CN111777989A - 一种油性抑尘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油性抑尘剂，由下述重量份的原料组分混合乳化后制成：废润滑油和/或润滑油基础油15～80重量份；非离子型乳化剂8～16重量份；甘油1～5重量份；粘度调节剂0.5～2重量份；水10～65重量份。本发明的油性抑尘剂喷涂使用量小，成膜强度高，粘结性强，有效抑尘时间长，抑尘效果理想。

Description

一种油性抑尘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于抑制煤炭运输过程中扬尘的抑尘剂，属于环境污染治理技术领域。
背景技术
粉尘污染是导致环境污染的主要因素之一。在港口码头、电厂、水泥厂、储煤场等生产储存场地以及铁路、公路运输过程中，常常会产生大量的扬尘，不但直接威胁生产的安全，还会对周围的环境产生极大的污染。
煤炭运输过程中，由于运煤车运行过程本身的颠簸及风力气候影响，特别是运煤车经过隧道时，受风洞效应的强力活塞风作用，煤炭粉尘在隧道内飞扬并积累，使得煤炭大量损失、隧道内刺激性气味很大、周围环境和铁路沿线煤尘污染严重。
为了解决粉状物料堆放和运输过程中的损失及污染，国内外进行了大量科研工作，推出了多种不同种类的表面抑尘剂（覆盖剂）。
粉状物料特别是煤粉表面喷洒抑尘剂（覆盖剂）后，可以在表层形成覆盖层。当覆盖层的强度足够大时，可以防止运输过程的颠簸和受强力活塞风造成的损失和污染。
CN 102604597A提供了一种煤炭抑尘剂，由以下重量百分含量的组分组成：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液10～20%、淀粉10～20%、聚乙烯醇3～6%、羧甲基纤维素钠1～3%，其余为水。该煤炭抑尘剂不包含无机物，煤炭在燃烧过程中不会产生多余的灰分，不会对煤炭的质量产生影响，抑尘剂的成膜固化速度快，具有抑尘和防水功能，避免了运输过程中下雪等高湿度天气对煤炭的影响，适合大规模煤炭长途运输过程中使用。
CN 102295915A公开了一种抑尘剂，包括以下重量百分比的原料：植物种子胶0.6～0.8%、改性纤维素0.1～0.3%、分散剂0.05～0.09%和余量的水。将该抑尘剂喷洒于车厢煤炭表面，能使煤炭在表面形成一层固化膜，黏度高、风蚀率低，避免煤炭在铁路运输过程中对沿线的扬尘污染和煤炭的扬尘损失。
CN 101348706A公开了一种铁路煤炭运输抑尘剂，其制成有效成分的原料按重量百分含量计为合成水溶性聚合物2～7、改性纤维素类水溶性聚合物0.1～5、水85～95和硫酸铜0～2。将其均匀喷洒于煤层表面颗粒，形成一种具有一定强度的固化层，从而将各种粒径的煤粉颗粒结在一起，并具有一定的韧性，从而达到防止煤层表面扬尘的目的。
CN 102464971A涉及一种由成膜剂4～5%，固化剂10～12%，成膜助剂2～3%，渗透剂1～3%，阻燃剂1～3%和水74～82%组成的新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂，常温下将该煤炭抑尘阻燃覆盖剂喷洒于煤炭表面，在较短时间内即可形成一层柔韧、致密的连续性高分子覆盖膜，避免煤炭在运输和堆放过程中的扬尘和自燃现象，有效减少煤炭经济损失和环境污染。
同时，实际运输中也有固态抑尘剂使用，其多以淀粉为主要成分，配以其他一些助剂而成，不仅成膜强度较低，而且配水溶解后的粘度过大，不易喷洒，还会产生软沉淀，甚至堵塞喷头，给喷淋造成不便。
以上公开或使用的各种抑尘剂均能够起到一定的降低运输损耗和污染的作用，但其都属于水性抑尘剂，不仅干后形成的膜强度不够，而且有效抑尘时间较短，铁路沿线仍有煤粉扬尘，尤其是隧道内及附近更为严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种油性抑尘剂及其制备方法，本发明制备的油性抑尘剂成膜强度高，粘结性强，有效抑尘时间长，抑尘效果理想。
具体地，本发明所述的油性抑尘剂是由下述重量份的原料组分混合乳化后制成的：废润滑油和/或润滑油基础油15～80重量份；非离子型乳化剂8～16重量份；甘油1～5重量份；粘度调节剂0.5～2重量份；水10～65重量份。
其中，所述的废润滑油是用于机械设备、车辆、仪器的润滑、冷却、防腐、减磨、防锈等使用后除去机械杂质的润滑油。
进而，本发明可以将所述废润滑油全部以润滑油基础油替换，也可以在所述废润滑油中添加部分润滑油基础油组成混合组分。
本发明中所述的非离子型乳化剂优选使用非离子型表面活性剂失水山梨醇脂肪酸酯与失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚的复配物。
更优选地，本发明的非离子型乳化剂为失水山梨醇单油酸酯Span-80与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚Tween-80的复配物。
进而，所述失水山梨醇单油酸酯Span-80与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚Tween-80的复配质量比为1∶4。
本发明所述的粘度调节剂为水溶性高分子树脂类粘度调节剂。
具体地，所述的水溶性高分子树脂包括但不限于可溶性纤维素及其衍生物、聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种，或几种的复配物。
其中，所述的可溶性纤维素及其衍生物包括但不限于羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素及其水溶性的盐。
更具体地，本发明优选的水溶性高分子树脂是冷水可溶的羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或聚乙烯醇。
本发明所述的甘油主要是起着助乳化剂和助溶剂的作用，以解决废润滑油和/或润滑油基础油不易乳化以及与水溶性高分子树脂类粘度调节剂的相溶性问题。本发明的甘油优选95%的皂化甘油。
本发明也可以在所述油性抑尘剂中加入防腐剂。本发明加入的防腐剂优选为苯甲酸钠，其加入量为油性抑尘剂总质量的0.5～1.5%。
本发明还可以在所述油性抑尘剂中加入防锈剂。本发明加入的防锈剂优选为三乙醇胺油酸皂、石油磺酸钠或环烷酸锌，其加入量为油性抑尘剂总质量的5～20%。
本发明以废润滑油和/或润滑油基础油经乳化剂乳化后，形成一层本身具有很强吸湿保湿和粉尘吸附粘结性的油性膜，并由水溶性高分子树脂形成一层柔韧、致密的连续高分子微膜，以增强油性膜的柔韧性和吸附性，提高油性抑尘剂的成膜强度和粘结强度。继而通过添加防腐剂、防锈剂等助剂，混合形成了一种防尘性很强的油性抑尘成品。
本发明油性抑尘剂的主要技术指标粘度（20℃）≥5mPa·s，pH值6.5～10.0，其他指标符合铁道部行业标准TB/T 3210.1-2020《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》要求。
进一步地，可以采用以下方法制备得到本发明的油性抑尘剂：将甘油溶解在水中，加入粘度调节剂，溶解均匀，搅拌下加入废润滑油和/或润滑油基础油，加热至80～90℃搅拌混合均匀，降温至65～70℃，加入或不加防腐剂和防锈剂，再加入非离子型乳化剂，搅拌至乳化均匀，冷却后得到油性抑尘剂。
更具体地，本发明优选在加入粘度调节剂溶解至少30min后，再加入废润滑油和/或润滑油基础油。
本发明制备的油性抑尘剂乳化性能稳定，静置72h不分层，以油性抑尘剂两倍体积的水分散均匀后，静置72h同样不分层。
本发明油性抑尘剂的使用方法简单，只需采用常规的铁路运输抑尘剂喷洒装置，将本发明上述油性抑尘剂喷洒在车厢煤炭表面即可。
基于本发明油性抑尘剂的油性特性，其喷涂使用量小于常规的水性抑尘剂，只需喷涂量≥1.0L/m2，就可以满足铁道部行业标准TB/T 3210.1-2020《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》中风蚀率≤1%的要求，而常规水性抑尘剂达到该标准要求时的喷涂量≥2.2L/m2。
本发明的油性抑尘剂成膜强度高，粘结性强，有效解决了现有抑尘剂由于颠簸导致固化层破裂，抑尘效果降低的问题，有效抑尘时间长，抑尘效果理想。
本发明油性抑尘剂易于溶解，不会产生软沉淀，溶解后粘度适中，便于喷洒作业，喷洒过程中不会出现堵塞喷头、给喷淋造成不便的问题。
本发明的油性抑尘剂无毒、无味，pH值适中，对车厢壁腐蚀性小，符合环保要求。
本发明的油性抑尘剂生产简单，成本低廉，可以节约运煤成本，提高经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不是限制本发明的保护范围。本领域普通技术人员在不脱离本发明原理和宗旨的情况下，针对这些实施例进行的各种变化、修改、替换和变型，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1。
在三口瓶中加入2g甘油和50g水，搅拌下缓慢加入1g聚乙烯醇，溶解30min。加入42g废润滑油，加热至80～90℃搅拌15min，使其充分混合。降温至65℃，加入8g石油磺酸钠和1g苯甲酸钠，搅拌40min。然后加入由12.8g T-80与3.2g S-80组成的复配乳化剂，搅拌40min，静置冷却，得到油性抑尘剂产品。
产品主要技术指标：密度(20℃)1.002g/cm3；粘度(20℃)6.2mPa·s；pH值6.61；风蚀率0.7%；产品静置72h不分层；产品以5倍体积水分散均匀，静置72h不分层。其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3210.1-2020《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》要求。
实施例2。
在三口瓶中加入2g甘油和30g水，搅拌下加入2g羧甲基纤维素钠溶解30min。加入60g废润滑油，20g润滑油基础油，加热至80～90℃搅拌15min，使其充分混合。降温至65℃，加入10g石油磺酸钠和0.75g苯甲酸钠，搅拌40min。然后加入由12.8g T-80与3.2g S-80组成的复配乳化剂，搅拌40min，静置冷却，得到油性抑尘剂产品。
产品主要技术指标：密度(20℃)1.01g/cm3；粘度(20℃)42mPa·s；pH值8.64；风蚀率0.4%；产品静置72h不分层；产品以2倍体积水分散均匀，静置72h不分层。其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3210.1-2020《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》要求。
实施例3。
在三口瓶中加入3g甘油和20g水，搅拌下加入1.5g羧甲基纤维素钠溶解30min。加入75g废润滑油，加热至80～90℃搅拌15min，使其充分混合。降温至65℃，加入6g石油磺酸钠和0.75g苯甲酸钠，搅拌40min。然后加入由8g T-80与2g S-80组成的复配乳化剂，搅拌40min，静置冷却，得到油性抑尘剂产品。
产品主要技术指标：密度(20℃)0.995g/cm3；粘度(20℃)30mPa·s；pH值8.76；风蚀率0.6%；产品静置72h不分层；产品以5倍体积水分散均匀，静置72h不分层。其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3210.1-2020《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》要求。
实施例4。
在三口瓶中加入5g甘油和20g水，搅拌下缓慢加入2g聚丙烯酰钠，溶解30min。加入75g废润滑油，加热至80～90℃搅拌15min，使其充分混合。降温至65℃，加入10g三乙醇胺油酸皂和0.75g苯甲酸钠，搅拌40min。然后加入由8g T-80与2g S-80组成的复配乳化剂，搅拌40min，静置冷却，得到油性抑尘剂产品。
产品主要技术指标：密度(20℃)0.991g/cm3；粘度(20℃)52mPa·s；pH值8.96；风蚀率0.3%；产品静置72h不分层；产品以5倍体积水分散均匀，静置72h不分层。其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3210.1-2020《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》要求。
实施例5。
在三口瓶中加入3g甘油和20g水，搅拌下缓慢加入1g聚丙烯酰钠，溶解30min。加入40g废润滑油，加热至80～90℃搅拌15min，使其充分混合。降温至65℃，加入12g环烷酸锌和0.75g苯甲酸钠，搅拌40min。最后，加入由8g T-80与2g S-80组成的复配乳化剂，搅拌40min，静置冷却，得到油性抑尘剂产品。
产品主要技术指标：密度(20℃)1.00g/cm3；粘度(20℃)36mPa·s；pH值9.47；风蚀率0.5%；产品静置72h不分层；产品以5倍体积水分散均匀，静置72h不分层。其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3210.1-2020《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》要求。
实施例6。
在三口瓶中加入3g甘油和20g水，搅拌下缓慢加入2g聚丙烯酰钠，溶解30min。加入25g润滑油基础油，加热至80～90℃搅拌15min，使其充分混合。降温至65℃，加入10g三乙醇胺油酸皂和0.75g苯甲酸钠，搅拌40min。然后加入由8g T-80与2g S-80组成的复配乳化剂，搅拌40min，静置冷却，得到油性抑尘剂产品。
产品主要技术指标：密度(20℃)0.995g/cm3；粘度(20℃)52mPa·s；pH值9.10；风蚀率0.3%；产品静置72h不分层；产品以5倍体积水分散均匀，静置72h不分层。其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3210.1-2020《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》要求。
实施例7。
在三口瓶中加入3g甘油和20g水，搅拌下缓慢加入0.8g聚乙烯醇，溶解30min。加入45g废润滑油，20g润滑油基础油，加热至80～90℃搅拌15min，使其充分混合。降温至65℃，加入10g石油磺酸钠和0.75g苯甲酸钠，搅拌40min。加入由8g T-80与2g S-80组成的复配乳化剂，搅拌40min，静置冷却，得到油性抑尘剂产品。
产品主要技术指标：密度(20℃)0.997g/cm3；粘度(20℃)5.4mPa·s；pH值9.32；风蚀率0.8%；产品静置72h不分层；产品以5倍体积水分散均匀，静置72h不分层。其它指标符合铁道部行业标准TB/T 3210.1-2020《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》要求。

Claims (10)

1.一种油性抑尘剂，是由下述重量份的原料组分混合乳化后制成：废润滑油和/或润滑油基础油15～80重量份；非离子型乳化剂8～16重量份；甘油1～5重量份；粘度调节剂0.5～2重量份；水10～65重量份。
2.根据权利要求1所述的油性抑尘剂，其特征是所述的非离子型乳化剂是非离子型表面活性剂失水山梨醇脂肪酸酯与失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚的复配物。
3.根据权利要求2所述的油性抑尘剂，其特征是所述的非离子型乳化剂为失水山梨醇单油酸酯Span-80与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚Tween-80的复配物，所述失水山梨醇单油酸酯Span-80与失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚Tween-80的复配质量比为1∶4。
4.根据权利要求1所述的油性抑尘剂，其特征是所述的粘度调节剂为水溶性高分子树脂类粘度调节剂。
5.根据权利要求4所述的油性抑尘剂，其特征是所述水溶性高分子树脂是可溶性纤维素及其衍生物、聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种，或几种的复配物。
6.根据权利要求5所述的油性抑尘剂，其特征是所述的可溶性纤维素及其衍生物是羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素及其水溶性的盐。
7.根据权利要求1所述的油性抑尘剂，其特征是所述的甘油为95%皂化甘油。
8.根据权利要求1所述的油性抑尘剂，其特征是加入油性抑尘剂总质量0.5～1.5%的防腐剂苯甲酸钠。
9.根据权利要求1所述的油性抑尘剂，其特征是加入油性抑尘剂总质量5～20%的防锈剂，所述防锈剂为三乙醇胺油酸皂、石油磺酸钠或环烷酸锌。
10.权利要求1所述油性抑尘剂的制备方法，其特征是将甘油溶解在水中，加入粘度调节剂，溶解均匀，搅拌下加入废润滑油和/或润滑油基础油，加热至80～90℃搅拌混合均匀，降温至65～70℃，加入或不加防腐剂和防锈剂，再加入非离子型乳化剂，搅拌至乳化均匀，冷却后得到油性抑尘剂。
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