CN109370526B - 一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，包括C12‑C14烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、2‑乙基己基琥珀酸二酯磺酸钠、C12‑C14烷基苯磺酸钠、C12‑C14烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、C12‑C14脂肪醇、炔二醇聚氧乙烯醚、分散剂、pH调节剂和水。本发明的煤矿传送带用泡沫抑尘剂，具有良好的发泡性能和抑尘效果，半衰期可根据现场工艺要求进行调整并且不影响产品的泡沫性能。

Description

一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂

技术领域

本发明涉及一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂。

背景技术

煤矿在皮带传输工程中，由于含有细微颗粒物，易在外力的作用下发生扬尘。污染工作环境，危害作业人员的身体健康。并存在影响周边环境的可能。

目前应用较广的煤矿传送带的抑尘手段分为两种：喷水和喷抑尘剂。

喷水抑尘效率低，资源浪费严重，且对地面和周边环境造成二次污染。

泡沫抑尘剂在实际应用过程中存在以下问题：

(1)发泡率低和泡沫粒径大

现有技术采用静态表面张力的方法衡量产品的发泡性能，作为开发手段及依据。得到的配方成分繁多，之间的协同效果差，而发泡性能并不理想。为了达到理想的抑尘效果需要采用特殊的发泡设备，投入成本较高。

(2)施工性差

部分新产品通过增加有效成分或者加入了增粘剂来提高泡沫性能。但这类产品的粘度过大，低流动性导致泵送能力变差。

(3)调整半衰期将影响产品发泡性能

半衰期过长的问题，在泡沫抑尘剂中普遍存在。长时间存在的泡沫会影响后续新喷射泡沫的抑尘效果。还会在工作面大量堆积，影响作业环境，带来新污染及安全问题。而在目前的技术中，半衰期和发泡性能是一对矛盾体，目前技术难以统一结合，又或无法在不影响发泡性能的同时便捷地调整半衰期以适应现场工况。

(4)泡沫消散后失去抑尘效果

现有技术在泡沫消散后抑尘效果急剧下降甚至消失。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，具有良好的发泡性能和抑尘效果，半衰期可根据现场工艺要求进行调整并且不影响产品的泡沫性能。

实现上述目的的技术方案是：一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，包括以下重量百分比含量的组分:

上述的一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，其中，所述组份1到组份5为发泡剂和助泡剂组合，所述发泡剂和助泡剂组合在0.5％稀释浓度下，表面张力达到31mN/m的用时低于500ms。

上述的一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，其中，所述组份1的EO数(聚氧乙烯的重复单元的数量)为2～4。

上述的一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，其中，所述组份5的EO数(聚氧乙烯的重复单元的数量)为1～5。

上述的一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，其中，所述组份6为增溶剂。

上述的一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，其中，所述组份7的作用是控制泡沫半衰期，所述组份7的分子结构如下：

其中：R1为-H或-CH3，R2为-H或-CH3，且R1和R2至少有一个是-CH3；

R3为-H或-CH3，R4为-H或-CH3，且R3和R4至少有一个是-CH3；

n+m＝10～30。

上述的一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，所述组份8为分散剂，所述组份8中，所述丙三醇的重量为所述组份8总重量的80～95％。

上述的一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，其中，所述组份9为pH调节剂，所述有机碱采用二乙醇胺或三乙醇胺，所述无机碱采用氢氧化钠或氢氧化钾。

本发明的煤矿传送带用泡沫抑尘剂，具有良好的发泡性能和抑尘效果，半衰期可根据现场工艺要求进行调整并且不影响产品的泡沫性能。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面对其具体实施方式进行详细地说明：

实施例1

一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，包括以下重量百分比含量的组分:

组份8中，丙三醇的重量为丙三醇和丙二醇混合物总重量的95％。

实施例2

一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，包括以下重量百分比含量的组分:

组份8中，丙三醇的重量为丙三醇和丙二醇混合物总重量的95％。

本发明的煤矿传送带用泡沫抑尘剂，组份1到组份5为发泡剂和助泡剂组合。该组合以动态表面张力作为筛选手段，经过优化组合后得到。该组合具有协同作用，能够快速降低表面张力。从而得到高发泡量和低泡沫粒径，极大程度提高抑尘效果。

目前常规用以表征液体泡沫性能和渗透性能的参数是静态表面张力。静态表面张力表示的是液体达到平衡状态时的表面张力，受表面活性剂种类和浓度的影响。但静态表面张力的一个缺点是无法表征泡沫从无到有的形成过程中的表面张力动态变化情况。然而，在泡沫抑尘剂的实际应用过程中，工作液通过泡沫喷嘴发泡，过程极短，绝大部分泡沫都是在未达到平衡状态就容易破裂，是一个处于非平衡态的泡沫产生和破裂过程，静态表面张力测试不适用于这种体系的研究，动态表面张力的测试方法正好适用。

动态表面张力的测试方法是在液体中鼓泡，形成气液界面。此时表面活性剂逐渐吸附于新生界面，从而降低其表面张力。这个过程中，随着界面上吸附的表面活性剂量增多，表面张力逐渐下降，直至达到平衡，此时的表面张力接近静态表面张力。通过控制泡沫寿命，能够得到不同时间下的表面张力，以此说明表活到达界面的速度。实践证明，表活到达界面的速度越快，发泡性能越理想。

在本发明泡沫抑尘剂的研制过程中，对样品的多项指标进行测试并于发泡性能进行对比。最终发现相对于现有技术采用的静态表面张力表征方法，动态表面张力对发泡性能的对应性更强。其中样品到达31mN/m所用的时间与发泡性能有很强的关联度。用时越短，发泡能力越强。通过实际应用可知，发泡能力强则抑尘效果就好。使用动态表面张力的测试手段，能够进一步优化配方，去芜存精，避免多余添加剂带来的负面影响。用该方法表征产品的发泡性能，可以有效的提高实验室开发阶段的效率与精度。

通过动态表面张力表征方法研制出发泡剂和助泡剂组合具有高效的发泡效果。即使在0.5％稀释浓度下，表面张力达到31mN/m的用时也能低于500ms。目前现有技术的发泡剂和助泡剂组合表面张力达到31mN/m的用时在750ms以上。

在尝试了多种添加剂后最后选用炔二醇聚氧乙烯醚作为泡沫寿命调整剂以控制半衰期。炔二醇聚氧乙烯醚的特点在于调整泡沫寿命的同时不影响发泡性能。解决了高发泡性能和低半衰期不能兼得，以及半衰期难以灵活调整的问题。炔二醇聚氧乙烯醚通常用于清洗行业作为渗透剂，因此在解决上述问题的同时还能改善产品的渗透性，提高抑尘效果。与其他控制半衰期产品相比，炔二醇聚氧乙烯醚(组份7)不影响发泡性能，同时调整便捷，只要调整炔二醇聚氧乙烯醚这一个组份便可达到预期效果。

组份7的分子结构如下：

其中：R1为-H或-CH3，R2为-H或-CH3，且R1和R2至少有一个是-CH3；

R3为-H或-CH3，R4为-H或-CH3，且R3和R4至少有一个是-CH3；

n+m＝10～30。

组份7的添加不影响产品发泡量和泡沫粒径，但可以影响泡沫的稳定性(半衰期)。通过调整炔二醇聚氧乙烯醚的聚氧乙烯链的长度可大致调整泡沫寿命，再通过对炔二醇聚氧乙烯醚的添加量进行微调，可以适应不同的操作工况和使用要求。

组份8为丙三醇和丙二醇的混合物，丙三醇含量占80～95％。通过影响分子间作用力来调整发泡剂组份在水中的分散状态，从而优化产品的流动性。同时在吸附粉尘后通过分子间力将粉尘结合在一起，即便泡沫消散后也能起到抑尘作用。

本发明中使用的丙三醇和丙二醇混合物，能提高产品流动性，相对于现有高发泡抑尘剂产品，泵送能力提高60％以上。同时增加粉尘结合的牢固度，即便泡沫消散亦能起到抑尘作用。

组份9为pH调节剂，可选用有机碱也可选用无机碱，有机碱可采用二乙醇胺或三乙醇胺，无机碱可采用氢氧化钠或氢氧化钾。

本发明的煤矿传送带用泡沫抑尘剂与现有技术的泡沫抑尘剂对比如表1所示，配置稀释液中有效组份含量(除水以外物质含量)均为：0.2％

表1

由表1可知，本发明的发泡性能和抑尘效果均优于现有技术，半衰期可根据现场工艺要求进行调整且不影响产品的泡沫性能。

本发明的煤矿传送带用泡沫抑尘剂，使用时，泡沫抑尘剂与水混合后经由泡沫喷头喷出形成泡沫。与粉尘接触，将粉尘包裹后起到降尘作用；并且泡沫覆盖于粉尘表面防止粉尘扬起。本发明应用动态表面张力这一新技术参数筛选得到高发泡率的表面活性剂组合，提高产品的发泡率；通过加入丙三醇和丙二醇混合物解决风蚀问题，并解决母液粘稠不易操作问题；利用炔二醇聚氧乙烯醚调节泡沫半衰期，使其可根据现场运输行程及工艺进行调整。

综上所述，本发明的煤矿传送带用泡沫抑尘剂，具有良好的发泡性能和抑尘效果，半衰期可根据现场工艺要求进行调整并且不影响产品的泡沫性能。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，其特征在于，包括以下重量百分比含量的组分:

所述组份1到组份5为发泡剂和助泡剂组合，所述发泡剂和助泡剂组合在0.5％稀释浓度下，表面张力达到31mN/m的用时低于500ms；

所述组份1的EO数为2～4；

所述组份5的EO数为1～5；

所述组份6为增溶剂；

所述组份7的作用是控制泡沫半衰期，所述组份7的分子结构如下：

其中：R1为-H或-CH3，R2为-H或-CH3，且R1和R2至少有一个是-CH3；R3为-H或-CH3，R4为-H或-CH3，且R3和R4至少有一个是-CH3；n+m＝10～30。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，其特征在于，所述组份8为分散剂，所述组份8中，所述丙三醇的重量为所述组份8总重量的80～90％。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿传送带用泡沫抑尘剂，其特征在于，所述组份9为pH调节剂，所述有机碱采用二乙醇胺或三乙醇胺，所述无机碱采用氢氧化钠或氢氧化钾。