CN106833526A - 煤炭防冻组合物 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种煤炭防冻组合物，该组合物含有A组分和B组分，A组分和B组分的重量比为1：(0.1‑0.4)；A组分含有低冰点无机盐、液体脂环族环氧树脂、有机多元醇和纤维素增稠剂；B组分含有环氧固化剂；A组分中，相对于100重量份的低冰点无机盐，液体脂环族环氧树脂的含量为20‑150重量份，有机多元醇的含量为45‑200重量份，纤维素增稠剂的含量为10‑65重量份。本公开的煤炭防冻组合物冰点显著降低，应用该组合物提高了低温下煤炭运输的防冻效果。同时该煤炭防冻组合物还包括可固化的液体脂环族环氧树脂，将其喷洒到煤炭运输车厢和堆煤表面后可以形成具有一定厚度的固化层，可减缓防冻组合物从车厢壁向下流淌，还可以对堆煤起到防冻的效果。

Description

煤炭防冻组合物

技术领域

本公开涉及煤炭运输领域，具体地，涉及一种煤炭防冻组合物。

背景技术

北方的产煤区冬季比较寒冷，冬季气温可低至零下40℃至零下50℃。水洗煤在冬季运输过程中极易发生冻结现象，产生冻车、挂壁以及粘底，从而造成卸车困难，严重影响铁路运输用车的正常用转。目前，铁路运输装车时，普遍采用向运输车辆的车帮、车底及含水煤炭等散堆装货物中喷洒防冻液的办法解决冻车问题。

但是现有的防冻液喷洒或涂敷于运输煤炭列车的车厢壁面时，防冻液会向车底流淌，导致车厢壁面上的防冻液层变薄，降低了防冻液的使用效果；同时对极低温度下的煤炭运输防冻效果还不理想。

发明内容

本公开的目的是提供一种煤炭防冻组合物，该煤炭防冻组合物可以避免现有的防冻液使用时向下流淌过快的缺陷，同时提高了极低温度下煤炭运输的防冻效果。

为了实现上述目的，本公开提供一种煤炭防冻组合物，该煤炭防冻组合物含有A组分和B组分，所述A组分和所述B组分的重量比为1：(0.1-0.4)；所述A组分含有低冰点无机盐、液体脂环族环氧树脂、有机多元醇和纤维素增稠剂；所述B组分含有环氧固化剂；所述A组分中，相对于100重量份的低冰点无机盐，所述液体脂环族环氧树脂的含量为20-150重量份，所述有机多元醇的含量为45-200重量份，所述纤维素增稠剂的含量为10-65重量份。

通过上述技术方案，本公开采用低冰点无机盐和有机多元醇作为煤炭防冻组合物的主要成分可以显著降低防冻组合物的冰点，提高了低温下煤炭运输的防冻效果。同时该煤炭防冻组合物还包括可固化的液体脂环族环氧树脂，其粘度适宜，可以使煤炭防冻组合物通过喷洒使用，该煤炭防冻组合物喷洒到煤炭运输车厢和堆煤表面后可以形成具有一定厚度的固化层，一方面可以减缓防冻组合物从车厢壁向下流淌，提高防冻效果，另一方面可以对堆煤起到防冻抑尘的效果。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开提供一种煤炭防冻组合物，该煤炭防冻组合物含有A组分和B组分，所述A组分和所述B组分的重量比为1：(0.1-0.4)；所述A组分含有低冰点无机盐、液体脂环族环氧树脂、有机多元醇和纤维素增稠剂；所述B组分含有环氧固化剂；所述A组分中，相对于100重量份的低冰点无机盐，所述液体脂环族环氧树脂的含量为20-150重量份，所述有机多元醇的含量为45-200重量份，所述纤维素增稠剂的含量为10-65重量份。

本公开采用低冰点无机盐和有机多元醇作为煤炭防冻组合物的主要成分可以显著降低防冻组合物的冰点，提高了低温下煤炭运输的防冻效果。同时该煤炭防冻组合物还包括可固化的液体脂环族环氧树脂，其粘度适宜，可以使煤炭防冻组合物通过喷洒使用，该煤炭防冻组合物喷洒到煤炭运输车厢和堆煤表面后可以形成具有一定厚度的固化层，一方面可以减缓防冻组合物从车厢壁向下流淌，提高防冻效果，另一方面可以对堆煤起到防冻抑尘的效果。

为了进一步提高防冻效果，优选情况下，相对于100重量份的低冰点无机盐，所述液体脂环族环氧树脂的含量可以为35-80重量份，所述有机多元醇的含量可以为60-120重量份，所述纤维素增稠剂的含量可以为15-40重量份。

根据本公开，液体脂环族环氧树脂的可以为本领域常规种类，优选为3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯和3,4-环氧环己基甲基丙烯酸酯中的至少一种。上述液体脂环族环氧树脂具有适宜的固化速度和黏度，有利于促进防冻组合物在车厢壁或堆煤表面形成固化层，提高防冻效果。

根据本公开，环氧固化剂的含义为本领域技术人员所熟知，可以为环氧树脂常用固化剂，其种类没有特别的要求，可以为选自酸酐固化剂、多胺固化剂和咪唑类固化剂中的至少一种。具体地，多胺固化剂可以为选自脂肪族多元胺、芳香族多元胺、改性芳香族多元胺、脂环族多元胺和改性脂环族多元胺中的至少一种；其中，脂肪族多元胺可以为选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、三乙醇胺和二乙氨基丙胺中的一种或几种，芳香族多元胺可以为选自间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜和间苯二胺中的一种或几种；脂环族多元胺可以为选自异佛尔酮二胺、胺乙基哌嗪、双氨基环己烷、二氨基二环己基甲烷、邻二胺甲基环戊烷和孟烷二胺中的至少一种；改性脂环族多元胺可以为用环氧化合物、丙烯腈和脂肪醇缩水甘油醚中的至少一种与上述脂环族多元胺反应的产物；改性芳香族多元胺可以为用环氧化合物、丙烯腈和苯基缩水甘油醚中的至少一种与上述芳香族多元胺反应的产物；酸酐固化剂可以为选自邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐甘油酯、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、环戊四酸二酐和桐油酸酐中的至少一种。

优选地，环氧固化剂可以为酸酐固化剂，进一步优选为邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、环戊四酸二酐和桐油酸酐的至少一种。上述种类的环氧固化剂可以促进液体脂环族环氧树脂固化，提高煤炭防冻组合物的防冻效果。

根据本公开，低冰点无机盐可以为可用于降低组合物冰点的无机盐类化合物，优选为选自氯化钙、氯化镁、硝酸钙、六水硝酸镁和硅酸钠中的至少一种。

为了进一步降低防冻组合物冰点，低冰点无机盐更优选为氯化钙和氯化镁，所述氯化钙和氯化镁的重量优选比为1：(0.1-0.6)。

根据本公开，有机多元醇可以用于进一步降低防冻组合物的冰点，有机多元醇可以为选自乙二醇、丙三醇、丁二醇、甲醇、聚乙二醇、丙二醇、己二醇、木糖醇、聚丙二醇和山梨糖醇中的至少一种。

进一步优选地，有机多元醇可以为丙三醇和聚乙二醇，所述丙三醇和聚乙二醇的重量优选比为1：(0.05-0.3)。上述优选种类和含量的有机多元醇可以使煤炭防冻组合物的冰点进一步降低，提高该防冻组合物的防冻效果。

根据本公开，所述纤维素增稠剂的种类可以为本领域常规使用的，优选为天然纤维素材料和/或半合成纤维素材料；具体地，所述半合成纤维素材料优选为选自羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、以及羟乙基纤维素和羟乙基甲基纤维素中的至少一种；所述天然纤维素材料优选为选自聚葡萄糖、果胶、低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚乳糖、低聚木糖和大豆低聚糖中的至少一种。上述种类的纤维素增稠剂可以在水中形成凝胶状，可以减缓防冻液从车厢壁向底部流淌，并且能更有效地粘附煤炭颗粒，同时提高防冻和抑尘效果。

根据本公开，为了防止防冻组合物制备的防冻对车厢壁的腐蚀作用，优选情况下，所述A组分还含有耐腐蚀剂，相对于100重量份的低冰点无机盐，所述耐腐蚀剂的含量可以0.1-20重量份，优选为1-15重量份；所述耐腐蚀剂优选为选自硼砂、钼酸钠、亚硝酸钠和苯并三氮唑中的至少一种；

为了进一步提高防冻效果，优选地，B组分中还可以含有尿素和/或消泡剂。消泡剂可以为本领域的常规种类。例如消泡剂可以为有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂、聚醚类消泡剂和脂肪醇类消泡剂中的至少一种，优选为有机硅消泡剂。

在本公开的一种优选的具体实施方式中，A组分含有氯化钙、氯化镁、液体脂环族环氧树脂、丙三醇、聚乙二醇、纤维素增稠剂和硼砂；B组分含有环氧固化剂、尿素和消泡剂；A组分中，所述氯化钙、氯化镁、液体脂环族环氧树脂、丙三醇、聚乙二醇、纤维素增稠剂和硼砂的重量比可以为1：(0.3-0.6)：(0.4-0.8)：(0.7-1.0)：(0.05-0.2)：(0.1-0.3)：(0.03-0.1)；B组分中，所述环氧固化剂、尿素和消泡剂的重量比可以为1：(0.4-1.2)：(0.05-0.2)。在上述优选的具体实施方式中，该煤炭防冻组合物制备得到的防冻液冰点进一步降低，可以有效防冻，且不易从车厢壁向下流淌，保持了防冻液的防冻效果。

为了便于喷洒使用，优选地，煤炭防冻组合物的A组分还可以含有水，相对于100重量份的低冰点无机盐，水的含量可以为100-500重量份，优选为100-300重量份；所述B组分还可以含有水，相对于100重量份的环氧固化剂，水的含量可以为100-500重量份，优选为100-300重量份。

本公开的煤炭防冻组合物可应用于煤炭运输，尤其是低温状态下的煤炭运输。使用时，可以将该煤炭防冻组合物的A组分和B组分分别喷涂至运煤车厢四壁和底面，具体操作方法为本领域常规方法，此处不再赘述。在装载后的堆煤表面也可以喷洒本公开的煤炭防冻组合物，以进一步提高防冻效果，同时起到防止煤炭颗粒扬尘的作用。

以下通过实施例进一步详细说明本发明，但是本发明并不因此而受到任何限制。在本发明的下述实施例中，液体脂环族环氧树脂为购自湖北新景新材料有限公司的脂环族环氧树脂UV6105，消泡剂为购自东莞市德丰消泡剂有限公司的聚醚改性硅消泡剂，其余原料和试剂均为市售产品。

实施例1

本实施例用于说明本公开的煤炭防冻组合物。

本公开的煤炭防冻组合物含有A组分和B组分：取100重量份氯化钙、20重量份脂环族环氧树脂、45重量份乙二醇和10重量份羟乙基纤维素混合得到A组分，取100重量份邻苯二甲酸酐固化剂作为B组分；将上述A组分和B组分分别与2倍重量的水稀释配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液喷洒重量比1：0.25。

实施例2

本实施例用于说明本公开的煤炭防冻组合物。

本公开的煤炭防冻组合物含有A组分和B组分：取100重量份氯化镁、150重量份脂环族环氧树脂、200重量份丙三醇和65重量份羟甲基纤维素混合得到A组分，取100重量份四氢邻苯二甲酸酐固化剂作为B组分；将上述A组分和B组分分别与5倍重量的水稀释配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液喷洒重量比1：0.4。

实施例3

本实施例用于说明本公开的煤炭防冻组合物。

本公开的煤炭防冻组合物含有A组分和B组分：取100重量份硝酸钙、100重量份脂环族环氧树脂、150重量份丁二醇和50重量份羟乙基甲基纤维素混合得到A组分，取100重量份桐油酸酐固化剂作为B组分；将上述A组分和B组分分别与3倍重量的水稀释配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液喷洒重量比1：0.1。

实施例4

本实施例用于说明本公开的煤炭防冻组合物。

本公开的煤炭防冻组合物含有A组分和B组分：取80重量份六水硝酸镁、20重量份硅酸钠、120重量份脂环族环氧树脂、100重量份丙二醇、80重量份木糖醇和45重量份低聚异麦芽糖混合得到A组分，取100重量份间苯二甲胺固化剂作为B组分；将上述A组分和B组分分别与3倍重量的水稀释配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液喷洒重量比1：0.2。

实施例5

本实施例用于说明本公开的煤炭防冻组合物。

本公开的煤炭防冻组合物含有A组分和B组分：取100重量份氯化钙、40重量份脂环族环氧树脂、60重量份乙二醇和20重量份羟乙基纤维素混合得到A组分，取100重量份邻苯二甲酸酐固化剂作为B组分；将上述A组分和B组分分别与2倍重量的水稀释配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液喷洒重量比1：0.25。

实施例6

本实施例用于说明本公开的煤炭防冻组合物。

本公开的煤炭防冻组合物含有A组分和B组分：取100重量份氯化钙、70重量份脂环族环氧树脂、100重量份乙二醇和40重量份羟乙基纤维素混合得到A组分，取100重量份邻苯二甲酸酐固化剂作为B组分；将上述A组分和B组分分别与2倍重量的水稀释配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液喷洒重量比1：0.25。

实施例7

本实施例用于说明本公开的煤炭防冻组合物。

本公开的煤炭防冻组合物含有A组分和B组分：取80重量份氯化钙、20重量份氯化镁、20重量份脂环族环氧树脂、45重量份乙二醇和10重量份羟乙基纤维素混合得到A组分，取100重量份邻苯二甲酸酐固化剂作为B组分；将上述A组分和B组分分别与2倍重量的水稀释配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液喷洒重量比1：0.25。

实施例8

本实施例用于说明本公开的煤炭防冻组合物。

本公开的煤炭防冻组合物含有A组分和B组分：取100重量份氯化钙、20重量份脂环族环氧树脂、37.5重量份丙三醇、7.5重量份聚乙二醇和10重量份羟乙基纤维素混合得到A组分，取100重量份邻苯二甲酸酐固化剂作为B组分；将上述A组分和B组分分别与2倍重量的水稀释配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液喷洒重量比1：0.25。

实施例9

本实施例用于说明本公开的煤炭防冻组合物。

本公开的煤炭防冻组合物含有A组分和B组分：80重量份氯化钙、20重量份氯化镁、20重量份脂环族环氧树脂、37.5重量份丙三醇、7.5重量份聚乙二醇、10重量份羟乙基纤维素和5重量份硼砂混合得到A组分，取100重量份邻苯二甲酸酐固化剂、40重量份尿素和10重量份消泡剂混合得到B组分；将上述A组分和B组分分别与2倍重量的水稀释配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液喷洒重量比1：0.25。

对比例1

采用与实施例1相同的原料，所不同的是，将氯化钙替换为等重量份的水。

对比例2

采用与实施例1相同的原料，所不同的是，将乙二醇替换为等重量份的水。

对比例3

采用与实施例1相同的原料，所不同的是，将羟乙基纤维素替换为等重量份的水。

对比例4

采用与实施例1相同的原料，所不同的是，将液体脂环族环氧树脂替换为等重量份的水。

对比例5

采用与实施例1相同的原料，所不同的是，将液体脂环族环氧树脂替换为等重量份的丙烯酸酯。

测试实施例1

本测试实施例用于测试上述实施例1-9和对比例1-5的防冻组合物的冰点和防冻效果，结果列于表1。

将上述实施例1-9和对比例1-5的防冻组合物分别均匀喷洒在13个相同的列车车厢(长13米，宽2.9米)的侧面和底面，喷洒量为1kg/平方米，然后在13个车厢内分别装入含水10％的湿煤，煤堆的堆积面积为37.7平方米，在煤层表面再喷入少量防冻组合物。

将厢体置于-50℃的保持72小时，分别观测车厢壁结冰情况、煤炭倾倒时的粘壁情况和箱底底部防冻液的聚集情况，结果列于表1。

表1

根据表1数据，从实施例1与对比例1-5的数据对比可知，本公开的煤炭防冻组合物能够显著地降低防冻液的冰点，提高了防冻效果；从实施例1与对比例3-5的数据对比可知，本公开的煤炭防冻组合物能够显著地减少防冻液从车厢侧壁下滑的现象，减少车厢侧壁结冰的情况。

从实施例1与实施例5-6的数据对比可以看出，在本公开优选的相对于100重量份的低冰点无机盐，所述液体脂环族环氧树脂的含量为35-80重量份，所述有机多元醇的含量为60-120重量份，所述纤维素增稠剂的含量为15-40重量份的情况下，本公开的煤炭防冻组合物的防冻能力更好；

从实施例1与实施例7-9的数据对比可以看出，在本公开优选的“低冰点无机盐为氯化钙和氯化镁，所述氯化钙和氯化镁的重量比为1：(0.1-0.6)”的情况下，“有机多元醇为丙三醇和聚乙二醇，所述丙三醇和聚乙二醇的重量比为1：(0.05-0.3)的情况下”，和/或“A组分含有氯化钙、氯化镁、液体脂环族环氧树脂、丙三醇、聚乙二醇、纤维素增稠剂和硼砂；所述B组分含有环氧固化剂、尿素和消泡剂；所述A组分中，所述氯化钙、氯化镁、液体脂环族环氧树脂、丙三醇、聚乙二醇、纤维素增稠剂和硼砂的重量比为1：(0.3-0.6)：(0.4-0.8)：(0.7-1.0)：(0.05-0.2)：(0.1-0.3)：(0.03-0.1)；所述B组分中，所述环氧固化剂、尿素和消泡剂的重量比为1：(0.4-1.2)：(0.05-0.2)”的情况下，本公开的煤炭防冻组合物的冰点更低，防冻能力更好。

以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (11)

1.一种煤炭防冻组合物，其特征在于，该煤炭防冻组合物含有A组分和B组分，所述A组分和所述B组分的重量比为1：(0.1-0.4)；

所述A组分含有低冰点无机盐、液体脂环族环氧树脂、有机多元醇和纤维素增稠剂；所述B组分含有环氧固化剂；

所述A组分中，相对于100重量份的低冰点无机盐，所述液体脂环族环氧树脂的含量为20-150重量份，所述有机多元醇的含量为45-200重量份，所述纤维素增稠剂的含量为10-65重量份。

2.根据权利要求1所述的煤炭防冻组合物，其特征在于，所述A组分中，相对于100重量份的低冰点无机盐，所述液体脂环族环氧树脂的含量为35-80重量份，所述有机多元醇的含量为60-120重量份，所述纤维素增稠剂的含量为15-40重量份。

3.根据权利要求1所述的煤炭防冻组合物，其特征在于，所述环氧固化剂为选自酸酐固化剂、多胺固化剂和咪唑类固化剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的煤炭防冻组合物，其特征在于，所述低冰点无机盐为选自氯化钙、氯化镁、硝酸钙、六水硝酸镁和硅酸钠中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的煤炭防冻组合物，其特征在于，所述低冰点无机盐为氯化钙和氯化镁，所述氯化钙和氯化镁的重量比为1：(0.1-0.6)。

6.根据权利要求1所述的煤炭防冻组合物，其特征在于，所述有机多元醇为选自乙二醇、丙三醇、丁二醇、甲醇、聚乙二醇、丙二醇、己二醇、木糖醇、聚丙二醇和山梨糖醇中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的煤炭防冻组合物，其特征在于，所述有机多元醇为丙三醇和聚乙二醇，所述丙三醇和聚乙二醇的重量比为1：(0.05-0.3)。

8.根据权利要求1所述的煤炭防冻组合物，其特征在于，所述纤维素增稠剂为选自天然纤维素材料和/或半合成纤维素材料；

所述半合成纤维素材料为选自羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、以及羟乙基纤维素和羟乙基甲基纤维素中的至少一种；

所述天然纤维素材料为选自聚葡萄糖、果胶、低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚乳糖、低聚木糖和大豆低聚糖中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的煤炭防冻组合物，其特征在于，所述A组分还含有耐腐蚀剂，相对于100重量份的低冰点无机盐，所述耐腐蚀剂的含量为1-15重量份；所述耐腐蚀剂为选自硼砂、钼酸钠、亚硝酸钠和苯并三氮唑中的至少一种；

所述B组分中还含有尿素和/或消泡剂。

10.根据权利要求1所述的煤炭防冻组合物，其特征在于，所述A组分含有氯化钙、氯化镁、液体脂环族环氧树脂、丙三醇、聚乙二醇、纤维素增稠剂和硼砂；所述B组分含有环氧固化剂、尿素和消泡剂；

所述A组分中，所述氯化钙、氯化镁、液体脂环族环氧树脂、丙三醇、聚乙二醇、纤维素增稠剂和硼砂的重量比为1：(0.3-0.6)：(0.4-0.8)：(0.7-1.0)：(0.05-0.2)：(0.1-0.3)：(0.03-0.1)；

所述B组分中，所述环氧固化剂、尿素和消泡剂的重量比为1：(0.4-1.2)：(0.05-0.2)。

11.根据权利要求1所述的煤炭防冻组合物，其特征在于，所述A组分还含有水，相对于100重量份的低冰点无机盐，水的含量为100-500重量份；所述B组分还含有水，相对于100重量份的环氧固化剂，水的含量为100-500重量份。