CN114409842A - 一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤炭阻燃抑尘剂技术领域,公开一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂,以质量份数计,其原料包括以下组分:DOPO,衣康酸,溶剂Ⅰ,溶剂Ⅱ,单体,去离子水,乳化剂,缓冲剂,引发剂;单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酰胺中的至少一种。还公开了其制备方法,将DOPO、衣康酸分别溶解后,通过亲核加成反应,制得含磷阻燃剂;将单体、乳化剂、去离子水、引发剂、缓冲剂混合,采用水溶液聚合法,在制备丙烯酸酯乳液的过程中,加入所制备的含磷阻燃剂,得到丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂。解决了硬壳型抑尘剂抗压能力差,产品喷洒后固化层比较脆,容易碎裂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭阻燃抑尘剂技术领域,具体涉及一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂及其制备方法。
背景技术
煤炭是世界上储量最多、分布最广的常规能源,虽然对煤矿安全开采的重视程度不断增加,但是煤矿安全生产现状不容乐观,其中危险源众多、灾害频发,尤其是火灾事故,严重威胁着井下人员的生命安全,在给煤炭企业造成巨大经济损失的同时也导致生态环境急剧恶化。煤炭的生产环节如采矿、掘进、运输、提升的几乎所有工序都会不同程度地产生粉尘。而煤炭在堆积和运输的过程中,会出现自燃和扬尘现象。煤炭自燃不仅浪费大量煤炭资源,还会诱发火灾,引起重大安全事故。煤的自燃还会严重影响燃料输送系统的安全稳定运行,并且会威胁到现场运行人员的人身安全。煤炭运输过程中,由于运煤列车前行的速度以及风力作用,其表面的粉尘颗粒极易被吹离车体,既造成了资源的浪费,又对自然环境及人体健康有着极大危害。因此防止煤场自燃和扬尘对于煤炭企业的安全运行具有重要的意义。
目前大多将抑尘剂与阻燃剂复配使用,阻燃剂大多依赖进口,成本高昂。且如今市场上硬壳型抑尘剂应用较多,抗压能力差,产品喷洒后固化层比较脆,受到运输中震荡和风力吹扫后容易碎裂,失去抑尘效果,且其成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂及其制备方法,解决了硬壳型抑尘剂抗压能力差,产品喷洒后固化层比较脆,容易碎裂的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现:
一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂,以质量份数计,其原料包括以下组分:
6.0-10.0份DOPO,3.01-6.02份衣康酸,13.61-22.68份溶剂Ⅰ,27.78-46.3份溶剂Ⅱ,25.05-35.07份单体,41.8-55.05份去离子水,0.458-0.646份乳化剂,0.2-0.28份缓冲剂,0.225-0.315份引发剂;
单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酰胺中的至少一种。
进一步,溶剂Ⅰ为甲苯、二甲苯中的至少一种。
进一步,溶剂Ⅱ为无水乙醇、1,4-二氧六环中的至少一种。
进一步,乳化剂为OP-10、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种。
进一步,缓冲剂为碳酸氢钠或/和磷酸二氢钠。
进一步,引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵和亚硫酸氢钠中的至少一种。
本发明还公开了一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)以质量份数计,将6.0-10.0份的DOPO和13.61-22.68份溶剂Ⅰ混合,在100℃下搅拌溶解,得到DOPO溶液;
将3.61-6.02份衣康酸用27.78-46.3份溶剂Ⅱ溶解后,得到衣康酸溶液;
将衣康酸溶液滴加至DOPO溶液中,反应后得到阻燃剂粗产品,旋蒸除溶剂,干燥,得到阻燃剂DIA;
(2)将25.05-35.07份单体、13.6-19.3份去离子水及0.272-0.386份乳化剂混合,搅拌后得预乳液A;
(3)将步骤(1)制备得到的阻燃剂DIA、0.186-0.26份乳化剂、0.2-0.28份缓冲剂与23.6-29.3份去离子水混合,在室温下搅拌溶解,得到溶液B;
将0.225-0.315份引发剂溶于4.6-6.44份去离子水中得到引发剂溶液;
(4)在70℃~90℃水浴条件下,向溶液B中加入1.0-1.4份预乳液A,后加入0.4-0.44份引发剂溶液,反应后,同时滴加剩余的预乳液A和剩余的引发剂溶液,滴完后加入0.25-0.35份阻燃剂DIA,保温反应1~2.5h,冷却降至室温出料,得到白色泛蓝光阻燃抑尘剂乳液,则获得丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂。
进一步,步骤(1)中,在惰性气体的保护作用下制备阻燃剂粗产品。
进一步,步骤(1)中,在油浴的条件下制备阻燃剂粗产品。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明公开了一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂及其制备方法,包括单体、乳化剂、去离子水、引发剂、缓冲剂。将DOPO、衣康酸分别溶解后,通过亲核加成反应,制得一种含磷阻燃剂DIA;其次,将单体、乳化剂、去离子水、引发剂、缓冲剂混合,采用水溶液聚合法,在制备丙烯酸酯乳液的过程中,加入所制备的含磷阻燃剂DIA,即可得到一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂。预乳液A和引发剂溶液分两次添加,防止爆聚反应,防止自由基聚合速率过快,反应放出大量的热并且不能及时排出,产生凝聚物,出现爆聚现象。DOPO由于分子结构中具有联苯环、菲环结构,特别是侧磷基团以环状O=P-O键的方式引入,比一般的、未成环的有机磷酸酯阻燃剂热稳定性和化学稳定性高,阻燃性能更好。丙烯酸酯类单体因具有优良的力学性能、耐酸碱性、粘结强度、适合大规模生产等特性而被广泛应用于黏合剂、涂料、造纸等领域。然而其共聚物的热稳定性差、易于燃烧,存在巨大的火灾隐患,为了提高丙烯酸酯的阻燃性能,通常需要加入阻燃剂。因此本发明将阻燃剂接枝到丙烯酸酯共聚物的分子链上以提高丙烯酸酯的应用性。将DOPO与衣康酸通过加成反应结合得到含有羧基的阻燃剂,然后将其水解并与丙烯酸酯溶液上的羟基脱水结合,丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂。本阻燃抑尘剂中含磷元素,具有阻燃等级高、极限氧指数大、添加量少、成本低、与材料相容性好等特点,具有较高磷含量,良好的耐热性及阻燃性;该阻燃抑尘剂使用的DOPO、衣康酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等均为无毒的原料,在燃烧时不会产生有毒有害气体,不会对环境造成污染。
进一步,制备粗产物时,通入惰性气体是为了排空气,防止反应过程中生成的氢自由基被氧化氧气,影响后续反应的进行。
进一步,反应在油浴中进行是为了防止反应生成的阻燃剂被水解,如果用水浴,水蒸发后容易回流使生成的阻燃中间体水解。
附图说明
图1为本发明第一步所制备的阻燃剂的红外光谱图;
图2为本发明的阻燃抑尘剂的红外光谱图;
图3为本发明的阻燃剂和阻燃抑尘剂的热重分析曲线;
图4为喷洒水和喷洒阻燃抑尘剂后的煤样的阻化率曲线;
图5为喷洒水、市售抑尘剂、抑尘剂和阻燃抑尘剂煤粉失水率与时间的关系;
图6为喷洒水、市售抑尘剂、抑尘剂和阻燃抑尘剂煤粉风蚀率与吹蚀时间的关系。
具体实施方式
本发明公开了丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂,以质量份数计,其原料包括以下组分:
6.0-10.0份DOPO,3.01-6.02份衣康酸,13.61-22.68份溶剂Ⅰ,27.78-46.3份溶剂Ⅱ,25.05-35.07份单体,41.8-55.05份去离子水,0.458-0.646份乳化剂,0.2-0.28份缓冲剂,0.225-0.315份引发剂。
具体地,溶剂Ⅰ为甲苯、二甲苯中的至少一种。溶剂Ⅱ为无水乙醇、1,4-二氧六环中的至少一种。
具体地,单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰胺的至少一种。
具体地,乳化剂为OP-10、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠的至少一种。
具体地,缓冲剂为碳酸氢钠、磷酸二氢钠的至少一种。
具体地,引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠的至少一种。
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)在三口烧瓶中加入6.0g的DOPO和13.61g二甲苯,在100℃下搅拌溶解,将3.61g衣康酸用27.78g 1,4-二氧六环溶解后,滴加20min,随后反应8h,即可得到阻燃剂粗产品,旋蒸除溶剂,干燥,得到阻燃剂DIA。
(2)在烧杯中加入10g甲基丙烯酸甲酯,10g丙烯酸丁酯、5g丙烯酸、0.05g甲基丙烯酸缩水甘油酯,13.6g去离子水,0.136g十二烷基硫酸钠,0.136gOP-10,高速搅拌30min得预乳液A。
(3)在三口烧瓶中依次加入0.093g十二烷基硫酸钠,0.093gOP-10,23.6g去离子水,0.2g碳酸氢钠,在室温下搅拌溶解,得到溶液B;
将0.225g过硫酸钾溶于4.6g去离子水中得到引发剂溶液。
(4)将三口烧瓶置于75℃水浴锅中,加入1.0g预乳液A,10min后,加入0.4g引发剂溶液,反应5min后,同时缓慢滴加剩余的预乳液和引发剂溶液,预乳液3h内滴完,引发剂溶液3.5h滴完,加入0.25g阻燃剂DIA,保温反应1.5h,冷却降至室温出料,得到白色泛蓝光阻燃抑尘剂乳液。
实施例2
一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)在三口烧瓶中加入7.0g的DOPO和15.88g二甲苯,在100℃下搅拌溶解,将4.21g衣康酸用32.41g 1,4-二氧六环溶解后,滴加20min,随后反应8h,即可得到阻燃剂粗产品,旋蒸除溶剂,干燥,得到阻燃剂DIA。
(2)在烧杯中加入10g甲基丙烯酸甲酯,15g丙烯酸丁酯、5g丙烯酸、0.06g甲基丙烯酸缩水甘油酯,16.5g去离子水,0.165g十二烷基硫酸钠,0.165gOP-10,高速搅拌30min得预乳液A。
(3)在三口烧瓶中依次加入0.111g十二烷基硫酸钠,0.111gOP-10,26.5g去离子水,0.24g碳酸氢钠,在室温下搅拌溶解,得到溶液B;
将0.27g过硫酸钾溶于5.52g去离子水中,得到引发剂溶液。
(4)将三口烧瓶置于75℃水浴锅中,加入1.1g预乳液A,10min后,加入0.41g引发剂溶液,反应5min后,同时缓慢滴加预乳液和引发剂溶液,预乳液3h内滴完,引发剂溶液3.5h滴完,加入0.3g阻燃剂DIA,保温反应1.5h,冷却降至室温出料,得到白色泛蓝光阻燃抑尘剂乳液。
实施例3
一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)在三口烧瓶中加入8.0g的DOPO和18.14g二甲苯,在100℃下搅拌溶解,将4.82g衣康酸用37.04g 1,4-二氧六环溶解后,滴加20min,随后反应8h,即可得到阻燃剂粗产品,旋蒸除溶剂,干燥,得到阻燃剂DIA。
(2)在烧杯中加入15g甲基丙烯酸甲酯,10g丙烯酸丁酯、5g丙烯酸、0.06g甲基丙烯酸缩水甘油酯,16.5g去离子水,0.165g十二烷基硫酸钠,0.165gOP-10,高速搅拌30min得预乳液A。
(3)在三口烧瓶中依次加入0.111g十二烷基硫酸钠,0.111gOP-10,26.5g去离子水,0.24g碳酸氢钠,在室温下搅拌溶解,得到溶液B;
将0.27过硫酸钾溶于5.52g去离子水中,得到引发剂溶液。
(4)将三口烧瓶置于75℃水浴锅中,加入1.2g预乳液A,10min后,加入0.42g引发剂溶液,反应5min后,同时缓慢滴加预乳液和引发剂溶液,预乳液3h内滴完,引发剂溶液3.5h滴完,加入0.3g阻燃剂DIA,保温反应1.5h,冷却降至室温出料,得到白色泛蓝光阻燃抑尘剂乳液。
实施例4
一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)在三口烧瓶中加入9.0g的DOPO和20.41g二甲苯,在100℃下搅拌溶解,将5.42g衣康酸用41.67g 1,4-二氧六环溶解后,滴加20min,随后反应8h,即可得到阻燃剂粗产品,旋蒸除溶剂,干燥,得到阻燃剂DIA。
(2)在烧杯中加入20g甲基丙烯酸甲酯,10g丙烯酸丁酯、5g丙烯酸、0.07g甲基丙烯酸缩水甘油酯,19.3g去离子水,0.193g十二烷基硫酸钠,0.193gOP-10,高速搅拌30min得预乳液A。
(3)在三口烧瓶中依次加入0.13g十二烷基硫酸钠,0.13gOP-10,29.3g去离子水,0.28g碳酸氢钠,在室温下搅拌溶解,得到溶液B;
将0.315g过硫酸钾溶于6.44g去离子水中,得到引发剂溶液。
(4)将三口烧瓶置于75℃水浴锅中,加入1.3g预乳液A,10min后,加入0.43g引发剂溶液,反应5min后,同时缓慢滴加预乳液和引发剂溶液,预乳液3h内滴完,引发剂溶液3.5h滴完,加入0.35g阻燃剂DIA,保温反应1.5h,冷却降至室温出料,得到白色泛蓝光阻燃抑尘剂乳液。
实施例5
一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)在三口烧瓶中加入10.0g的DOPO和22.68g二甲苯,在100℃下搅拌溶解,将6.02g衣康酸用46.3g 1,4-二氧六环溶解后,滴加20min,随后反应8h,即可得到阻燃剂粗产品,旋蒸除溶剂,干燥,得到阻燃剂DIA。
(2)在烧杯中加入10g甲基丙烯酸甲酯,20g丙烯酸丁酯、5g丙烯酸、0.07g甲基丙烯酸缩水甘油酯,19.3g去离子水,0.193g十二烷基硫酸钠,0.193gOP-10,高速搅拌30min得预乳液A。
(3)在三口烧瓶中依次加入0.13g十二烷基硫酸钠,0.13gOP-10,29.3g去离子水,0.28g碳酸氢钠,在室温下搅拌溶解,得到溶液B;
将0.315g过硫酸钾溶于6.44g去离子水中,得到引发剂溶液。
(4)将三口烧瓶置于75℃水浴锅中,加入1.4g预乳液A,10min后,加入0.44g引发剂溶液,反应5min后,同时缓慢滴加预乳液和引发剂溶液,预乳液3h内滴完,引发剂溶液3.5h滴完,加入0.35g阻燃剂DIA,保温反应1.5h,冷却降至室温出料,得到白色泛蓝光阻燃抑尘剂乳液。
DOPO+衣康酸生成阻燃剂的反应式如下:
水溶液聚合法所制备的丙烯酸酯乳液发生的反应:
阻燃剂和丙烯酸酯乳液发生反应(加成反应):
下面通过具体的应用例说明本发明实施例制备的丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂的阻燃效果。通过CO释放量考察该阻燃剂的阻燃效果。
应用的具体方法为:
应用例1
采用KBr压片法,用傅里叶红外光谱仪对DOPO、阻燃剂DIA进行测试;分别将抑尘剂、阻燃抑尘剂倒入聚四氟乙烯板中自燃干燥成膜后采用ATR法进行测试,扫描范围均为4000~500cm-1,所得结果如图1,图2。由图1可以看出,a曲线中3053cm-1处为苯环不饱和C-H键伸缩振动吸收峰,2434cm-1处为P-H键伸缩振动吸收峰,1593、1473、1431cm-1处为苯环特征吸收峰,1230cm-1处为P=O键伸缩振动吸收峰,1002cm-1处为P-O键伸缩振动峰,748cm-1处为苯环C-H键面外弯曲振动吸收峰;b曲线中3053cm-1处的吸收峰明显减弱,2434cm-1处P-H键吸收峰消失,1722cm-1处出现C=O键伸缩振动峰,而位于2434cm-1处的DOPO的P-H特征吸收峰已经消失,表明DOPO已成功与衣康酸反应得到了阻燃剂DIA。由图2可以看出,a曲线中2947cm-1处为-CH3中C-H键的不对称伸缩振动吸收峰;1710cm-1处为C=O伸缩振动吸收峰;1171、835cm-1处为环氧基团的吸收峰;b曲线中3016cm-1处为苯环上的C-H键伸缩振动吸收峰;1721cm-1处为C=O伸缩振动吸收峰;1247cm-1处为P=O键伸缩振动吸收峰,1007cm-1处为P-O键伸缩振动峰,796cm-1处为苯环C-H键面外弯曲振动吸收峰;650cm-1处为-OH面外弯曲振动吸收峰;b曲线在918cm-1、835cm-1附近无吸收峰,说明没有环氧基存在,说明阻燃剂DIA成功地与丙烯酸酯聚合物发生了反应。
应用例2
使用热重分析仪对抑尘剂、阻燃抑尘剂自燃干燥成膜后进行测试,测试条件为氮气流速20mL/min,升温范围25℃~600℃,升温速率10℃/min,所得结果如图3。图3为抑尘剂(未添加阻燃剂的丙烯酸酯乳液)和阻燃抑尘剂的TG曲线。由图3可以看出,抑尘剂在200℃开始有小幅度的失重,表面水分开始挥发,说明本实验所制得的抑尘剂保水能力较好,并且在加入阻燃剂后对保水能力影响较小,这是因为该抑尘剂由较多的亲水基团可于水分子之间形成氢键,从而被牢固的吸附在网状结构中达到保水的效果。在327℃下失重开始加速,样品分解速度加快,在438℃时分解基本完成,失重变缓,在700℃时基本稳定在2.39%;阻燃抑尘剂从352℃左右开始失重速率变快,在464℃时,样品分解基本完成,在700℃时基本稳定在6.27%;加入阻燃剂的乳液热稳定性明显优于未加入阻燃剂的乳液,这是因为加入阻燃剂后,环氧键断裂,与阻燃剂DIA发生开环加成反应,分子链变长,乳液体系内部形成了交联结构,分子间作用力增强,使得乳液的热稳定性提高。
应用例3
将100~120目的煤粉在温度为50℃的鼓风干燥箱内干燥至恒重后,备用。称取6份30g煤粉分别使用水和质量分数为2%阻燃抑尘剂乳液(均为30g)处理,干燥后放入三口烧瓶中,将三口烧瓶置于80℃油浴锅中并连通空气抽气泵,设定气流速度250mL/min,插入温度计,用CO气体检测仪检测CO浓度,并将温度不断提升至150℃结束,记录不同温度下的CO浓度。根据CO浓度分析对比水处理与阻燃处理的差异,确定阻燃效果,CO浓度越低,表明其阻燃效果越好。阻化率通过公式(1)计算。
E/%=(M1-M2)/M1×100% (1)
式中:E为阻化率,%;
M1为经过水处理煤样所释放的CO质量浓度,g/L;M2为经过阻燃抑尘剂处理后煤样所释放的CO质量浓度,g/L。
由图4可得,喷洒产物的煤样阻化率随着阻燃剂用量增加而增加。
应用例4
对比喷洒水和喷洒市售抑尘剂、本发明的阻燃抑尘剂在室温放置40h的失水率,通过公式(2)计算失水率。
P/%=W/W0×100% (2)
式中:P为失水率,%;W为放置一段时间失水量,g;W0为初始含水量,g。
煤样中的水分损失越低,煤样越不易发生自燃。图5为分别喷洒水、市售抑尘剂、抑尘剂、阻燃抑尘剂的煤样在室温下放置40h的失水情况。由图5可以看出,喷洒水的煤样较其他煤样失水较为明显,40h后达到35.7%;喷洒市售抑尘剂的煤样在40h后失水率为17.5%;而喷洒抑尘剂和阻燃抑尘剂的煤样在放置40h后失水情况相差较小,失水率分别为13.1%和12.6%,与喷洒水的煤样相比,失水率分别下降了61.6%、64.1%,说明该阻燃抑尘剂成膜性能优良,喷洒在煤层表面后,能够有效阻断煤样中水分与外界环境的接触,具有良好的保水性能。
应用例5
使用鼓风机(风速13~15m/s)对分别喷洒水和质量分数均为2%的市售抑尘剂和阻燃抑尘剂乳液并干燥后的煤粉表面吹扫3h,间隔0.5h称重一次,通过公式(3)计算煤粉损失率。
Q/%=W2/W1×100% (3)
通过风蚀率来对阻燃抑尘剂的抑尘性能进行评价。图6为分别喷洒水、市售抑尘剂、抑尘剂、阻燃抑尘剂的煤样干燥后在经过风力吹扫过程中的风蚀率与吹蚀时间的关系曲线。由图6可以看出,喷洒水的煤样在经过风吹蚀后煤粉损失率最高,在吹蚀3h后吹蚀率达到43%;而喷洒市售抑尘剂的煤样相较于喷洒水的煤样风蚀率较低,在吹蚀3h后风蚀率为1.3;而阻燃抑尘剂的煤样抗风蚀性能良好,在吹扫3h后风蚀率仅为0.9%,相较于喷洒水和喷洒市售抑尘剂的煤样,风蚀率分别下降了97.9%、30.8%,这是因为阻燃抑尘剂具有良好的粘结性,喷洒在煤样表面后,能够使煤粉颗粒紧密的粘结在一起,形成一层固化层,抵抗风力吹蚀。
Claims (9)
1.一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂,其特征在于,以质量份数计,其原料包括以下组分:
6.0-10.0份DOPO,3.01-6.02份衣康酸,13.61-22.68份溶剂Ⅰ,27.78-46.3份溶剂Ⅱ,25.05-35.07份单体,41.8-55.05份去离子水,0.458-0.646份乳化剂,0.2-0.28份缓冲剂,0.225-0.315份引发剂;
单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酰胺中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂,其特征在于,溶剂Ⅰ为甲苯、二甲苯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂,其特征在于,溶剂Ⅱ为无水乙醇、1,4-二氧六环中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂,其特征在于,乳化剂为OP-10、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂,其特征在于,缓冲剂为碳酸氢钠或/和磷酸二氢钠。
6.根据权利要求1所述的一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂,其特征在于,引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵和亚硫酸氢钠中的至少一种。
7.一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)以质量份数计,将6.0-10.0份的DOPO和13.61-22.68份溶剂Ⅰ混合,在100℃下搅拌溶解,得到DOPO溶液;
将3.61-6.02份衣康酸用27.78-46.3份溶剂Ⅱ溶解后,得到衣康酸溶液;
将衣康酸溶液滴加至DOPO溶液中,反应后得到阻燃剂粗产品,旋蒸除溶剂,干燥,得到阻燃剂DIA;
(2)将25.05-35.07份单体、13.6-19.3份去离子水及0.272-0.386份乳化剂混合,搅拌后得预乳液A;
(3)将步骤(1)制备得到的阻燃剂DIA、0.186-0.26份乳化剂、0.2-0.28份缓冲剂与23.6-29.3份去离子水混合,在室温下搅拌溶解,得到溶液B;
将0.225-0.315份引发剂溶于4.6-6.44份去离子水中得到引发剂溶液;
(4)在70℃~90℃水浴条件下,向溶液B中加入1.0-1.4份预乳液A,后加入0.4-0.44份引发剂溶液,反应后,同时滴加剩余的预乳液A和剩余的引发剂溶液,滴完后加入0.25-0.35份阻燃剂DIA,保温反应1~2.5h,冷却降至室温出料,得到白色泛蓝光阻燃抑尘剂乳液,则获得丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂。
8.根据权利要求7所述的一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,在惰性气体的保护作用下制备阻燃剂粗产品。
9.根据权利要求7所述的一种丙烯酸酯类煤炭阻燃抑尘剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,在油浴的条件下制备阻燃剂粗产品。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN115772384A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-10 | 廊坊市蓝星化工有限公司 | 一种煤炭储运阻燃抑尘剂及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060247344A1 (en) * | 2003-06-18 | 2006-11-02 | Wolfgang Mueller | Method for producing organic compounds containing poly-dopo, and the use of the same |
JP2007231091A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Nagase Chemtex Corp | 難燃性樹脂組成物 |
CN101357999A (zh) * | 2007-07-31 | 2009-02-04 | 晋一化工股份有限公司 | 难燃性树脂及难燃性树脂组合物 |
CN101392039A (zh) * | 2008-10-15 | 2009-03-25 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 一种化学结壳剂的制备方法 |
JP2011094007A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Eco-Bond Co Ltd | 粉塵防止剤及び粉塵防止方法 |
CN103772434A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-07 | 常州市华润复合材料有限公司 | 反应型无卤阻燃剂的制备方法 |
WO2021110852A1 (de) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Flammhemmendes polymer umfassend phosphorhaltige wiederholungseinheiten, kunststoffzusammensetzung umfassend das flammhemmende polymer, verfahren zur herstellung des flammhemmenden polymers sowie dessen verwendung |
-
2022
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060247344A1 (en) * | 2003-06-18 | 2006-11-02 | Wolfgang Mueller | Method for producing organic compounds containing poly-dopo, and the use of the same |
JP2007231091A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Nagase Chemtex Corp | 難燃性樹脂組成物 |
CN101357999A (zh) * | 2007-07-31 | 2009-02-04 | 晋一化工股份有限公司 | 难燃性树脂及难燃性树脂组合物 |
CN101392039A (zh) * | 2008-10-15 | 2009-03-25 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 一种化学结壳剂的制备方法 |
JP2011094007A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Eco-Bond Co Ltd | 粉塵防止剤及び粉塵防止方法 |
CN103772434A (zh) * | 2012-10-26 | 2014-05-07 | 常州市华润复合材料有限公司 | 反应型无卤阻燃剂的制备方法 |
WO2021110852A1 (de) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Flammhemmendes polymer umfassend phosphorhaltige wiederholungseinheiten, kunststoffzusammensetzung umfassend das flammhemmende polymer, verfahren zur herstellung des flammhemmenden polymers sowie dessen verwendung |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
代金月等: ""一种含丙烯酸酯类双键有机磷阻燃剂的制备与表征"" * |
姜也一雪等: ""新型含磷阻燃树脂的制备和性能研究"" * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115772384A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-10 | 廊坊市蓝星化工有限公司 | 一种煤炭储运阻燃抑尘剂及其制备方法 |
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