CN112300759A - 一种液体铁路煤炭抑尘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粉尘治理技术领域，具体涉及一种液体铁路煤炭抑尘剂及其制备方法。结壳剂30～70％，成膜剂10～20％，溶剂10～30％，缓蚀剂3～5％，分散剂5～10％，辅料5～10％。具有合适的粘度，不会堵塞喷洒管路，液体抑尘剂没有腐蚀性；形成的固化壳为网状结构，在固定锁住粉尘的同时具有良好的渗透性，抑尘剂基础材料为环保材料，无氯安全环保，制备过程简单，制备时消耗能源少，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及粉尘治理技术领域，具体涉及一种液体铁路煤炭抑尘剂及其制备方法。
背景技术
为避免煤炭运输过程中，因震动、强风等对煤炭颗粒、煤粉造成的损耗，煤粉飘扬对周围环境的影响，一系列抑尘方法被发明出来用于抑制煤粉的飘扬。目前，常用于铁路煤炭运输的抑尘方法有洒水抑尘和化学抑尘剂抑尘。洒水法抑尘，在长途铁路运输中，为保持良好的抑尘效果，需要频繁洒水，限制着铁路煤炭运输的效率；现有化学抑尘剂多数为高分子抑尘剂，通过吸附、团聚的原理，通过把煤尘颗粒粘结在一起，起到抑尘的作用，高分子抑尘剂具有抑尘效果好、抗风能力强等优点。然而，高分子抑尘剂多为不可降解或难降解的物质，一定程度上对人体有毒，危害操作人员的健康，此外，液体类的抑尘剂经常出现堵塞喷洒端管路等问题。原料来源广、产品可降解、无毒无害、喷洒方便的抑尘剂是铁路煤炭抑尘剂的迫切需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种液体铁路煤炭抑尘剂及其制备方法，具有合适的粘度，不会堵塞喷洒管路，液体抑尘剂没有腐蚀性；形成的固化壳为网状结构，在固定锁住粉尘的同时具有良好的渗透性，抑尘剂基础材料为环保材料，无氯安全环保，制备过程简单，制备时消耗能源少，成本低。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种液体铁路煤炭抑尘剂，包括以下重量百分比的原料：
优选，液体铁路煤炭抑尘剂，包括以下重量份数的原料：结壳剂40～60份；成膜剂10～15份；溶剂15～25份；缓蚀剂3～5份；分散剂6～8份；辅料5～8份。
优选，液体铁路煤炭抑尘剂，包括以下重量百分比的原料：结壳剂50％；成膜剂15％；溶剂20％；缓蚀剂4％；分散剂7％；辅料8％。
所述结壳剂为高分子聚合物，为聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、丙烯酸酯与醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇一丙烯酸接枝共聚物中的一种或多种。
所述成膜剂为丙烯酸树脂、丁二烯树脂、聚氨酯、硝酸纤维、水性聚氨酯-丙烯酸共聚树脂中的一种或多种。
所述溶剂为乙醇、聚乙二醇、乙烯醇、水中的一种或多种。
所述缓蚀剂为无机缓蚀剂，为硅酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、钨酸盐、钼酸盐中的一种或多种。
所述分散剂为硅酸钠、偏硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或多种。
所述辅料为表面活性剂、消泡剂、酸碱调节剂、引发剂的一种或多种。
优选，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂、矿物油消泡剂、水性消泡剂、磷酸三丁酯消泡剂中的一种或多种；所述引发剂为过硫酸钾或亚硫酸氢钠。
液体铁路煤炭抑尘剂，制备方法包括以下步骤：
(1)依次称取重量百分比的结壳剂、成膜剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料，水浴加热并磁力搅拌，水浴加热60～80℃，反应时间为1～2h,得到溶液A；
(2)依次称取重量百分比的缓蚀剂、分散剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料，磁力搅拌至完全溶解，得到溶液B；
(3)使用前，将溶液A和溶剂B混合，加入喷洒管路中，对煤炭进行喷洒，溶液与煤粉粘结，溶液聚合成膜，溶剂蒸发，形成固化壳。
优选，所述步骤(1)中的辅料为引发剂。
优选，所述步骤(2)中的辅料为表面活性剂。
与现有技术相比，本发明的优点：
1、本发明使用的结壳剂为高分子聚合物，为聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、丙烯酸酯与醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇一丙烯酸接枝共聚物中的一种或多种。使用高分子聚合物作为液体抑尘剂的主体，生产出具有高润湿性、高渗透性的液体煤炭抑尘剂，且抑尘剂具有较好的机械强度和抑尘效果。
2、本发明使用的成膜剂为丙烯酸树脂、丁二烯树脂、聚氨酯、硝酸纤维、水性聚氨酯-丙烯酸共聚树脂中的一种或多种。使用的缓蚀剂为无机缓蚀剂，为硅酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、钨酸盐、钼酸盐中的一种或多种。成膜剂与缓蚀剂配合，成膜效果好，形成的膜，具有良好的抗蒸发性和抗雨淋性能，强度提升，在较大风力的吹动下，仍然能保持膜的形状，煤粉不易被吹飞。
3、本发明使用的分散剂为硅酸钠、偏硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或多种。具有良好的分散性，使得抑尘剂在制成液体喷洒时，液体成分均一稳定，不会迅速固化，造成喷洒管路的堵塞。
4、辅助材料的使用，进一步增加了液体抑尘剂的性能，液体抑尘剂与煤炭粘结更加牢固，液体抑尘剂更容易成膜，且成膜后又较好的机械强度等。
5、本发明液体抑尘剂具有合适的粘度，不会堵塞喷洒管路，且盐类的配合使用，使得液体抑尘剂没有腐蚀性；形成的固化壳为网状结构，在固定锁住粉尘的同时具有良好的渗透性，便于煤炭运输过程中煤粉之间热量的散发，避免运输过程中热量堆积造成的煤炭燃烧；抑尘剂基础材料为环保材料，对使用方人员减少危害，无氯安全环保，能够自然降解，对环境无二次污染的问题，且制备过程简单，制备时消耗能源少，成本低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本发明的保护范围内。
实施例1
液体铁路煤炭抑尘剂，包括以下重量百分比的原料：
结壳剂30％；成膜剂10％；溶剂10％；缓蚀剂3％；分散剂5％；辅料5％；
所述结壳剂为高分子聚合物，为聚丙烯酸盐；成膜剂为丙烯酸树脂；溶剂为乙醇；缓蚀剂为无机缓蚀剂，为硅酸盐；分散剂为硅酸钠；辅料为表面活性剂；
制备方法包括以下步骤：
(1)依次称取重量百分比的结壳剂、成膜剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料，水浴加热并磁力搅拌，水浴加热60℃，反应时间为1h,得到溶液A；
(2)依次称取重量百分比的缓蚀剂、分散剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料，磁力搅拌至完全溶解，得到溶液B；
(3)使用前，将溶液A和溶剂B混合，加入喷洒管路中，对煤炭进行喷洒，溶液与煤粉粘结，溶液聚合成膜，溶剂蒸发，形成固化壳。
实施例2
液体铁路煤炭抑尘剂，包括以下重量百分比的原料：
结壳剂70％；成膜剂20％；溶剂30％；缓蚀剂5％；分散剂10％；辅料10％；
所述结壳剂为高分子聚合物，为聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、丙烯酸酯的混合；成膜剂为丙烯酸树脂、丁二烯树脂的混合；溶剂为乙醇、聚乙二醇的混合；缓蚀剂为无机缓蚀剂，为硅酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐的混合；分散剂为硅酸钠、偏硅酸钠、三聚磷酸钠的混合；辅料为表面活性剂、引发剂；
制备方法包括以下步骤：
(1)依次称取重量百分比的结壳剂、成膜剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料引发剂，水浴加热并磁力搅拌，水浴加热80℃，反应时间为2h,得到溶液A；
(2)依次称取重量百分比的缓蚀剂、分散剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料表面活性剂，磁力搅拌至完全溶解，得到溶液B；
(3)使用前，将溶液A和溶剂B混合，加入喷洒管路中，对煤炭进行喷洒，溶液与煤粉粘结，溶液聚合成膜，溶剂蒸发，形成固化壳。
实施例3
液体铁路煤炭抑尘剂，包括以下重量份数的原料：结壳剂40份；成膜剂10份；溶剂15份；缓蚀剂3份；分散剂6份；辅料5份。
所述结壳剂为高分子聚合物，为丙烯酸酯与醋酸乙烯酯共聚物；成膜剂为硝酸纤维；溶剂为水；缓蚀剂为无机缓蚀剂，为亚硝酸盐；分散剂为六偏磷酸钠；辅料为表面活性剂、消泡剂、酸碱调节剂、引发剂；
液体铁路煤炭抑尘剂，制备方法包括以下步骤：
(1)依次称取重量百分比的结壳剂、成膜剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料，水浴加热并磁力搅拌，水浴加热60℃，反应时间为1h,得到溶液A；
(2)依次称取重量百分比的缓蚀剂、分散剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料，磁力搅拌至完全溶解，得到溶液B；
(3)使用前，将溶液A和溶剂B混合，加入喷洒管路中，对煤炭进行喷洒，溶液与煤粉粘结，溶液聚合成膜，溶剂蒸发，形成固化壳。
实施例4
液体铁路煤炭抑尘剂，包括以下重量份数的原料：结壳剂60份；成膜剂15份；溶剂25份；缓蚀剂5份；分散剂8份；辅料8份。
所述结壳剂为高分子聚合物，为聚丙烯酸盐、丙烯酸酯与醋酸乙烯酯共聚物混合；成膜剂为丁二烯树脂、聚氨酯混合；溶剂为乙醇、乙烯醇混合；缓蚀剂为无机缓蚀剂，为硅酸盐、磷酸盐、钨酸盐混合；分散剂为硅酸钠、偏硅酸钠、三聚磷酸钠混合；辅料为表面活性剂、消泡剂。
液体铁路煤炭抑尘剂，制备方法包括以下步骤：
(1)依次称取重量百分比的结壳剂、成膜剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料，水浴加热并磁力搅拌，水浴加热80℃，反应时间为2h,得到溶液A；
(2)依次称取重量百分比的缓蚀剂、分散剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料，磁力搅拌至完全溶解，得到溶液B；
(3)使用前，将溶液A和溶剂B混合，加入喷洒管路中，对煤炭进行喷洒，溶液与煤粉粘结，溶液聚合成膜，溶剂蒸发，形成固化壳。
选取5个重量、品质相同的无土滤纸，以无土滤纸模拟道路表面，在5个无土滤纸表面铺设相同品质和质量的尘土使尘负荷达到25g/m2；雾化喷相同的施实施例1～4制备得到的抑尘剂及市场购买的液体抑尘剂作为对比例，静置干燥，记录各个无土滤纸的重量；分别于第3、5、10天用风机从滤纸上方向下鼓风模拟风蚀，再次称取载土滤纸的重量，记录并计算抑尘率：
抑尘率＝喷施抑尘剂后固定住的尘土量×100％/喷施抑尘剂前的尘土量
(模拟风蚀后的载土滤纸重量-滤纸重量)×100％/(模拟风蚀前的载土滤纸重量-滤纸重量)；结果如表1所示；
表1：
由表1数据可知，本发明制得的抑尘剂具有明显的成膜性，防风、防水效果好，容易吸附粉尘。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种液体铁路煤炭抑尘剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
2.根据权利要求1所述的液体铁路煤炭抑尘剂，其特征在于：所述结壳剂为高分子聚合物，为聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、丙烯酸酯与醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇一丙烯酸接枝共聚物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的液体铁路煤炭抑尘剂，其特征在于：所述成膜剂为丙烯酸树脂、丁二烯树脂、聚氨酯、硝酸纤维、水性聚氨酯-丙烯酸共聚树脂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的液体铁路煤炭抑尘剂，其特征在于：所述溶剂为乙醇、聚乙二醇、乙烯醇、水中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的液体铁路煤炭抑尘剂及其制备方法，其特征在于：所述缓蚀剂为无机缓蚀剂，为硅酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、钨酸盐、钼酸盐中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的液体铁路煤炭抑尘剂，其特征在于：所述分散剂为硅酸钠、偏硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的液体铁路煤炭抑尘剂，其特征在于：所述辅料为表面活性剂、消泡剂、酸碱调节剂、引发剂的一种或多种。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的液体铁路煤炭抑尘剂，其特征在于：制备方法包括以下步骤：
(1)依次称取重量百分比的结壳剂、成膜剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料，水浴加热并磁力搅拌，水浴加热60～80℃，反应时间为1～2h,得到溶液A；
(2)依次称取重量百分比的缓蚀剂、分散剂混合，再加入1/2重量百分比的溶剂和1/2重量百分比的辅料，磁力搅拌至完全溶解，得到溶液B；
(3)使用前，将溶液A和溶剂B混合，加入喷洒管路中，对煤炭进行喷洒，溶液与煤粉粘结，溶液聚合成膜，溶剂蒸发，形成固化壳。
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