CN114231252A - 一种车皮防冻液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种车皮防冻液及其制备方法，涉及防冻液技术领域。一种车皮防冻液，其包括以下重量份的原料：石蜡10～15份、动物油脂8～12份、植物油30～45份、聚苯胺5～10份、N‑甲基吡咯烷酮20～30份、乳化剂3～8份、纤维素5～10份和沸石2～5份。车皮防冻液的制备方法为：将动物油脂、石蜡和乳化剂加热熔化，再加入植物油，得到混合液并保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N‑甲基吡咯烷酮，加入纤维素和沸石，搅拌均匀后加入混合液，混合均匀冷却至室温，得到所述车皮防冻液。本发明防冻液具有良好的隔离防冻性和附着挂壁性，较低的挥发性，从而降低了成本，因此可以广泛应用于冬季低温的散装颗粒运输。

Description

一种车皮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，具体而言，涉及一种车皮防冻液及其制备方法。
背景技术
一直以来，铁路货运列车是运输煤炭、金属矿石(粉)或砂石料等散装颗粒货物的主要方式，因其具有运送量大，速度快，成本较低，不受气候条件限制的特点，在目前和今后都是我国的一种主力运输方式。洗选是煤炭、金属矿石(粉)或砂石料等散装颗粒货物深加工的一个不可缺少的工序，即使在寒冷的季节或严寒地带以及更恶劣的极冷环境里，也会有洗选后的煤炭、金属矿石(粉)或砂石料等颗粒型货物源源不断的运往全国各地，但在此种环境里运输，散装颗粒货物内含大量水分，会造成列车车皮与散装颗粒货物牢牢地冻成一体，从而造成无法卸车的问题。
解决散装颗粒与车皮冻结的问题，最根本的方法是降低散装颗粒中的水分，而控制散装颗粒中的水分的主要方法是脱水和干燥，成本巨大，因此人们选在采用将散装颗粒与车皮进行隔绝的方法来防止散装颗粒与车皮冻结在一起，传统的隔绝方式是在车体表面涂抹柴油或机油，喷洒无机盐防冻或卸车前进行加热解冻等，这不仅仅会增加运输成本、消耗大量的资源、降低车辆的使用效率、延误生产和增加维护费用，甚至还会破坏车皮的防腐涂层，使车厢金属大面积锈蚀，加速了设备的老化，很大程度上缩短了车皮的报废年限，造成巨大的经济损失，不能从根本上解决问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车皮防冻液，此车皮防冻液具有低冰点、挂壁强和防腐蚀的优点。
本发明的另一目的在于提供一种车皮防冻液的制备方法，该制备方法可以有效将各原料进行融合均匀。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一方面，本申请实施例提供一种车皮防冻液，其包括以下重量份的原料：石蜡10～15份、动物油脂8～12份、植物油30～45份、聚苯胺5～10份、N-甲基吡咯烷酮20～30份、乳化剂3～8份、纤维素5～10份和沸石2～5份。
另一方面，本申请实施例提供一种车皮防冻液的制备方法，其包括以下步骤：将动物油脂、石蜡和乳化剂加热熔化，再加入植物油，得到混合液并保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入纤维素和沸石，搅拌均匀后加入混合液，混合均匀冷却至室温，得到所述车皮防冻液。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本发明利用石蜡和动物油脂作为主要的油相，植物油作为石蜡和动物油脂的溶剂，其中石蜡和动物油脂在车皮表面形成保护膜，防止散装物料中的水分子与车皮金属接触；本发明在在石蜡-动物油脂体系中加入聚苯胺，聚苯胺一方面可以在车皮金属表面形成氧化膜，对车皮进行防腐保护，减少外界对车皮的腐蚀效果；另一方面聚苯胺会将与防冻液表面的水分子作用再次形成保护层，填充水分子之间的空隙，使水分子不能固化成冰，既锁住了水分，又能防止散装物料中的水分子与车皮金属接触，加强与水的隔绝效果。石蜡和动物油脂在乳化剂的作用下与聚苯胺体系形成均相乳状液，在低温下依然具有良好的流动性能。本发明在原料中还加入纤维素，其可以增加防冻液的粘稠性，提高防冻液在车皮上的附着和挂壁性能，加入沸石可以减少防冻液的挥发，延长使用时间。
综上，本发明防冻液具有良好的隔离防冻性和附着挂壁性，较低的挥发性，从而降低了成本，因此可以广泛应用于冬季低温的散装颗粒运输。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
一种车皮防冻液，其包括以下重量份的原料：石蜡10～15份、动物油脂8～12份、植物油30～45份、聚苯胺5～10份、N-甲基吡咯烷酮20～30份、乳化剂3～8份、纤维素5～10份和沸石2～5份。
本发明利用石蜡和动物油脂作为主要的油相，植物油作为石蜡和动物油脂的溶剂，其中石蜡和动物油脂在车皮表面形成保护膜，防止散装物料中的水分子与车皮金属接触，石蜡具有很好的封闭性，动物油脂具有较好的润滑性，因此石蜡-动物油脂体系在车皮表面能形成很好的隔绝保护膜；本发明在在石蜡-动物油脂体系中加入聚苯胺，聚苯胺一方面可以在车皮金属表面形成氧化膜，对车皮进行防腐保护，减少外界对车皮的腐蚀效果；另一方面聚苯胺会将与防冻液表面的水分子作用再次形成保护层，填充水分子之间的空隙，使水分子不能固化成冰，既锁住了水分，又能防止散装物料中的水分子与车皮金属接触，加强与水的隔绝效果。石蜡和动物油脂在乳化剂的作用下与聚苯胺体系形成均相乳状液，在低温下依然具有良好的流动性能。本发明在原料中还加入纤维素，其可以增加防冻液的粘稠性，提高防冻液在车皮上的附着和挂壁性能，从而可以在车皮上形成致密的保护膜，加入沸石可以减少防冻液的挥发，延长使用时间。
在本发明的一些实施例中，上述车皮防冻液包括以下重量份的原料：石蜡12～15份、动物油脂8～10份、植物油30～40份、聚苯胺6～8份、N-甲基吡咯烷酮25～28份、乳化剂3～5份、纤维素5～8份和沸石2～4份。在此重量份范围内的原料可以达到更好的效果。
在本发明的一些实施例中，上述车皮防冻液包括以下重量份的原料：石蜡14份、动物油脂8份、植物油35份、聚苯胺7份、N-甲基吡咯烷酮25份、乳化剂5份、纤维素5份和沸石2份。
在本发明的一些实施例中，上述植物油为蓖麻油、松节油和樟树油中的一种或多种。蓖麻油、松节油和樟树油对石蜡均有较好的溶解性，另外蓖麻油具有较好的分散性、润滑性和隔水性，松节油具有较好的抑菌性，樟树油具有较好的防腐性和抗菌性，在防冻液中加入上述植物油可以搭配其他原料起到更好的隔水和防腐效果，加强散装物料中水与车皮的隔离性能。
在本发明的一些实施例中，上述乳化剂为亲油性乳化剂。本发明采用亲油性乳化剂，增加石蜡-动物油脂体系与其他原料和溶剂的相容性。
在本发明的一些实施例中，上述纤维素为木质素纤维、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或多种。上述多种纤维素均可以对防冻液进行增稠效果，减小防冻液在喷洒后的流动性，增强其的车皮附着挂壁能力，快速在车皮表面形成车皮和水之间的隔绝保护膜。另外，在此基础上，木质纤维是具有较好的吸水性，甲基纤维素具有较好的保水性，羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素具有较好的粘结性。
一种制备车皮防冻液的制备方法，包括以下步骤：将动物油脂、石蜡和乳化剂加热熔化，再加入植物油，得到混合液并保持液体状态备用；
将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入纤维素和沸石，搅拌均匀后加入混合液，混合均匀冷却至室温，得到所述车皮防冻液。
在本发明的一些实施例中，上述加热熔化的温度为70～90℃。在70～90℃的温度下可以将石蜡和动物油脂进行充分的熔化混合。
在本发明的一些实施例中，上述混合液具体在65～80℃的温度下保持液体状态。将混合液在65～80℃的温度下保温，可以提高其对后续其他原料的加入的混合相溶作用。
在本发明的一些实施例中，上述搅拌的时间为10～20min，混合的时间为15～30min，可以将各原料进行充分混合。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种车皮防冻液，包括以下原料：石蜡14kg、动物油脂8kg、蓖麻油35kg、聚苯胺7kg、N-甲基吡咯烷酮25kg、亲油性乳化剂5kg、甲基纤维素5kg和沸石2kg。
制备方法：将动物油脂、石蜡和亲油性乳化剂加入到加热罐中，在80℃下加热熔化，熔化成液体后再加入蓖麻油，得到混合液，在70℃下保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入甲基纤维素和沸石，搅拌15min后缓慢加入混合液，搅拌25min后混合后冷却至室温，得到本实施例的车皮防冻液。
使用方法：将本实施例制备的车皮防冻液采用喷头均匀喷洒在货车的内车皮表面即可。
实施例2
一种车皮防冻液，包括以下原料：石蜡12kg、动物油脂9kg、松节油30kg、聚苯胺8kg、N-甲基吡咯烷酮28kg、亲油性乳化剂4kg、羟丙基甲基纤维素8kg和沸石3kg。
制备方法：将动物油脂、石蜡和亲油性乳化剂加入到加热罐中，在85℃下加热熔化，熔化成液体后再加入松节油，得到混合液，在80℃下保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入羟丙基甲基纤维素和沸石，搅拌10min后缓慢加入混合液，搅拌30min后混合后冷却至室温，得到本实施例的车皮防冻液。
使用方法：将本实施例制备的车皮防冻液采用喷头均匀喷洒在货车的内车皮表面即可。
实施例3
一种车皮防冻液，包括以下原料：石蜡15kg、动物油脂10kg、松节油12kg、樟树油25kg、聚苯胺6kg、N-甲基吡咯烷酮25kg、亲油性乳化剂3kg、木质素纤维5kg和沸石4kg。
制备方法：将动物油脂、石蜡和亲油性乳化剂加入到加热罐中，在85℃下加热熔化，熔化成液体后再加入松节油和樟树油，得到混合液，在80℃下保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入木质素纤维和沸石，搅拌10min后缓慢加入混合液，搅拌20min后混合后冷却至室温，得到本实施例的车皮防冻液。
使用方法：将本实施例制备的车皮防冻液采用喷头均匀喷洒在货车的内车皮表面即可。
实施例4
一种车皮防冻液，包括以下原料：石蜡10kg、动物油脂12kg、蓖麻油油15kg、樟树油15kg、聚苯胺5kg、N-甲基吡咯烷酮30kg、亲油性乳化剂8kg、羧甲基纤维素5kg和沸石2kg。
制备方法：将动物油脂、石蜡和亲油性乳化剂加入到加热罐中，在70℃下加热熔化，熔化成液体后再加入蓖麻油和樟树油，得到混合液，在65℃下保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入羧甲基纤维素和沸石，搅拌20min后缓慢加入混合液，搅拌20min后混合后冷却至室温，得到本实施例的车皮防冻液。
使用方法：将本实施例制备的车皮防冻液采用喷头均匀喷洒在货车的内车皮表面即可。
实施例5
一种车皮防冻液，包括以下原料：石蜡15kg、动物油脂8kg、蓖麻油油15kg、松节油10kg、樟树油10kg、聚苯胺10kg、N-甲基吡咯烷酮20kg、亲油性乳化剂3kg、羧甲基纤维素5kg、木质素纤维5kg和沸石4kg。
制备方法：将动物油脂、石蜡和亲油性乳化剂加入到加热罐中，在75℃下加热熔化，熔化成液体后再加入蓖麻油、松节油和樟树油，得到混合液，在65℃下保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入羧甲基纤维素、木质素纤维和沸石，搅拌20min后缓慢加入混合液，搅拌25min后混合后冷却至室温，得到本实施例的车皮防冻液。
使用方法：将本实施例制备的车皮防冻液采用喷头均匀喷洒在货车的内车皮表面即可。
实施例6
一种车皮防冻液，包括以下原料：石蜡14kg、动物油脂8kg、蓖麻油油25kg、松节油20kg、聚苯胺17kg、N-甲基吡咯烷酮24kg、亲油性乳化剂3kg、羧甲基纤维素2kg、羟丙基甲基纤维素1kg、木质素纤维4kg和沸石3kg。
制备方法：将动物油脂、石蜡和亲油性乳化剂加入到加热罐中，在75℃下加热熔化，熔化成液体后再加入蓖麻油和樟树油，得到混合液，在65℃下保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、木质素纤维和沸石，搅拌20min后缓慢加入混合液，搅拌25min后混合后冷却至室温，得到本实施例的车皮防冻液。
使用方法：将本实施例制备的车皮防冻液采用喷头均匀喷洒在货车的内车皮表面即可。
实施例7
一种车皮防冻液，包括以下原料：石蜡12kg、动物油脂8kg、蓖麻油油25kg、松节油15kg、聚苯胺17kg、N-甲基吡咯烷酮24kg、亲油性乳化剂3kg、羧甲基纤维素2kg、羟丙基甲基纤维素5kg和沸石3kg。
制备方法：将动物油脂、石蜡和亲油性乳化剂加入到加热罐中，在75℃下加热熔化，熔化成液体后再加入蓖麻油和樟树油，得到混合液，在65℃下保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和沸石，搅拌15min后缓慢加入混合液，搅拌25min后混合后冷却至室温，得到本实施例的车皮防冻液。
使用方法：将本实施例制备的车皮防冻液采用喷头均匀喷洒在货车的内车皮表面即可。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：本对比例中不加入聚苯胺和N-甲基吡咯烷酮。具体为：一种车皮防冻液，包括以下原料：石蜡14kg、动物油脂8kg、蓖麻油35kg、亲油性乳化剂5kg、甲基纤维素5kg和沸石2kg。
制备方法：将动物油脂、石蜡和亲油性乳化剂加入到加热罐中，在80℃下加热熔化，熔化成液体后再加入蓖麻油，得到混合液，在70℃下保持液体状态备用，往混合液中加入甲基纤维素和沸石，搅拌15min后缓慢加入混合液，搅拌25min后混合后冷却至室温，得到本对比例的车皮防冻液。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：本对比例中不加入纤维素。具体为：一种车皮防冻液，包括以下原料：石蜡14kg、动物油脂8kg、蓖麻油35kg、聚苯胺7kg、N-甲基吡咯烷酮25kg、亲油性乳化剂5kg和沸石2kg。
制备方法：将动物油脂、石蜡和亲油性乳化剂加入到加热罐中，在80℃下加热熔化，熔化成液体后再加入蓖麻油，得到混合液，在70℃下保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入沸石，搅拌15min后缓慢加入混合液，搅拌25min后混合后冷却至室温，得到本对比例的车皮防冻液。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于：本对比例中不加入石蜡。具体为：一种车皮防冻液，包括以下原料：动物油脂8kg、蓖麻油35kg、聚苯胺7kg、N-甲基吡咯烷酮25kg、亲油性乳化剂5kg、甲基纤维素5kg和沸石2kg。
制备方法：将动物油脂和亲油性乳化剂加入到加热罐中，在80℃下加热熔化，熔化成液体后再加入蓖麻油，得到混合液，在70℃下保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入甲基纤维素和沸石，搅拌15min后缓慢加入混合液，搅拌25min后混合后冷却至室温，得到本实施例的车皮防冻液。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于：本对比例中不加入沸石。具体为：一种车皮防冻液，包括以下原料：石蜡14kg、动物油脂8kg、蓖麻油35kg、聚苯胺7kg、N-甲基吡咯烷酮25kg、亲油性乳化剂5kg和甲基纤维素5kg。
制备方法：将动物油脂、石蜡和亲油性乳化剂加入到加热罐中，在80℃下加热熔化，熔化成液体后再加入蓖麻油，得到混合液，在70℃下保持液体状态备用；将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入甲基纤维素，搅拌15min后缓慢加入混合液，搅拌25min后混合后冷却至室温，得到本实施例的车皮防冻液。
实验例
将本发明实施例1～6和对比例1～4制备的车皮防冻液进行产品指标表征，其结果如表1所示。
其中，粘性的参考标准为GB/T5561-1994，冰点的参考标准为SH/T0090-1991，密度的参考标准为SH/T0068-2002，金属腐蚀性(铁)的参考标准为JB/T7901-1999。
表1
Figure BDA0003443864080000121
从表1中可以看出，本发明实施例1～6制备的车皮防冻液在粘度、冰点、密度和防腐蚀性方面效果都符合铁道部行业标准TB/T3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻技术条件》的要求。与对比例1相比，在防冻液中加入聚苯胺和N-甲基吡咯烷酮可以有效减少防冻液对于车皮的腐蚀，另外对于冰点也有影响；与对比例2相比，在防冻液中加入纤维素可以明显提高防冻液的粘度，增加其在密度和附着力；与对比例3相比，在防冻液中加入石蜡，对于粘性、冰点和密度均有较好的优化；与对比例4相比可知沸石可以增加防冻液的密度。
实际应用：将本实施例1～6和对比例1～4制备的车皮防冻液实际应用至货车车皮中，在北方-20℃下运输，本实施例1～6中均未产生物料与车皮粘连的情况，说明本发明实施例制备的车皮防冻液可以广泛应用，另外对比例4的使用周期最长。
综上所述，本发明实施例的一种车皮防冻液及其制备方法，本发明利用石蜡和动物油脂作为主要的油相，植物油作为石蜡和动物油脂的溶剂，其中石蜡和动物油脂在车皮表面形成保护膜，防止散装物料中的水分子与车皮金属接触；本发明在在石蜡-动物油脂体系中加入聚苯胺，聚苯胺一方面可以在车皮金属表面形成氧化膜，对车皮进行防腐保护，减少外界对车皮的腐蚀效果；另一方面聚苯胺会将与防冻液表面的水分子作用再次形成保护层，填充水分子之间的空隙，使水分子不能固化成冰，既锁住了水分，又能防止散装物料中的水分子与车皮金属接触，加强与水的隔绝效果。石蜡和动物油脂在乳化剂的作用下与聚苯胺体系形成均相乳状液，在低温下依然具有良好的流动性能。本发明在原料中还加入纤维素，其可以增加防冻液的粘稠性，提高防冻液在车皮上的附着和挂壁性能，加入沸石可以减少防冻液的挥发，延长使用时间。
综上，本发明防冻液具有良好的隔离防冻性和附着挂壁性，较低的挥发性，从而降低了成本，因此可以广泛应用于冬季低温的散装颗粒运输。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种车皮防冻液，其特征在于，其包括以下重量份的原料：石蜡10～15份、动物油脂8～12份、植物油30～45份、聚苯胺5～10份、N-甲基吡咯烷酮20～30份、乳化剂3～8份、纤维素5～10份和沸石2～5份。
2.根据权利要求1所述的一种车皮防冻液，其特征在于，包括以下重量份的原料：石蜡12～15份、动物油脂8～10份、植物油30～40份、聚苯胺6～8份、N-甲基吡咯烷酮25～28份、乳化剂3～5份、纤维素5～8份和沸石2～4份。
3.根据权利要求2所述的一种车皮防冻液，其特征在于，包括以下重量份的原料：石蜡14份、动物油脂8份、植物油35份、聚苯胺7份、N-甲基吡咯烷酮25份、乳化剂5份、纤维素5份和沸石2份。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种车皮防冻液，其特征在于，所述植物油为蓖麻油、松节油和樟树油中的一种或多种。
5.根据权利要求1～3任一项所述的一种车皮防冻液，其特征在于，所述乳化剂为亲油性乳化剂。
6.根据权利要求1～3任一项所述的一种车皮防冻液，其特征在于，所述纤维素为木质素纤维、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或多种。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的车皮防冻液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将动物油脂、石蜡和乳化剂加热熔化，再加入植物油，得到混合液并保持液体状态备用；
将聚苯胺溶于N-甲基吡咯烷酮，加入纤维素和沸石，搅拌均匀后加入混合液，混合均匀冷却至室温，得到所述车皮防冻液。
8.根据权利要求7所述的一种车皮防冻液的制备方法，其特征在于，所述加热熔化的温度为70～90℃。
9.根据权利要求7所述的一种车皮防冻液的制备方法，其特征在于，所述混合液具体在65～80℃的温度下保持液体。
10.根据权利要求7所述的一种车皮防冻液的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为10～20min，混合的时间为15～30min。
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