CN113088259B

CN113088259B - 一种车厢防冻液及其制备方法

Info

Publication number: CN113088259B
Application number: CN202110407247.5A
Authority: CN
Inventors: 杨照生; 耿晓红; 罗强; 郑彦宁; 蔡立鹏; 戴丽明; 李涛; 张冲; 孟琳; 石新; 高珊
Original assignee: Hebei Research Institution For Product Quality Supervision And Inspection
Current assignee: Hebei Research Institution For Product Quality Supervision And Inspection
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2041-04-15
Also published as: CN113088259A

Abstract

本发明涉及一种车厢防冻液及其制备方法，该车厢防冻液由以下组分组成：丙二醇、丙三醇、壳聚糖、增稠剂、氨基酸类盐缓蚀剂、碳酸氢盐、尿素和水。本发明提供的车厢防冻液防冻性能够满足防冻性能的同时，又具有吸湿效应，降低水汽对金属的腐蚀，防止较高的水分影响防冻效果，同时本发明的组分具有抗菌防腐作用，有效降低较高湿度的环境下细菌和真菌的滋生，且防冻液的组分对后续物料的使用不会造成影响，能够实现生物降解性，对环境友好，同时制备方法简单、生产及使用过程不会对环境造成污染，适用于工业化生产要求。

Description

一种车厢防冻液及其制备方法

技术领域

本发明涉及防冻液技术领域，尤其涉及一种车厢防冻液及其制备方法。

背景技术

在寒冷的冬天用车皮装运含水的散装料，例如选矿的精矿粉、开采出的煤炭等，容易产生冻结的情况，给卸车造成极大的困难，不仅影响了车辆的周转同时对货主和铁路部门的经济效益也带来损失。

目前为解决含水颗粒货物冬季运输冻车的问题，我国煤炭行业普遍采用主要成分为氯化钙的无机盐防冻剂来达到防冻、解冻的目的，随着氯化钙加入到含水煤、矿粉等颗粒物料中，会对颗粒物料的下游利用产生一定影响，长期使用也会对车皮产生腐蚀作用，此外，冬季下雪后环境中湿气可达70％左右，含水颗粒货物会对环境的水汽产生吸湿效应，进一步提高防冻的难度，因此，开发具有良好防腐蚀性、吸湿性的防冻液成为当务之急。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种防腐蚀性能优异、吸湿效果好的可生物降解的车厢防冻液。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种车厢防冻液，由如下重量百分比的组分组成：丙二醇30％～40％、丙三醇10％～20％、壳聚糖2％～4％、增稠剂1％～4％、氨基酸类盐缓蚀剂0.5％～2.5％、碳酸氢盐0.5％～1.5％、尿素0.2％～0.5％和余量的水。

相对于现有技术，本发明提供的一种车厢防冻液，具有以下优势：

本发明采用丙二醇和丙三醇的混合物，可以显著降低防冻液体系的冰点，保证防冻液在严寒天气下也能正常使用，同时丙二醇和丙三醇无毒，易生物降解，对碳钢的缓蚀效率高达90％以上；壳聚糖含有大量的极性羟基基团，降低了防冻液的冰点，协同丙二醇和丙三醇，提高了车厢防冻液的防冻性能，低温稳定性优良，同时具有良好的抗菌防腐作用，抑制车厢内部常见细菌和真菌的生长；碳酸氢盐和尿素一方面利于壳聚糖的溶解，另一方面利用组分的弱碱性，可以与煤炭中容易吸湿的酸性组分发生反应，降低物料对水汽的吸湿；氨基酸类盐缓蚀剂能够在金属表面形成了一层致密的吸附膜，不仅有效阻止金属的腐蚀，而且能够实现生物降解，对环境零污染。本发明的车厢防冻液未使用传统无水氯化钙，不仅规避了传统防冻液在使用过程中易形成沉淀以堵塞管道的现象，也避免了添加含氯元素的无机盐影响煤炭后续的使用。

本发明通过不同组分的协同作用，使制备的防冻液能够满足防冻性能的同时，又具有吸湿效应，降低水汽对金属的腐蚀，防止较高的水分影响防冻效果，同时本发明的组分具有抗菌防腐作用，有效降低较高湿度的环境下细菌和真菌的滋生，且防冻液的组分对后续物料的使用不会造成影响，能够实现生物降解性，对环境友好。

优选地，所述车厢防冻液由如下重量百分比的组分组成：丙二醇32％～36％、丙三醇12％～18％、壳聚糖2.5％～3.6％、增稠剂1.5％～3.5％、氨基酸类盐缓蚀剂1％～2.2％、碳酸氢盐0.6％～1.2％、尿素0.25％～0.4％和余量的水。

优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠和黄原胶，所述羧甲基纤维素钠和黄原胶的重量比为2～3：1。

羧甲基纤维素钠与黄原胶能够达到协同增稠的作用，复配得到的增稠剂增加了防冻液的粘度，增强挂壁性，保持了防冻液的防冻效果，且该增稠剂本身可实现生物降解，不影响物料的后续使用，同时羧甲基纤维素钠具有很好的吸湿性能，能够对周围环境的水汽产生良好的吸湿效果，协同碳酸氢盐和尿素降低物料本身对水汽的吸湿效应。

优选地，所述氨基酸类盐缓蚀剂包括丝氨酸钠盐、谷氨酸钠盐和甘氨酸钠盐中的至少一种。

优选的氨基酸种类具备较强的碱性，能够有效增强缓蚀剂的缓蚀性能，同样协同碳酸氢盐和尿素降低物料本身对水汽的吸湿效应。

以及，本发明还提供了一种上述车厢防冻液的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤a、按重量百分比称取壳聚糖、碳酸氢盐、尿素和水混匀，升温搅拌得到第一混合料；

步骤b、按重量百分比称取丙二醇、丙三醇和增稠剂混合搅拌得到第二混合料；

步骤c、将第一混合料和第二混合料进行混合，加入所述重量百分比的氨基酸缓蚀剂，即得车厢防冻液。

所述制备方法生产的防冻液稳定性强、粘度适宜、挂壁性能好、对人体无毒、绿色环保，物料装车之前在车厢侧面和底面进行喷洒，使物料与车皮形成一定厚度的固化层防止物料与车厢发生冻结、粘帮，装车后对物料适量喷洒，减少物料对水汽的吸湿，同时降低物料中水的冰点，使物料在较低的温度下不会结冰，解决了散装含水物料在严寒天气下的冻车问题，上述制备方法操作简单，有良好的经济、环境和社会效益。

优选地，步骤a中，升温至15～30℃。

优选地，步骤a中，所述搅拌的时间为1～2h。

采用上述温度和搅拌时间，使壳聚糖分子链不易降解，有效提高防冻液的稳定性。

优选地，步骤b中，搅拌时间为10～20min。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种车厢防冻液，由如下重量百分比的组分组成：丙二醇35％、丙三醇16％、壳聚糖3％、增稠剂2.5％、丝氨酸钠盐1.5％、碳酸氢盐1.2％、尿素0.25％和余量的水，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠和黄原胶，所述羧甲基纤维素钠和黄原胶的重量比为2：1；

其制备方法包括以下步骤：

步骤a、按重量百分比称取壳聚糖、碳酸氢盐、尿素和水混匀，升温至20℃，搅拌1h得到第一混合料；

步骤b、按重量百分比称取丙二醇、丙三醇和增稠剂混合搅拌10min得到第二混合料；

步骤c、将第一混合料和第二混合料进行混合，加入所述重量百分比的丝氨酸钠盐，即得车厢防冻液。

实施例2：

一种车厢防冻液，由如下重量百分比的组分组成：丙二醇32％、丙三醇10％、壳聚糖2.5％、增稠剂1.2％、谷氨酸钠盐0.6％、碳酸氢盐0.6％、尿素0.25％和余量的水，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠和黄原胶，所述羧甲基纤维素钠和黄原胶的重量比为2：1；

其制备方法包括以下步骤：

步骤a、按重量百分比称取壳聚糖、碳酸氢盐、尿素和水混匀，升温至15℃，搅拌2h得到第一混合料；

步骤b、按重量百分比称取丙二醇、丙三醇和增稠剂混合搅拌8min得到第二混合料；

步骤c、将第一混合料和第二混合料进行混合，加入所述重量百分比的谷氨酸钠盐，即得车厢防冻液。

实施例3：

一种车厢防冻液，由如下重量百分比的组分组成：丙二醇40％、丙三醇16％、壳聚糖3.5％、增稠剂3.5％、甘氨酸钠盐2.2％、碳酸氢盐1.5％、尿素0.5％和余量的水，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠和黄原胶，所述羧甲基纤维素钠和黄原胶的重量比为3：1；

其制备方法包括以下步骤：

步骤a、按重量百分比称取壳聚糖、碳酸氢盐、尿素和水混匀，升温至30℃搅拌1.5h得到第一混合料；

步骤b、按重量百分比称取丙二醇、丙三醇和增稠剂混合搅拌12min得到第二混合料；

步骤c、将第一混合料和第二混合料进行混合，加入所述重量百分比的甘氨酸钠盐，即得车厢防冻液。

实施例4：

一种车厢防冻液，由如下重量百分比的组分组成：丙二醇35％、丙三醇12％、壳聚糖3％、增稠剂2.5％、丝氨酸钠盐0.5％、碳酸氢盐1.5％、尿素0.35％和余量的水，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠和黄原胶，所述羧甲基纤维素钠和黄原胶的重量比为2.5：1；

其制备方法包括以下步骤：

步骤a、按重量百分比称取壳聚糖、碳酸氢盐、尿素和水混匀，升温至15℃，搅拌1.5h得到第一混合料；

步骤b、按重量百分比称取丙二醇、丙三醇和增稠剂混合搅拌5min得到第二混合料；

对比例1：

对比例1是在实施例1的基础上去掉壳聚糖，其他成分及制备方法同实施例1。

对比例2：

对比例2是在实施例1的基础上去掉羧甲基纤维素钠，其他成分及制备方法同实施例1。

对比例3：

对比例3是将实施例1的制备方法步骤a中的温度改为35℃，成分及其他制备方法同实施例1。

为了更好的说明本发明实施例提供的车厢防冻液的性能，分别进行了性能测试和效果应用。

1.1性能测试：将上述实施例1～4和对比例1～3制备的防冻液分别进行性能测试，表1为实施例1～4和对比例1～3制备的防冻液的主要指标检测数据。

表1防冻液的主要指标检测数据

表1中的数据表明：实施例1～4和对比例1～3制备的车厢防冻液完全满足《TB/T3208-2008散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》第1号修改单的标准要求，相较于实施例1～4，对比例1-3制得的车厢防冻液存在冰点显著升高、黏度下降的现象。由此表明，本发明提供的车厢防冻液防冻效果优异、挂壁性能良好。

为了验证本发明实施例提供的车厢防冻液具有良好的吸湿性能，在空气湿度70％、温度-20℃的环境下，放置两组含水量为20％的洗精煤，分别喷洒等量的本发明实施例1制备的车厢防冻液和普通市售防冻液，24h后测定洗精煤的含水率分别为22％和35％，表明本发明提供的防冻液吸湿效果良好，能够有效降低水汽对金属的腐蚀。

效果例：

将上述实施例1～4制备的防冻液分别喷洒在4个相同的列车车厢壁及车底部，喷洒量为4.5m³，使车厢四壁形成一定厚度的固化层，车厢内装载水分含量为20％的洗精煤，煤炭喷洒量为2.5m³，喷洒后观察车厢四壁的挂壁效果，发现附着效果良好，在-10℃～-25℃环境温度下运输10h，到港后煤炭无冻底，无粘帮，易卸车。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种车厢防冻液，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：丙二醇30％～40％、丙三醇10％～20％、壳聚糖2％～4％、增稠剂1％～4％、氨基酸类盐缓蚀剂0.5％～2.5％、碳酸氢盐0.5％～1.5％、尿素0.2％～0.5％和余量的水，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠和黄原胶，所述羧甲基纤维素钠和黄原胶的重量比为2～3：1。

2.如权利要求1所述的车厢防冻液，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：丙二醇32％～36％、丙三醇12％～18％、壳聚糖2.5％～3.6％、增稠剂1.5％～3.5％、氨基酸类盐缓蚀剂1％～2.2％、碳酸氢盐0.6％～1.2％、尿素0.25％～0.4％和余量的水。

3.如权利要求1所述的车厢防冻液，其特征在于，所述氨基酸类盐缓蚀剂包括丝氨酸钠盐、谷氨酸钠盐和甘氨酸钠盐中的至少一种。

4.一种权利要求1～3任一项所述的车厢防冻液的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤a、按重量百分比称取壳聚糖、碳酸氢盐、尿素和水混匀，升温至15～30℃搅拌得到第一混合料；

步骤c、将第一混合料和第二混合料进行混合，加入所述重量百分比的氨基酸缓蚀剂，即得所述车厢防冻液。

5.如权利要求4所述的车厢防冻液的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述搅拌的时间为1～2h。

6.如权利要求4所述的车厢防冻液的制备方法，其特征在于，步骤b中，搅拌时间为5～15min。