CN103305187B - 一种复合型煤尘化学抑尘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合型煤尘化学抑尘剂及其制备方法，其制备过程：将水性丙烯酸酯乳液20～40份、活性剂2～10份、乳化剂2～10份、助剂2～5份，水100份，在40～60℃下搅拌均匀0.5h后冷却至室温。本发明的复合型化学抑尘剂具有润湿、粘结、凝并功能。使用时将此抑尘剂与水按1：10～1000稀释，然后注入喷洒器，按照1.0～2L/m²的用量将此抑尘剂水溶液向煤堆表面均匀喷洒，能长时间且有效抑制煤堆粉尘飞扬。

Description

一种复合型煤尘化学抑尘剂及其制备方法

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，涉及一种复合型煤尘化学抑尘剂，该抑尘剂主要用于抑制煤矿在开采、堆放及运输过程中产生的扬尘。

背景技术

煤矿在开采、堆存、运输、加工等多个环节中在机械作用力、风力的共同作用下均产生大量的煤尘，对大气环境和生产安全带来严重危害。每年，煤炭扬尘损失占到煤炭总产量的1%，造成巨大的经济损失。同时，绝大多数的煤尘属于可吸入颗粒物，采用传统的洒水、篷布遮盖等方法很难进行有效治理。

煤尘的成分和结构较复杂，不是单一物质组成。据相关研究表明，煤尘表明主要有脂肪烃、芳香烃和含氧官能团三种基团。前两种基团导致煤有疏水性，后者使煤有亲水性。目前，国内外研制的抑尘方法普遍是采用化学抑尘剂，其成分主要具有润湿保水型的表面活性剂、具有粘性的高分子有机化合物和具有吸湿性的无机盐类。这类抑尘剂的功能往往单一，仅考虑到煤的疏水性或亲水性方面，常常达不到预期效果。基于上述技术背景和产品要求，本专利发明了一种复合型煤尘化学抑尘剂及其制备方法，该抑尘剂既有润湿功能、粘结功能，也能够在煤炭表面产生一层有一定硬度的强度的壳层，即凝并功能，从而达到抑尘效果。经检索专业技术数据，国内外未见相关报道和专利申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合型煤尘化学抑尘剂及其制备方法，这种抑尘剂在煤炭表面既有润湿功能、粘结功能，同时在其表面凝结产生一定硬度和强度的壳层，使得抑尘效果更强。本发明制备出的复合型化学抑尘剂，抑尘效果好且安全环保。

本发明的目的是通过下述技术方案来这样实现的：

一种复合型煤尘化学抑尘剂，由下述质量份数的原料制备而成：

进一步地，本发明化学抑尘剂中：

所述活性剂为丙二醇、丙三醇、PEG-200或PEG-400中的一种或两种；

所述乳化剂为平平加-O、Tween-80、Span-80或OP-10中的一种或两种；

所述助剂为硅酸钠、明胶或羧甲基纤维素钠盐中的一种或两种。

所述水性丙烯酸酯乳液由下述质量份数的原料制备而成：

进一步地，本发明水性丙烯酸酯乳液中：

所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、亚硫酸钠或硫酸亚铁中的一种或两种；

所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯或乙二醇双丙烯酸酯中的一种或两种；

所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、OP-10或十二烷基咪唑啉中的一种或两种。

相应地，本发明还给出了一种复合型煤尘化学抑尘剂的制备方法，其制备方法如下：

将质量份数为100份水置于反应釜中升温至40～60℃，然后加入20～40份水性丙烯酸酯乳液、2～10份活性剂、2～10份乳化剂和2～5份助剂，充分机械搅拌，搅拌0.5h后冷却至室温，即得复合型抑尘剂。

相应地，本发明进而给出了所述水性丙烯酸酯乳液的制备方法：

1）将质量份数为30～45份丙烯酸、5～15份丙烯酸丁酯、5～15份乙酸乙烯酯、2～10份苯乙烯按比例混合成混合液备用；

2）向反应釜中加入质量份数为100份水和2～5份乳化剂，搅拌并用水浴加热；

3）当升至一定温度时，加入1～5份引发剂，同时将步骤1）混合液自滴液漏斗中滴加，控制滴加速度；

4）保温1h，随后加入1～5份交联剂，搅拌1h后降至室温出料。

进一步地，所述步骤3）中当温度升至65～80℃时，加入引发剂。

进一步地，所述步骤3）中控制混合液滴加速度在2～3h内滴加完毕。

现场使用时将此抑尘剂与水按1：10～1000稀释，然后注入喷洒器，按照1.0～2L/m²的用量将此抑尘剂水溶液向煤堆表面均匀喷洒。

本发明的有益效果是：（1）本发明抑尘剂具有润湿、粘结、凝并功能的复合型煤矿用化学抑尘剂。不仅能有效抑制煤尘飞扬，能够吸水、保湿、在煤堆表层形成一层具有一定厚度和强度的壳层，而且能够较长时间保持此状态；（2）本发明抑尘剂无毒、无害、无腐蚀，安全环保且可降解，不含污染物，对煤堆无腐蚀，对人对植物无损害，属于绿色环保产品；（3）本发明的复合型煤尘抑尘剂可根据现场风力、潮湿度以及不同煤质情况，自由调配抑尘剂喷洒浓度和喷洒用量，使用灵活；（4）本发明的抑尘剂在煤矿堆存或运算场所使用，也可以在路面、矿山等方面使用，同样起到有效、长时间防止粉尘飞扬的效果。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。但是所述实例并不构成对本发明的限制。

制备本发明复合型煤尘化学抑尘剂的制备方法，包括下述步骤：

首先制备水性丙烯酸酯乳液，包括下述步骤：

将质量份数为30～45份丙烯酸、5～15份丙烯酸丁酯、5～15份乙酸乙烯酯、2～10份苯乙烯按比例混合成混合液备用。向装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和加料装置的反应釜中加入质量份数为100份水和2～5份乳化剂，搅拌并用水浴加热。当温度升至65～80℃时，加入1～5份引发剂，同时将上述混合液自滴液漏斗中滴加，控制滴加速度，在2～3h内滴加完毕。保温1h，随后加入1～5份交联剂，搅拌1h后降温出料。产品外观为乳白色粘稠液体。

其中：所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、亚硫酸钠或硫酸亚铁中的一种或两种；所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯或乙二醇双丙烯酸酯中的一种或两种；所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、OP-10或十二烷基咪唑啉中的一种或两种。

然后，利用上述产物水性丙烯酸酯乳液制备复合型煤尘抑尘剂：

在料灌中加入质量份数为100份水，升温至40～60℃。加入20～40份水性丙烯酸酯乳液、2～10份活性剂、2～10份乳化剂和2～5份助剂，充分机械搅拌，搅拌0.5h后冷却至室温，即得复合型化学抑尘剂。

其中：所述活性剂为丙二醇、丙三醇、PEG-200或PEG-400中的一种或两种；所述乳化剂为平平加-O、Tween-80、Span-80或OP-10中的一种或两种；所述助剂为硅酸钠、明胶或羧甲基纤维素钠盐中的一种或两种。

下面通过具体实施例对本发明的制备方法做进一步详细说明。

实施例1

将以质量份数计的丙烯酸30份、丙烯酸丁酯5份、乙酸乙烯酯15份、苯乙烯2份按比例混合成混合液备用。向装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和加料装置的反应釜中加入水100份、乳化剂十二烷基苯磺酸钠和OP-10按照1:1的比例的混合物2份，搅拌并用水浴加热。当温度升至65℃时，加入引发剂过硫酸铵、过硫酸钾共1份，同时将上述混合液自滴液漏斗中滴加，控制滴加速度，在2h内滴加完毕。保温1h，随后加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺1份，搅拌1h后降温出料，得到水性丙烯酸酯乳液。

然后，利用上述产物水性丙烯酸酯乳液制备复合型煤尘抑尘剂：

在料灌中加入质量份数为100份水，升温至40℃，加入质量份数为20份水性丙烯酸酯乳液、活性剂丙三醇和丙二醇共6份、乳化剂平平加-O2份、助剂硅酸钠3份，搅拌0.5h后冷却至室温，即得复合型化学抑尘剂。现场使用时，与水按1:10稀释，然后注入喷洒器，进行喷洒防尘。

实施例2

将以质量份数计的丙烯酸45份、丙烯酸丁酯10份、乙酸乙烯酯5份、苯乙烯6份按比例混合成混合液备用。向装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和加料装置的反应釜中加入水100份和乳化剂十二烷基硫酸钠3份，搅拌并用水浴加热。当温度升至80℃时，加入引发剂30%的过氧化氢3份，同时将上述混合液自滴液漏斗中滴加，控制滴加速度，在3h内滴加完毕。保温1h，随后加入交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯和二乙烯基苯共1份，搅拌1h后降温出料，得到水性丙烯酸酯乳液。

然后，利用上述产物水性丙烯酸酯乳液制备复合型煤尘抑尘剂：

在料灌中加入质量份数为100份水，升温至60℃，加入质量份数为40份水性丙烯酸酯乳液、活性剂PEG-20010份、乳化剂Tween-8010份、助剂明胶5份，搅拌0.5h后冷却至室温，即得复合型化学抑尘剂。现场使用时，与水按1:1000稀释，然后注入喷洒器，进行喷洒防尘。

实施例3

将以质量份数计的丙烯酸35份、丙烯酸丁酯15份、乙酸乙烯酯10份、苯乙烯10份按比例混合成混合液备用。向装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和加料装置的反应釜中加入水100份和乳化剂十二烷基咪唑啉5份，搅拌并用水浴加热。当温度升至75℃时，加入引发剂亚硫酸钠5份，同时将上述混合液自滴液漏斗中滴加，控制滴加速度，在2.5h内滴加完毕。保温1h，随后加入交联剂乙二醇双丙烯酸酯1份，搅拌1h后降温出料，得到水性丙烯酸酯乳液。

在料灌中加入质量份数为100份水，升温至50℃，加入质量份数为30份水性丙烯酸酯乳液、活性剂PEG-4002份、乳化剂Span-80和OP-10混合物共6份、助剂羧甲基纤维素钠盐2份，搅拌0.5h后冷却至室温，即得复合型化学抑尘剂。现场使用时，与水按1:100稀释，然后注入喷洒器，进行喷洒防尘。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (2)

1.一种复合型煤尘化学抑尘剂的制备方法，其特征在于，复合型煤尘化学抑尘剂，由下述质量份数的原料制备而成：

所述水性丙烯酸酯乳液由下述质量份数的原料制备而成：

所述活性剂为丙二醇、丙三醇、PEG-200或PEG-400中的一种或两种；

所述乳化剂1为平平加-O、Tween-80、Span-80或OP-10中的一种或两种；

所述助剂为硅酸钠、明胶或羧甲基纤维素钠盐中的一种或两种；

所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、亚硫酸钠或硫酸亚铁中的一种或两种；

所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯或乙二醇双丙烯酸酯中的一种或两种；

所述乳化剂2为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、OP-10或十二烷基咪唑啉中的一种或两种；

其制备方法如下：

将质量份数为100份水置于反应釜中升温至40～60℃，然后加入20～40份水性丙烯酸酯乳液、2～10份活性剂、2～10份乳化剂1和2～5份助剂，充分机械搅拌，搅拌0.5h后冷却至室温，即得复合型抑尘剂；

所述水性丙烯酸酯乳液通过下述方法制备而成：

1)将质量份数为30～45份丙烯酸、5～15份丙烯酸丁酯、5～15份乙酸乙烯酯、2～10份苯乙烯按比例混合成混合液备用；

2)向反应釜中加入质量份数为100份水和2～5份乳化剂2，搅拌并用水浴加热；

3)当升至65～80℃时，加入1～5份引发剂，同时将步骤1)混合液自滴液漏斗中滴加，控制滴加速度2～3h内滴加完毕；

4)保温1h，随后加入1～5份交联剂，搅拌1h后降至室温出料。

2.一种权利要求1所述的方法制备的复合型煤尘化学抑尘剂在煤矿开采、堆存、运输、加工过程中产生的扬尘中应用。