收到刮板运输机内避免资源损失，实现工作面后煤自动化挡装的关键。

2、目前的采煤作业，对于挡煤板的要求极高。采用爆破落煤方式的施工现场要求挡煤板要能够承受瞬间的爆破冲击力，具有一定的抗冲击强度，不易产生塑性变形。同时在自动化的输送过程中，经得起长时间的摩擦磨损，免于频繁更换，提高生产效率和安全性。因此，挡煤板需要具备良好的抗弯曲、耐磨损、耐冲击、耐水解、耐酸碱腐蚀、耐油性等性能，提高挡煤板的重复利用率。高分子聚氨酯材料是现有能够满足上述要求、便于加工生产挡煤板的主要原料。然而，聚氨酯材料的耐磨粒磨损性能较差、水解条件下力学性能下降明显、强度仍需提高，需要对聚氨酯基体进行有效改性，以延长挡煤板的长期服役能力。因此，开发一种高强耐磨交联聚氨酯吸音挡煤板对于煤矿行业的生产和发展具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种聚氨酯吸音挡煤板的制备方法，以解决现有技术中聚氨酯挡煤板性能差的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种聚氨酯吸音挡煤板的制备方法，上述制备方法包括：将交联剂修饰的石墨烯、耐磨剂、加工助剂、微珠和聚氨酯混合成型后进行辐照处理，得到上述聚氨酯吸音挡煤板。

3、进一步地，上述交联剂修饰的石墨烯的制备方法如下：将石墨烯分散液与交联剂混合，得到待交联混合液；对上述待交联混合液进行微波辐照官能化处理，得到上述交联剂修饰的石墨烯；优选地，按如下方法制备获得上述石墨烯分散液：将石墨粉末、分散剂和超纯水混合，得到石墨混合悬液；上述石墨混合悬液经液相剪切剥离，得到上述石墨烯分散液。

4、进一步地，上述石墨选自如下任意一种或多种：微晶石墨、热膨胀石墨和高定向热解石墨。

5、进一步地，上述分散剂选自如下任意一种或多种：n-甲基吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、牛黄脱氧胆酸钠、二甲基甲酰胺、乙醇、邻二氯苯或泊洛沙姆。

6、进一步地，上述石墨混合悬液中上述石墨的质量浓度为1～10％且上述石墨和上述分散剂的质量比为100：(1～3)。进一步地，进行上述液相剪切剥离使用的仪器选自如下任意一种或多种：纳米珠磨机、棒销式砂磨机、涡轮式砂磨机或高压均质机；优选地，搅拌处理时间为30～60min，研磨转速为800～2000r/min，研磨时间为1～5h；优选地，上述石墨烯分散液包括一层或多层石墨烯层，上述石墨烯层的平均层数为6～20层，上述石墨烯分散液中上述石墨烯的质量浓度为2～25％。

7、进一步地，上述交联剂选自如下任意一种或多种：聚醚酰亚胺(mw＝104～105da)、多氨基聚烯丙基胺(mw＝103～104da)、聚多巴胺(mw＝103～104da)、聚氨酯亚胺(mw＝103～105da)、三羟甲基氨基甲烷、交联聚苯乙烯-二乙烯苯磺酸或γ-氨丙基三乙氧基硅烷；优选地，上述交联剂的浓度为0.15～2mol/l；优选地，上述石墨烯分散液和上述交联剂的摩尔比为(40～120)：1。

8、进一步地，进行上述微波辐照官能化处理的仪器为微波反应釜，反应温度为90～160℃，反应时间为5～35min。

9、进一步地，上述交联剂修饰的石墨烯的含水量为0.1％～5％；优选地，通过喷雾干燥的方式将上述交联剂修饰的石墨烯的含水量为0.08％～4％；优选地，上述喷雾干燥的温度为130～160℃，上述交联剂修饰的石墨烯的进液速度为5～18ml/min。

10、进一步地，上述聚氨酯的分子量为12000～50000。

11、进一步地，上述耐磨剂选自如下任意一种或多种：聚四氟乙烯、超高分子量聚氨酯、二硫化钼、聚硅氧烷、玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。

12、进一步地，上述加工助剂选自如下任意一种或多种：二盐基亚磷酸铅、甲基锡、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。

13、进一步地，上述微珠为有机微珠或无机微珠；上述有机微珠选自杂化有机硅微珠；上述无机微珠选自如下任意一种或多种：920det40d25型微珠、du2201l型微珠或中空玻璃微珠。

14、进一步地，上述交联剂修饰的石墨烯与上述耐磨剂的质量比为(3～10)：1；上述耐磨剂和上述聚氨酯的质量比为(1～8)：100；上述加工助剂与上述聚氨酯的质量比为(1～9)：1000；上述微珠与上述聚氨酯的质量比为(1～7)：100。

15、进一步地，上述混合成型的方式为置于混合造粒后置于板材模压机中模压成型；板材模压机的上、下模温度为180～200℃，压力为2～8mpa，时间为10～16min，模压板材厚度为8～20mm。

16、进一步地，上述辐照的辐照源为高能电子束或co60；优选地，上述辐照的剂量为30～100kgy，上述辐照的速率为0.1～1.0kgy/h，上述辐照后的上述聚氨酯吸音挡煤板的交联密度为120～500mol/m3。

17、应用本发明的技术方案，将聚氨酯与交联剂修饰的石墨烯、耐磨剂、加工助剂和微珠混合成型后进行辐照处理制备的聚氨酯吸音挡煤板不仅力学强度高，还具有耐磨、抗静电和吸音等优异性能，能够防止摩擦静电以及降低噪音危害，可大幅提升复杂环境下挡煤板在刮板运输机上的使用寿命，有广阔的应用前景，对于煤矿行业的生产和发展具有重要意义。

1.一种聚氨酯吸音挡煤板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂修饰的石墨烯的制备方法如下：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述石墨选自如下任意一种或多种：微晶石墨、热膨胀石墨和高定向热解石墨。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂选自如下任意一种或多种：n-甲基吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、牛黄脱氧胆酸钠、二甲基甲酰胺、乙醇、邻二氯苯或泊洛沙姆。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述石墨混合悬液中所述石墨的质量浓度为1～10％且所述石墨和所述分散剂的质量比为100：(1～3)。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，进行所述液相剪切剥离使用的仪器选自如下任意一种或多种：纳米珠磨机、棒销式砂磨机、涡轮式砂磨机或高压均质机；

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂选自如下任意一种或多种：聚醚酰亚胺mw＝104～105da、多氨基聚烯丙基胺mw＝103～104da、聚多巴胺mw＝103～104da、聚氨酯亚胺mw＝103～105da、三羟甲基氨基甲烷、交联聚苯乙烯-二乙烯苯磺酸或γ-氨丙基三乙氧基硅烷；

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，进行所述微波辐照官能化处理的仪器为微波反应釜，反应温度为90～160℃，反应时间为5～35min。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂修饰的石墨烯的含水量为0.1％～5％；

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯的分子量为12000～50000。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述耐磨剂选自如下任意一种或多种：聚四氟乙烯、超高分子量聚氨酯、二硫化钼、聚硅氧烷、玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加工助剂选自如下任意一种或多种：二盐基亚磷酸铅、甲基锡、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微珠为有机微珠或无机微珠；所述有机微珠选自杂化有机硅微珠；所述无机微珠选自如下任意一种或多种：920det40d25型微珠、du2201l型微珠或中空玻璃微珠。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂修饰的石墨烯与所述耐磨剂的质量比为(3～10)：1；所述耐磨剂和所述聚氨酯的质量比为(1～8)：100；所述加工助剂与所述聚氨酯的质量比为(1～9)：1000；所述微珠与所述聚氨酯的质量比为(1～7)：100。

15.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合成型的方式为混合造粒后置于板材模压机中模压成型；

16.根据权利要求1或15所述的制备方法，其特征在于，所述辐照的辐照源为高能电子束或co60；