CN101418208A - 运煤车辆防抛撒防尘剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速凝固胶剂，具体为一种运煤车辆防抛撒防尘剂。解决了目前在运输煤的过程中出现的煤尘泄露，造成环境污染和经济损失的问题。一种运煤车辆防抛撒防尘剂，包括水性聚氨酯粘结剂、聚丙烯酸酯乳液成膜剂，这两种物质按质量比例为1∶0.1－10配制。本发明所述的该防尘剂与煤粉的粘结力强，在列车行驶过程所产生的动力作用下，煤粉尘不再被吹散，粘结成固状的煤粉又得到防尘剂所形成的膜的覆盖而受到保护。

Description

运煤车辆防抛撒防尘剂

技术领域

本发明涉及一种快速凝固胶剂，具体为一种运煤车辆防抛撒防尘剂。

技术背景

煤是重要能源，山西作为能源基地，煤炭运量急剧增长，它的运输主要依靠铁路。由于铁路运煤列车全部由敞车装载，当列车行驶时，在风力及相对气流的作用下，煤层表面细小煤粉被吹起，散落在列车沿线的路基及其附近的建筑物上、农田里，造成严重污染，同时也造成重要的能源的极大浪费。据调查：由于煤粉尘的飘逸造成空气污染，尤其在隧道中，严重时煤粉尘浓度竟达到令人窒息的程度，严重危害旅客和工作人员的身体健康；由于煤粉尘的污染，加剧道床板结，机车散热网孔堵塞，接触网放电、通信、信号、供电等设备的破坏，严重危害行车设备安全，为此也增加了维修作业量；由于煤粉的飘逸，给列车行驶站线两侧约400米左右的建筑物、农田、交通和民用设备造成严重污染，给环境造成很大破坏。另据调研表明，太原铁路局年发运煤炭约4亿吨，按国家规定运煤列车煤尘消耗为1～3％，其中煤粉飘逸损失按1％计，年煤炭损失就达400万吨，运煤列车煤粉尘的严重污染及由此带来能源的极大浪费，引起了国家有关部委的高度重视。因此，抑制铁路运煤列车扬尘，从而达到减少污染，保护环境，减少运输中煤炭损失，提高运输效率是运煤列车运输中，急待解决的一个问题。目前在国外还没有十分成熟可借鉴的技术，有些产品大多不符合我国国情和路情。例如：美国的NDZES抑尘剂主要采用二磺基丁二酸钠+多价阴离子添加物，其生产工艺极为复杂；日本的聚丙烯酸酯+淀粉接枝共聚物生产成本大，喷洒是为1kg/m²，就需人民币30元；加拿大则用天然树脂生产的有机乳剂，我国尚缺这种原料。近年来，我国对煤尘的抑制剂开发已有多种，如罗萌、金龙哲、叶原海等的发明多在群态煤场上运用于防尘，因为抗振能力不强，而不适用于行进中的列车上；近期刘风月等针对大秦线运煤列车的防尘，研发了以水溶性高分子和淀粉为原料，经接枝改性，催化氧化制成的防尘剂，该防尘剂虽较适用于铁路运煤列车的防尘，但需消耗大量的玉米淀粉，应用前景也不看好。

发明内容

本发明为了解决目前在运输煤的过程中出现的煤尘泄露，造成环境污染和经济损失的问题而提供了一种运煤车辆防抛撒防尘剂。

本发明是由以下技术方案实现的，一种运煤车辆防抛撒防尘剂，包括水性聚氨酯粘结剂、聚丙烯酸酯乳液成膜剂，这两种物质按质量比例为1：0.1-10配制。

1、水性聚氨酯粘结剂的制备，

使用的原料为物质的量比为0.5-1.5份的聚丁二醇、1-3份的二羟甲基丙酸、3-5份的MDI、3-5份的二胺、及M-pyrol、二月桂酸二丁基锡，

0.5-1.5份的聚丁二醇、1-3份的二羟甲基丙酸、上述原料总重量0.1-0.2％作为催化剂使用的二月桂酸二丁基锡、作为溶剂的M-pyrol(N-甲基-2比咯烷酮)混合全部溶解后，滴加3-5份的MDI，控制反应温度在80-90℃，反应3小时后，降温至65-70℃，再加入三乙胺，中和剩余二羟甲基丙酸，然后加入3-5份的二胺，维持温度反应，反应3小时后即可。还可根据根据喷洒的具体要求加入适当增稠剂和水来调节粘度。

2、丙烯酸成膜剂的制备：以下原料为质量比

丙烯酸树脂                1-4％

丁酮                      2-5％

醋酸丁酯                  25-35％

油酸                      1-6％

乳化剂                    7-15％

醇酯12                    1-3％

其余为水，

以上物质在30℃下乳化6小时。

水性聚氨酯粘结剂与丙烯酸树脂成膜剂按比例混合配造即得本发明所述的防尘剂。

在上述配比的基础上，本发明具有最佳技术效果的技术方案为：

1、水性聚氨酯粘结剂的制备，1份的聚丁二醇、2份的二羟甲基丙酸，上述原料总重量0.05％作为催化剂使用的二月桂酸二丁基锡、作为溶剂的M-pyrol(N-甲基-2比咯烷酮)混合，全部溶解后，滴加4份的MDI，控制反应温度在80-90℃，反应3小时后，降温至65-70℃，再加入三乙胺，中和剩余DMPA(二羟甲基丙酸)，然后加入4份的二胺如1.4-环已二胺，维持温度反应，反应3小时后即可。还可根据根据喷洒的具体要求加入适当增稠剂和水来调节粘度。

2、丙烯酸成膜剂的制备：以下原料为质量比

丙烯酸树脂                2％

丁酮                      3％

醋酸丁酯                  30％

油酸                      3％

乳化剂                    10％

醇酯12                    2％

水                        50％

以上物质在30℃下乳化6小时。

本发明的防尘剂的水性聚氨酯粘结剂组成物，系由低分子量聚酯多元醇、羟基酸和异氰酸酯反应，制备一个侧基带有羧基(-COOH)的聚氨酯低聚物，然后通过二元胺适当扩链后，得到一个分子量较高的水分散体。它的粘度还可通过加入适当的增稠剂，如：乙烯基增稠剂，它不但能改善水性聚氨酯的初粘度，还可以增加它的粘结性。同时还要加入水来调节它的粘度，因而适当的粘度有利于喷洒作业，降低成本。为了降低成本还可以适量加入如聚乙烯醇等水性树脂。

本发明的防尘剂中另一主要组成物是聚丙烯酸酯乳液成膜剂。水性聚氨酯粘剂具有粘结力强，良好的物理机械性能，优异的耐寒性和弹性，但其耐水性较差。而丙烯酸树脂则不但具有机械强度高，而且还具有优良的耐水性的特点。为了提高膜的效能，配方中还加入一定量的成膜助剂和增塑剂，它们约占成膜剂的2-15％，而成膜剂在防尘剂中的比重为20～30％(重量百分)。

本发明所述的该防尘剂与煤粉的粘结力强，在列车行驶过程所产生的动力作用下，煤粉尘不再被吹散，粘结成固状的煤粉又得到防尘剂所形成的膜的覆盖而受到保护。该膜不怕日晒水淋，其强度足以保证在列车行驶过程中抗振的要求，运行中膜完整而不被破坏，从而堵绝减少了列车在运煤过程中由于煤粉尘的大量飘逸给铁路沿线带来的严重环境污染和能源浪费。同时，该防尘剂对煤的品质不构成危害。实验表明，当风速为30m/s，尘径D≤5mm时，喷洒该防尘剂1ks/m²时，经500-1000km运输煤炭损失率<0.5％。

而且防尘剂主要由水性聚氨酯粘结剂构成。水性聚氨酯具有粘结力强无毒、节能、成本低、安全、不污染环境等特点。

具体实施方式

实施例1

1、水性聚氨酯粘结剂的制备，使用的原料为，1摩尔的聚丁二醇、2摩尔的二羟甲基丙酸、4摩尔的MDI、4摩尔的二胺、及M-pyrol、二月桂酸二丁基锡，

1摩尔的聚丁二醇、2摩尔的二羟甲基丙酸，上述原料总重量0.05％作为催化剂使用的二月桂酸二丁基锡、及以能完全溶解上述试剂为准的M-pyrol(N-甲基-2比咯烷酮)混合(该物质主要是起溶解作用，使用量多少可根据具体情况酌情掌握，例如在选择3-10摩尔的情况下即能保证上述物质完全溶解，)全部溶解后，滴加4摩尔的MDI(MDI是二苯基甲烷二异氰酸酯)，控制反应温度在80-90℃，反应3小时后，降温至65-70℃，再加入三乙胺，中和剩余DMPA，然后加入4摩尔的二胺如1.4-环已二胺，乙二胺、对苯二胺、己二胺等，维持温度反应，反应3小时后即可。

2、丙烯酸成膜剂的制备：质量比

丙烯酸树脂                 2％

丁酮                      3％

醋酸丁酯                  30％

油酸                      3％

乳化剂                    10％(Tween80(吐温)和或Span80(司盘))

醇酯12                    2％

水                        50％

以上物质在30℃下乳化6小时。

水性聚氨酯粘结剂与丙烯酸树脂成膜剂按质量比例(1：0.1)配造即得本发明所述的防尘剂。

3、利用该防尘制剂以及配套的移动喷洒设备，在汾河煤炭经销有限公司汾河储运站发往上安电厂煤炭列车40辆，净重为2517.36吨煤炭，喷洒该防尘液，与未喷洒车辆进行比较，未喷洒的车辆到站后欠吨40.6吨，亏欠率1.6％喷洒后到欠吨9.82吨，亏欠率为0.39％。

实施例2

1、水性聚氨酯粘结剂的制备，0.5份(摩尔)的聚丁二醇、3份的二羟甲基丙酸，上述原料总重量0.2％作为催化剂使用的二月桂酸二丁基锡及(以能完全溶解上述试剂为准)的M-pyrol(N-甲基-2比咯烷酮)混合全部溶解后，滴加3份的MDI(MDI是二苯基甲烷二异氰酸酯)，控制反应温度在80-90℃，反应3小时后，降温至65-70℃，再加入三乙胺，中和剩余DMPA，然后加入5摩尔的二胺如1.4-环已二胺，维持温度反应，反应3小时后即可。

2、丙烯酸成膜乳液的制备：

丙烯酸树脂             2％

丁酮                   5％

醋酸丁酯               35％

油酸                   1％

乳化剂                 1％(Tween80(吐温)和或Span80(司盘))

醇酯12                 3％

水                    53％

以上配方在30℃下乳化6小时后制得。

水性聚氨酯粘结剂与丙烯酸树脂成膜剂按比例1:5配造即得本发明的防尘剂。

3、利用该防尘制剂以及配套的移动式喷洒设备在一三九处多种经营办公室，由榆次发往德州运煤列车52辆，净重3280.46吨煤炭，喷洒该防尘液与未喷洒车辆进行比较，未喷洒的车辆到站欠吨50.85吨，亏欠率为1.55％，喷洒后到站欠吨16.71吨，亏欠率为0.50％防尘效果明显。

实施例3

1、水性聚氨酯粘结剂的制备，1.5份(摩尔)的聚丁二醇、1份的二羟甲基丙酸，上述原料总重量0.1％作为催化剂使用的二月桂酸二丁基锡及以能完全溶解上述试剂为准的M-pyrol(N-甲基-2比咯烷酮)混合全部溶解后，滴加5份的MDI((MDI是二苯基甲烷二异氰酸酯)，控制反应温度在80-90℃，反应3小时后，降温至65-70℃，再加入三乙胺，中和剩余DMPA，然后加入3摩尔的二胺如1.4-环已二胺，维持温度反应，反应3小时后即可。

2、丙烯酸成膜乳液的制备：

丙烯酸树脂            4％

丁酮                  2％

醋酸丁酯              25％

油酸                  6％

乳化剂                15％(Tween80(吐温)和或Span80(司盘))

醇酯12                1％

水                    48％

以上配方在30℃下乳化6小时后制得。

水性聚氨酯粘结剂与丙烯酸树脂成膜剂按比例1:10混合配制即得本发明的防尘剂。

Claims (3)

1、一种运煤车辆防抛撒防尘剂，其特征在于：包括水性聚氨酯粘结剂、聚丙烯酸酯乳液成膜剂，这两种物质按质量比例为1：0.1-10配制，

(1)、水性聚氨酯粘结剂的制备，

使用的原料为物质的量比为0.5-1.5份的聚丁二醇、1-3份的二羟甲基丙酸、3-5份的MDI、3-5份的二胺、及M-pyrol、二月桂酸二丁基锡，

5-1.5份的聚丁二醇、1-3份的二羟甲基丙酸、上述原料总重量0.1-0.2％的二月桂酸二丁基锡、M-pyrol混合全部溶解后，滴加3-5份的MDI，控制反应温度在80-90℃，反应3小时后，降温至65-70℃，再加入三乙胺，中和剩余二羟甲基丙酸，然后加入3-5摩尔的二胺，维持温度反应，反应3小时后即可，

(2)、丙烯酸成膜剂的制备，以下原料为质量比

丙烯酸树脂         1-4％

丁酮               2-5％

醋酸丁酯           25-35％

油酸               1-6％

乳化剂             7-15％

醇酯12             1-3％

其余为水，

以上物质在30℃下乳化6小时。

2、根据权利要求1所述的运煤车辆防抛撒防尘剂，其特征在于：包括水性聚氨酯粘结剂、聚丙烯酸酯乳液成膜剂，这两种物质按质量比例为1：0.1-10配制，

(1)、水性聚氨酯粘结剂的制备，

使用的原料为物质的量比为1份的聚丁二醇、2份的二羟甲基丙酸、4份的MDI、4份的二胺、及M-pyrol、二月桂酸二丁基锡，

1份的聚丁二醇、2份的二羟甲基丙酸，上述原料总重量0.05％作为催化剂使用的二月桂酸二丁基锡及作为溶剂的M-pyrol混合全部溶解后，滴加4份的MDI，控制反应温度在80-90℃，反应3小时后，降温至65-70℃，再加入三乙胺，中和剩余二羟甲基丙酸，然后加入4份的二胺，维持温度反应，反应3小时后即可，

(2)、丙烯酸成膜剂的制备：以下原料为质量比

丙烯酸树脂     2％

丁酮           3％

醋酸丁酯       30％

油酸           3％

乳化剂         10％

醇酯12         2％

水             50％

以上物质在30℃下乳化6小时。

3、根据权利要求1或2所述的运煤车辆防抛撒防尘剂，其特征在于：乳化剂为Tween80和或Span80。