一种煤炭抑尘剂及其制备方法.pdf

本发明公开一种煤炭抑尘剂及其制备方法。本发明的煤炭抑尘剂由：木质素磺酸钠20％～30％、丙烯酸12％～18％、双氧水0.4％～0.6％、氯化钙5％、四硼酸钠0.5％、甲基硅酸钠3％和水43％～59％构成。本发明的煤炭抑尘剂，其使用操作简单，生产制备方法简便，制备生产时无须特殊要求的设备，并且产品无毒，对运输设备无腐蚀性，生产成本较低，便于作业实施并且符合环保要求，抑尘特别是防水效果优于现有技术。

1.  一种煤炭抑尘剂，其特征是其组成的重量百分比为：
木质素磺酸钠    20％～30％
丙烯酸          12％～18％
双氧水          0.4％～0.6％
氯化钙          5％
四硼酸钠        0.5％
甲基硅酸钠      3％
水              40％～60％。

2.  权利要求1所述的煤炭抑尘剂的制备方法，其特征是：在常温下将木质素磺酸钠加入水中，并使其完全溶解，再在其中加入双氧水和丙烯酸后充分反应，再加入氯化钙、四硼酸钠和甲基硅酸钠，，继续搅拌反应充分。

3.  根据权利要求2所述的煤炭抑尘剂的制备方法，其特征是在溶有木质磺酸钠的水中加入双氧水和丙烯酸后，先在室温下反应30分钟，然后将体系升温至50～55度继续反应1小时。

一种煤炭抑尘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种煤炭抑尘剂及其制备方法。
背景技术
煤炭在运输和堆放过程中，由于风蚀或/和水蚀会造成损失和环境污染。煤炭的运输，特别是铁路运输，一般都采用敞车运输，在运输过程中，因路途的颠簸产生扬尘，再加上风力作用，会使扬尘更为剧烈，另外，因运输车运行速度会形成更大的风作用于被运输煤炭的表面，使位于其表面的煤粉和颗粒被吹落。这一方面导致了煤炭的损失，直接造成宝贵的煤炭资源的浪费，另一方面还会造成运输沿线的煤尘污染，同时还会使影响运输沿线两侧的农作物生长；其次，煤尘还将严重污染铁路设施，给铁路设施的日常检修带来相当大的困难，并大大缩短其使用寿命。据统计，一列三十节车厢的火车在每一百公里运输过程中，会有近两吨煤损失。此外，煤炭在露天在存储或运输中不可避免地会遇到各种各样的天气变化，其中下雨是最普遍的一个现象。由于降雨会冲刷掉煤表面上很多的煤粒，加剧煤炭损失和环境污染。
为解决煤炭在运输和堆放过程中的风蚀和水蚀引起的扬尘、冲刷流失问题，现有技术中解决这一问题最简单的方法是在煤表面喷水，使煤表面结壳，以减少扬尘。但这种方法效果差。为解决这一问题现有技术中公开一系列煤扬尘抑制剂。如：
中国发明专利申请200510027100.4公开一种具有抑尘和阻燃双重效果的高效防火抑尘材料及合成方法。该防火抑尘材料由含量为60％的二水氯化钙、20％的六水氯化镁、20％的水和由润湿剂、分散剂和缓蚀剂组成的表面活性剂复配物组成。
中国发明专利申请200710158471.5公开的煤粉尘污染抑制剂是由多种化合物复合组成的水性材料，各组份是：以苯丙乳液或乙丙乳液为主成膜树脂：15～20％、以聚乙烯醇或聚乙烯醇缩甲醛或聚丙烯酰胺为辅成膜树脂：25～30％、以羟乙基纤维素为增稠剂：1～2％，以六偏磷酸钠分散剂：15～20％，以五氯酚钠为防腐防霉剂：2～3％，以活性白土为防沉剂：1～2％，以磷酸三丁酯为消泡剂：2％，以及钛白粉：15～20％，色浆：3～5％。
中国发明专利200810212291.5公开了一种铁路煤炭运输抑尘剂，为克服现有技术成本高、抑制效果差等问题而发明。本发明铁路煤炭运输抑尘剂中，制成有效成分的原料按重量百分含量计的组成为：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，硫酸铜0-2。其中，上述的合成水溶性聚合物至少由两种水溶性聚合物复配而成。
现有技术存在的问题是其制备较为困难，且由现有的煤尘抑制剂在煤表面形成的薄膜抗降雨冲刷的作用较差。
发明内容
本发明的目的提供一种可克服现有技术不足、其组份无毒，方便生产制备，成本较低，有较好的抗风蚀水蚀作用，且对运输工具无腐蚀性，便于作业实施，而且符合环保要求的防水型煤炭抑尘剂。
本发明的煤炭抑尘剂，其各组分的重量百分比为：
木质素磺酸钠                20％～30％
丙烯酸                      12％～18％
双氧水                      0.4％～0.6％
氯化钙                      5％
四硼酸钠                    0.5％
甲基硅酸钠                  3％
水                          40％～60％。
本发明的煤炭抑尘剂的制备方法是：在常温下将木质素磺酸钠加入水中，并其完全溶解，再在其中加入双氧水和丙烯酸后充分反应，再加入氯化钙、四硼酸钠和甲基硅酸钠，继续搅拌反应充分。
本发明的煤炭抑尘剂使用方法是在常温下将其均匀喷洒于车厢煤炭表面或者堆放的煤炭表面即可。将本发明的煤炭抑尘剂喷洒于煤炭表面后即能在煤炭表面形成一层具有一定强度、韧性、防水性良好的固化层，可有效的避免煤炭在运输和堆放过程中，因为风蚀水蚀造成的扬尘污染和损失。
本发明的煤炭抑尘剂的最佳制备方法是在溶有木质磺酸钠的水中加入双氧水和丙烯酸后，先在室温下反应30分钟，然后将体系升温至50～55度继续反应1小时。
本发明中，木质素磺酸钠是造纸工业的副产品，其有效利用，可以减少造纸废液所造成的环境污染。本发明中，木质素磺酸钠通过与丙烯酸接枝共聚反应，在其大分子结构中引进活性基团，提高其活性，增强其粘结性；加入氯化钙，四硼酸钠的目的是进一步提高其粘结性和粘接强度；加入甲基硅酸钠的目的是增强其防水性；另外氯化钙，四硼酸钠与甲基硅酸钠复合后，能进一步增强甲基硅酸钠的防水性能。
本发明的煤炭抑尘剂，其使用操作简单，生产制备方法简便，制备生产时无须特殊要求的设备，并且产品无毒，对运输设备无腐蚀性，生产成本较低，便于作业实施并且符合环保要求，抑尘特别是防水效果优于现有技术。应用本发明既可使运输单位和煤炭客户减少损失，也可有效保护环境，具有良好的社会效益
具体实施方式
实施例1
在反应釜中加入180毫升自来水，在搅拌下加入60克木质素磺酸钠(张掖阳明造纸公司)，待完全溶解后，加入1.2毫升双氧水(30％，天津市光复精细化工研究所)，和36毫升丙烯酸(天津市光复精细化工研究所)，常温下反应半小时后，体系加热升温至50～55度，恒温反应1小时后，再加入15克氯化钙(天津市光复精细化工研究所)，1.5克四硼酸钠(国药集团化学试剂有限公司)和9毫升甲基硅酸钠(湖北蓝天化工产品有限公司)，继续反应一个小时后，即可得成品。
实施例2
在反应釜中加入150毫升自来水，在搅拌下加入75克木质素磺酸钠(张掖阳明造纸公司)，待完全溶解后，加入1.5毫升双氧水(30％，天津市光复精细化工研究所)和45毫升丙烯酸(天津市光复精细化工研究所)，常温下反应半小时后，体系加热升温至50～55度，恒温反应1小时后，再加入15克氯化钙(天津市光复精细化工研究所)，1.5克四硼酸钠(国药集团化学试剂有限公司)和9毫升甲基硅酸钠(湖北蓝天化工产品有限公司)，继续反应一个小时后，即可得成品。
实施例3
在反应釜中加入130毫升自来水，在搅拌下加入90克木质素磺酸钠(张掖阳明造纸公司)，待完全溶解后，加入1.8毫升双氧水(30％，天津市光复精细化工研究所)和54毫升丙烯酸(天津市光复精细化工研究所)，常温下反应半小时后，体系加热升温至50～55度，恒温反应1小时后，再加入15克氯化钙(天津市光复精细化工研究所)，1.5克四硼酸钠(国药集团化学试剂有限公司)和9毫升甲基硅酸钠(湖北蓝天化工产品有限公司)，继续反应一个小时后，即可得成品。
将实施例1-3制备的防水型煤炭抑尘剂，在常温下喷洒于煤炭的表面，可在煤炭表面形成一层具有一定强度，韧性，防水型良好的固化层，能有效防止煤炭因为风蚀水蚀造成的污染和损失。
实验室制备的约0.1平方米大小的煤盘样，呈30度放在水龙头下40cm处，使水流以36L/h的流速漫过煤盘样表面2分钟，测其水蚀率为2.1％。兰州大学风洞实验室测定实验室所制备的煤盘样初始侵蚀风速为130km/h。