CN104830277A

CN104830277A - 挂壁防冻增粘剂

Info

Publication number: CN104830277A
Application number: CN201510143343.8A
Authority: CN
Inventors: 陈守东; 侯凤
Original assignee: Rich Slowly Science And Technology Ltd Co In Inner Mongol
Current assignee: Rich Slowly Science And Technology Ltd Co In Inner Mongol
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2035-03-30
Also published as: CN104830277B

Abstract

本发明公开了一种挂壁防冻增粘剂，由聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物10～25%、防冻剂50～60%和水25～40%复配而成，粘度（20℃）18～30mPa·s；pH值7.0～8.5；冰点-38～-54℃。进而，按照挂壁防冻增粘剂15～30%、防冻剂40～55%、水15～45%配制成的挂壁防冻液粘度（20℃）8～18mPa·s；pH值6.5～7.5；冰点≤-56℃；喷洒到车厢壁上和煤体表面，以其高粘度、耐盐性高和网状油性的特点粘附于车箱上，能够很好的隔离与其相邻的煤中所含的水分，从而起到防止车厢壁上沾粘煤炭、冻车、卸车不彻底的作用。

Description

挂壁防冻增粘剂

技术领域

本发明涉及散装颗粒物运输用防冻液，特别是涉及一种用于散装颗粒物铁路运输的挂壁防冻增粘剂，以解决运煤列车喷洒防冻液后仍存在到港后车帮粘冻煤、冻车难于卸车等问题。

背景技术

煤炭和矿粉等散装颗粒物中含有一定的水分，在冬季铁路运输时车厢内物料容易发生冻结，给冬季运输和卸车带来极大的困难，也给铁路、煤矿、港口和煤炭用户造成巨大经济损失，严重影响车辆的周转和运输效率。

目前铁路运输中普遍采用向物料上喷洒防冻液的方法来解决上述问题。铁道部根据运输实际，提出并施行了铁道部行业标准TB/T 3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》，其中主要性能指标规定：冰点≤-46℃，粘度2～9mPa·s。

但是，由于受到煤炭开采过程和洗煤的影响，煤炭中的水分含量大多在8～20%，甚至更高，造成现有防冻液的冰点在实际应用过程中会减低很多，使得粘帮、冻车现象仍时有发生。另外，由于列车的高速运行，速度和风向使得车厢壁和车厢内温度和湿度都有不同程度的降低，也造成了-46℃的冰点指标不能满足运输的要求，是造成冻车的主要原因。

现有防冻液大都是无机盐的水溶液，粘度一般为4～5mPa·s，虽然符合TB/T 3208-2008粘度2～9mPa·s的指标要求，但由于防冻液本身的流体性质和受煤中所含水分的稀释作用，喷洒在车厢壁上的防冻液容易流失至车厢底部，不能存留在车厢壁帮。这是造成粘帮、冻车的另一个主要原因。

因此，提供一种冰点能够满足不粘帮、不冻车要求，粘度较高但又便于喷洒作业的防冻液，便成为铁路运输中急需解决的技术难题。

CN 201310191864.1公开了一种挂壁防冻液，由0.1～2%水溶性高分子聚合物、35～60%具低冰点特性的无机盐、1～5%防腐剂、5～20%具低冰点特性的水溶型有机物和余量的水混配制成，其中的水溶性高分子聚合物为可溶性纤维素衍生物、可溶性淀粉衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的一种或几种的复配物。其产品冰点≤-56℃，粘度（20℃）8～18mPa·s，均显著高于TB/T 3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》指标要求。

但是在挂壁防冻液的使用过程中发现，挂壁防冻液中的水溶性高分子聚合物在遇到金属离子时存在产生软沉淀和耐盐性低的现象，不仅有粘度降低的倾向，而且产生的软沉淀在喷洒过程中容易引起喷头堵孔，造成防冻液喷淋不均，甚至喷不出来的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有低冰点和高粘度特性的挂壁防冻增粘剂，以解决现有挂壁防冻液存在的软沉淀的缺陷。

本发明的挂壁防冻增粘剂采用聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物为主要原料，添加防冻剂和水复配而成。将本发明的挂壁防冻增粘剂添加到防冻液中，经雾化后喷洒到车厢壁上和煤体表面，以其高粘度、耐盐性高和网状油性的特点粘附于车箱上，能够很好的隔离与其相邻的煤中所含的水分，从而起到防止车厢壁上沾粘煤炭、冻车、卸车不彻底的作用。

具体地，本发明所述的挂壁防冻增粘剂由下述质量百分比的组分混合制成：

聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物　　　　　10～25%

防冻剂　　　　　　　　　　　　　　　50～60%

水　　　　　　　　　　　　　　　　　25～40%。

其中，优选使用性能指标满足粘度（20℃）800～1000mPa·s、pH值11～13的聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物。

本发明中所述的防冻剂为具有低冰点特性的无机盐，或者是具有低冰点特性的无机盐与水溶性有机物的混合物。其中，所述具有低冰点特性的无机盐可以选择二水氯化钙、六水氯化镁、四水硝酸钙、六水硝酸镁、硅酸钠等人们熟知的低冰点无机盐；所述具有低冰点特性的水溶性有机物具体为尿素、三乙醇胺，或丙三醇、丁二醇、甲醇、聚乙二醇、丙二醇、已二醇、木糖醇、聚丙二醇、山梨糖醇等有机醇。

进一步地，本发明还在所述挂壁防冻增粘剂中添加有防腐剂，所述防腐剂的加入量为增粘剂总质量的1～5%。

所述的防腐剂为硼砂、钼酸钠、亚硝酸钠、苯丙三氮唑中的一种或几种的混合物。

本发明上述挂壁防冻增粘剂各项技术指标为：粘度（20℃）18～30mPa·s；pH值7.0～8.5；冰点-38～-54℃。

进而，本发明还公开了一种使用上述挂壁防冻增粘剂制成的挂壁防冻液，其质量百分比组成为：

挂壁防冻增粘剂　　　　　15～30%

防冻剂　　　　　　　　　40～55%

水　　　　　　　　　　　15～45%。

其中，所述的防冻剂与挂壁防冻增粘剂中添加的防冻剂为同类物质，均为具有低冰点特性的无机盐，或者是具有低冰点特性的无机盐与水溶性有机物的混合物。

采用现使用的普通铁路运输防冻液喷洒装置，将本发明上述挂壁防冻液喷洒在车厢壁即可，喷洒量一般为0.5～2.0Kg/m²，根据喷洒时的气温和湿度进行适当调整，以达到经济的目的。

本发明制备的挂壁防冻液各项技术指标为：粘度（20℃）8～18mPa·s；pH值6.5～7.5；冰点≤-56℃；其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》要求。

本发明提供的挂壁防冻增粘剂有效解决了水溶性高分子聚合物遇到金属离子时易产生软沉淀以及耐盐性低、有粘度降低倾向的问题，采用的聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物耐盐性能高，不产生软沉淀。

本发明制备的挂壁防冻增粘剂无毒、无味，符合环保要求，生产成本低廉，产品粘度高，冰点满足不粘帮、不冻车要求，现场配制挂壁防冻液使用，没有软沉淀，便于喷洒作业，喷洒过程中不会出现堵塞喷头的问题。本发明的挂壁防冻液pH值适中，对车厢壁腐蚀性小。

本发明的挂壁防冻增粘剂主要用于散装颗粒物运输过程中的防冻，解决运煤列车喷洒防冻液后仍存在到港后车帮有粘冻煤、冻车难于卸车等问题，提高列车周转率，减少到港后煤的损失，避免因列车有冻煤造成的事故，节约运煤成本、提高经济效益。

使用本发明挂壁防冻增粘剂配制挂壁防冻液进行实际应用试验，通过在秦皇岛港和京唐港的现场计量和观察，无任何粘煤现象，达到了不粘帮、不冻车的目的，而且通过与现有防冻液应用对比，本发明的挂壁防冻液不产生软沉淀，避免了喷孔堵塞，运输过程不沾粘、不亏吨，避免了现有防冻液的亏吨、冻车现象。

具体实施方式

实施例1

将48Kg聚乙烯醇分次加入1050Kg水中，搅拌升温至90℃，待聚乙烯醇完全溶解后，降温至80℃，依次加入30Kg丙烯酸、0.45Kg过硫酸钾和10Kg乙二醇，80℃保温聚合反应3h，降温至50℃，以氢氧化钙调节反应液的粘度（20℃）在800～1000mPa·s，pH值11～13，降温得到聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物。

搅拌下，将150Kg六水氯化镁溶解在80Kg水中，再加入2.5Kg苯丙三氮唑，搅拌溶解均匀，真空过滤。

取70Kg聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物加入上述真空过滤的溶液中，混合均匀，制成挂壁防冻增粘剂。

实施例2

将150Kg六水氯化镁在搅拌下溶解在90Kg水中，然后加入5Kg尿素，2Kg硼砂，搅拌溶解均匀，真空过滤。

取80Kg聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物加入上述真空过滤的溶液中，混合均匀，制成挂壁防冻增粘剂。

实施例3

将60Kg六水氯化镁和30Kg二水氯化钙在搅拌下溶解在65Kg水中，然后加入2.5Kg亚硝酸钠，搅拌溶解均匀，真空过滤。

取25Kg聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物加入上述真空过滤的溶液中，混合均匀，制成挂壁防冻增粘剂。

实施例4

将100Kg四水硝酸钙和50Kg二水氯化钙在搅拌下溶解在80Kg水中，然后加入0.5Kg硼砂，1Kg苯并三氮唑，搅拌溶解均匀，真空过滤。

取100Kg聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物加入上述真空过滤的溶液中，混合均匀，制成挂壁防冻增粘剂。

实施例5

将100Kg六水硝酸镁和50Kg二水氯化钙在搅拌下溶解在80Kg水中，然后加入2.5Kg亚硝酸钠，搅拌溶解均匀，真空过滤。

实施例6

将100Kg六水硝酸镁和50Kg四水硝酸钙在搅拌下溶解在90Kg水中，然后加入2.5Kg亚硝酸钠，搅拌溶解均匀，真空过滤。

取60Kg聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物加入上述真空过滤的溶液中，混合均匀，制成挂壁防冻增粘剂。

应用例1

向350Kg水中加入200Kg实施例1制备得到的挂壁防冻增粘剂搅拌均匀，再加入300Kg六水氯化镁和150Kg二水氯化钙，搅拌均匀，制成挂壁防冻液成品。

制成的挂壁防冻液产品主要技术指标：密度(20℃)1.33g/cm³；粘度(20℃)11.87mPa·s；pH值6.71；冰点-60℃；其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》要求。

应用例2

向350Kg水中加入200Kg实施例2制备得到的挂壁防冻增粘剂搅拌均匀，再加入300Kg六水硝酸镁和150Kg六水氯化镁，搅拌均匀，制成挂壁防冻液成品。

制成的挂壁防冻液产品主要技术指标：密度(20℃)1.31g/cm³；粘度(20℃)10.82mPa·s；pH值6.81；冰点-58℃；其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》要求。

应用例3

向318Kg水中加入180Kg实施例3制备得到的挂壁防冻增粘剂搅拌均匀，再加入246Kg六水氯化镁、128Kg四水硝酸钙和128Kg二水氯化钙，搅拌均匀，制成挂壁防冻液成品。

制成的挂壁防冻液产品主要技术指标：密度(20℃)1.28g/cm³；粘度(20℃)13.22mPa·s；pH值6.62；冰点-60℃；其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》要求。

应用例4

向350Kg水中加入200Kg实施例4制备得到的挂壁防冻增粘剂搅拌均匀，再加入150Kg六水硝酸镁、150Kg四水硝酸钙和150Kg二水氯化钙，搅拌均匀，制成挂壁防冻液成品。

制成的挂壁防冻液产品主要技术指标：密度(20℃)1.37g/cm³；粘度(20℃)12.05mPa·s；pH值6.80；冰点-61℃；其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》要求。

应用例5

向318Kg水中加入180Kg实施例5制备得到的挂壁防冻增粘剂搅拌均匀，再加入374Kg四水硝酸钙和128Kg二水氯化钙，搅拌均匀，制成挂壁防冻液成品。

制成的挂壁防冻液产品主要技术指标：密度(20℃)1.35g/cm³；粘度(20℃)9.15mPa·s；pH值6.85；冰点-61.5℃；其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》要求。

应用例6

向300Kg水中加入300Kg实施例6制备得到的挂壁防冻增粘剂搅拌均匀，再加入250Kg六水硫酸镁和150Kg二水氯化钙，搅拌均匀，制成挂壁防冻液成品。

制成的挂壁防冻液产品主要技术指标：密度(20℃)1.37g/cm³；粘度(20℃)13.34mPa·s；pH值7.05；冰点-54℃；其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》要求。

上述实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

Claims

1.一种挂壁防冻增粘剂，由下述质量百分比的组分混合制成：

聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物　　　　　10～25%

防冻剂　　　　　　　　　　　　　　　50～60%

水　　　　　　　　　　　　　　　　　25～40%。

2.根据权利要求1所述的挂壁防冻增粘剂，其特征是所述聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物的20℃粘度为800～1000mPa·s，pH值11～13。

3.根据权利要求1所述的挂壁防冻增粘剂，其特征是所述的防冻剂为具有低冰点特性的无机盐，或者是具有低冰点特性的无机盐与水溶性有机物的混合物。

4.根据权利要求3所述的挂壁防冻增粘剂，其特征是所述具有低冰点特性的无机盐是二水氯化钙、六水氯化镁、四水硝酸钙、六水硝酸镁、硅酸钠中的一种或几种的任意比例混合物。

5.根据权利要求3所述的挂壁防冻增粘剂，其特征是所述具有低冰点特性的水溶性有机物具体为尿素、三乙醇胺，或丙三醇、丁二醇、甲醇、聚乙二醇、丙二醇、已二醇、木糖醇、聚丙二醇、山梨糖醇中任一种有机醇。

6.根据权利要求1所述的挂壁防冻增粘剂，其特征是在所述挂壁防冻增粘剂中添加有防腐剂，所述防腐剂的加入量为增粘剂总质量的1～5%。

7.根据权利要求6所述的挂壁防冻增粘剂，其特征是所述的防腐剂为硼砂、钼酸钠、亚硝酸钠、苯丙三氮唑中的一种或几种的混合物。

8.一种使用权利要求1所述挂壁防冻增粘剂制成的挂壁防冻液，其质量百分比组成为：

挂壁防冻增粘剂　　　　　15～30%

防冻剂　　　　　　　　　40～55%

水　　　　　　　　　　　15～45%。