煤炭抑尘剂及其制备方法

技术领域

本申请涉及环保技术，尤其涉及一种煤炭抑尘剂及其制备方法。

背景技术

原煤生产逐步向资源条件好、竞争力强的晋陕蒙等省区的西北地区集中，该地区的煤炭新增先进产能不断释放，煤炭产量激增。另外，我国煤炭消费地区主要集中在东南沿海地区，生产和消费间的跨度就形成了“西煤东运”、“北煤南运”的格局，这也导致煤炭跨区域调拨扩大、远距离运输成为常态。其中，铁路运输煤炭为主要运输方式。

在铁路运输煤炭过程中煤表层有煤尘及煤粒洒落，造成经济损失和环境污染，现在较为成熟且经济的治理方式是煤表层结壳法，即在煤炭装车完毕后，在煤表层喷洒抑尘剂，使其表层快速成膜结壳，达到在运输过程中煤尘、煤粒不被吹落的目的，由于其使用方便、效率高，被广泛推广使用。但是目前存在喷洒后成膜时间长的问题。

发明内容

本申请提供一种煤炭抑尘剂及其制备方法，用以解决上述成膜时间长的问题。

一方面，本申请提供一种煤炭抑尘剂，煤炭抑尘剂包含：1.54-3.85重量份的成膜组分、0.40-0.70重量份溶剂组分、0.10-0.20重量份增塑剂组分、0.10-0.70重量份固化剂组分、0.10-0.25重量份增韧剂组分、1.10-2.30重量份增稠剂组分、0.07-0.10重量份增黏剂、0.02-0.05重量份消泡剂组分、0.15-0.27重量份辅助助剂、100-160重量份水。

可选的，所述成膜组分包含醋酸丁酸纤维素、聚醋酸乙烯中的一种或多种。

可选的，所述溶剂组分包含蔗糖醋酸异丁酯、甲基乙基酮、环己酮、甲酸乙酯、乙酸乙酯中的一种或多种。

可选的，所述固化剂组分包含脂肪族胺类、酰胺基胺类、改性聚醚胺固化剂中的一种或多种；

所述脂肪族胺类包括二乙烯三胺或三乙烯四胺。

可选的，所述增塑剂组分包含邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯、聚乙二醇、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯中的一种或多种。

可选的，所述增韧剂组分包含聚乙烯醇、羧基丁睛胶乳、聚醋酸乙烯乳液的一种或多种。

可选的，所述增稠剂组分包含改性淀粉、羧甲基淀粉、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、琼脂、聚氧化乙烯、瓜尔胶粉、羟丙基纤维素一种或多种。

可选的，所述增黏剂包含是复合增黏剂、羧甲基纤维素钠的一种或多种。

可选的，所述消泡剂组分包含聚丙二醇或乳化硅油。

可选的，所述辅助助剂包括防腐剂、稳定剂中的一种或几种。

另一方面，本申请提供一种煤炭抑尘剂的制备方法，包括：

依次称量1.54-3.85重量份的成膜组分、0.40-0.70重量份溶剂组分、0.10-0.20增塑剂组分、6.50重量份水加入至制备器具中并搅拌均匀；

搅拌均匀后加热升温至熔融；

再在搅拌过程中加入0.10-0.70重量份固化剂组分、0.10-0.25份增韧剂组分、1.10-2.30增稠剂组分、0.07-0.10重量份增黏剂、0.02-0.05重量份消泡剂、0.15-0.27重量份辅助助剂、100-160重量份水，在搅拌混合均匀后，得到所述煤炭抑尘剂。

可选的，所述制备器具为不锈钢反应釜或搪瓷材质反应釜。

可选的，所述成膜组分包含醋酸丁酸纤维素、聚醋酸乙烯中的一种或多种。

可选的，所述溶剂组分包含蔗糖醋酸异丁酯、甲基乙基酮、环己酮、甲酸乙酯、乙酸乙酯中的一种或多种。

可选的，所述固化剂组分包含脂肪族胺类、酰胺基胺类、改性聚醚胺固化剂中的一种或多种；

所述脂肪族胺类包括二乙烯三胺或三乙烯四胺。

可选的，所述增塑剂组分包含邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯、聚乙二醇、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯中的一种或多种。

可选的，所述增韧剂组分包含聚乙烯醇、羧基丁睛胶乳、聚醋酸乙烯乳液的一种或多种。

可选的，所述增稠剂组分包含改性淀粉、羧甲基淀粉、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、琼脂、聚氧化乙烯、瓜尔胶粉、羟丙基纤维素中的一种或多种。

可选的，所述增黏剂包含是复合增黏剂、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

可选的，所述消泡剂组分包含聚丙二醇或乳化硅油。

可选的，所述辅助助剂包括防腐剂、稳定剂中的一种或几种。

本申请提供的煤炭抑尘剂及其制备方法，通过包含相应比例的上述各组分，使得煤炭抑尘剂喷洒在煤炭表层后，会快速结膜成壳，成膜结构致密完整，对季节、气温、煤种等适应性强，而且本申请的煤炭抑尘剂不仅适用于铁路运输煤炭，对于露天煤场扬尘治理也有很好的抑尘效果，达到环保的目的。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，也属于本申请保护的范围。

本申请提供一种煤炭抑尘剂，所述煤炭抑尘剂包含：1.54-3.85重量份的成膜组分、0.40-0.70重量份溶剂组分、0.10-0.20重量份增塑剂组分、0.10-0.70重量份固化剂组分、0.10-0.25重量份增韧剂组分、1.10-2.30重量份增稠剂组分、0.07-0.10重量份增黏剂、0.02-0.05重量份消泡剂组分、0.15-0.27重量份辅助助剂、100-160重量份水。

在一些可选的实施方式中，所述成膜组分包含醋酸丁酸纤维素、聚醋酸乙烯中的一种或多种。其中，成膜组分可以是醋酸丁酸纤维素、聚醋酸乙烯中的一种，或者，是由上述多种混合得到。

在一些可选的实施方式中，所述溶剂组分包含蔗糖醋酸异丁酯、甲基乙基酮、环己酮、甲酸乙酯、乙酸乙酯中的一种或多种。其中，溶剂组分可以是蔗糖醋酸异丁酯、甲基乙基酮、环己酮、甲酸乙酯、乙酸乙酯中的一种，或者，是由上述多种混合得到。

在一些可选的实施方式中，所述固化剂组分包含脂肪族胺类、酰胺基胺类、改性聚醚胺固化剂中的一种或多种；

所述脂肪族胺类包括二乙烯三胺或三乙烯四胺。

其中，酰胺基胺类包括酰胺基胺类DJ1542、酰胺基胺类DJ1555中的一种或多种。

改性聚醚胺固化剂例如可以是改性聚醚胺固化剂HB-802。

其中，二乙烯三胺作为合成中间体可使煤炭抑尘剂成膜致密，促进固化；改性聚醚胺固化剂HB-802可缩短煤炭抑尘剂喷洒后成膜固化时间。

在一些可选的实施方式中，所述增塑剂组分包含邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯、聚乙二醇、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯中的一种或多种。其中，增塑剂组分可以是邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯、聚乙二醇、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯中的一种，或者，是由上述多种混合得到。

其中，聚乙二醇可以是聚乙二醇(PEG2000)。

在一些可选的实施方式中，所述增韧剂组分包含聚乙烯醇、羧基丁睛胶乳、聚醋酸乙烯乳液中的一种或多种。其中，增韧剂组分可以是聚乙烯醇、羧基丁睛胶乳、聚醋酸乙烯乳液中的一种，或者，是由上述多种混合得到。

在一些可选的实施方式中，所述增稠剂组分包含改性淀粉、羧甲基淀粉、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、琼脂、聚氧化乙烯、瓜尔胶粉、羟丙基纤维素中的一种或多种。其中，增稠剂组分可以是改性淀粉、羧甲基淀粉、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、琼脂、聚氧化乙烯、瓜尔胶粉、羟丙基纤维素中的一种，或者，是由上述多种混合得到。

在一些可选的实施方式中，所述增黏剂包含复合增黏剂、羧甲基纤维素钠的一种或多种。其中，增黏剂可以是复合增黏剂、羧甲基纤维素钠的一种，或者，是由上述多种混合得到。复合增黏剂例如是复合增黏剂BO-2。

在一些可选的实施方式中，所述消泡剂组分包含聚丙二醇或乳化硅油。聚丙二醇例如可以是聚丙二醇PPG600。

在一些可选的实施方式中，所述辅助助剂包括防腐剂、稳定剂中的一种或几种。

在一些可选的实施例方式中，所述水为自来水。

本申请提供的包括上述各组分的煤炭抑尘剂喷洒在火车运输煤炭表层后，会快速结膜成壳，成膜结构致密完整，对季节、气温、煤种等适应性强，而且本申请的煤炭抑尘剂不仅适用于铁路运输煤炭，对于露天煤场扬尘治理也有很好的抑尘效果，达到环保的目的。

下面采用几个实施例对本申请提供的煤炭抑尘剂的制备方法进行描述。

实施例一

依次称量1.30重量份醋酸丁酸纤维素、0.24重量份聚醋酸乙烯、0.30重量份蔗糖醋酸异丁酯、0.10重量份乙酸乙酯、0.08重量份聚乙二醇(PEG2000)、0.02重量份磷酸三丁酯、6.50重量份水加入不锈钢反应釜中搅拌均匀，升温，使得上述各组分熔融后，再在搅拌中加入0.05重量份二乙烯三胺、0.05重量份改性聚醚胺固化剂HB-802、0.10份羧基丁睛乳胶、1.10重量份改性淀粉、0.07重量份增黏剂BO-2、0.02重量份消泡剂聚丙二醇PPG600、0.15重量份辅助助剂、100重量份水混合，在上述各组分混合均匀后可以得到本实施例的煤炭抑尘剂。

实施例二

依次称量1.95重量份醋酸丁酸纤维素、0.36重量份聚醋酸乙烯、0.45重量份蔗糖醋酸异丁酯、0.15重量份乙酸乙酯、0.12重量份聚乙二醇(PEG2000)、0.03重量份磷酸三丁酯、7.00重量份水加入不锈钢反应釜中搅拌均匀，升温，使得上述各组分熔融后，再在搅拌中加入0.15重量份二乙烯三胺、0.15重量份改性聚醚胺固化剂HB-802、0.15份羧基丁睛乳胶、1.50重量份改性淀粉、0.08重量份增黏剂BO-2、0.03重量份消泡剂聚丙二醇PPG600、0.19重量份辅助助剂、120重量份自来水混合，在上述各组分混合均匀后可以得到本实施例的煤炭抑尘剂。

实施例三

依次称量2.60重量份醋酸丁酸纤维素、0.48重量份聚醋酸乙烯、0.50重量份蔗糖醋酸异丁酯、0.10重量份乙酸乙酯、0.10重量份甲酸乙酯、0.16重量份聚乙二醇(PEG2000)、0.04重量份磷酸三丁酯、8.00重量份水加入不锈钢反应釜中搅拌均匀，升温，使得上述各组分熔融后，再在搅拌中加入0.25重量份二乙烯三胺、0.25重量份改性聚醚胺固化剂HB-802、0.20份羧基丁睛乳胶、1.90重量份改性淀粉、0.09重量份增黏剂BO-2、0.04重量份消泡剂聚丙二醇PPG600、0.23重量份辅助助剂、140重量份自来水混合，在上述各组分混合均匀后可以得到本实施例的煤炭抑尘剂。

实施例四

依次称量3.25重量份醋酸丁酸纤维素、0.60重量份聚醋酸乙烯、0.30重量份蔗糖醋酸异丁酯、0.12重量份乙酸乙酯、0.13重量份甲酸乙酯、0.08重量份聚乙二醇(PEG2000)、0.02重量份磷酸三丁酯、6.50重量份水加入不锈钢反应釜中搅拌均匀，升温，使得上述各组分熔融后，再在搅拌中加入0.35重量份二乙烯三胺、0.35重量份改性聚醚胺固化剂HB-802、0.25份羧基丁睛乳胶、2.30重量份改性淀粉、0.10重量份增黏剂BO-2、0.05重量份消泡剂聚丙二醇PPG600、0.27重量份辅助助剂、160重量份自来水混合，在上述各组分混合均匀后可以得到本实施例的煤炭抑尘剂。

在获得上述实施例一至实施例四所述的煤炭抑尘剂后，随机选取神东煤炭集团上湾、石圪台装车站火车装运煤炭120kg随车煤炭种类样品，装入并平铺于6个面积为0.25m

抑尘剂性能测试

各技术指标的测定：按照GB/T1377.5-2002、TB/T 3210.1-2020《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》、GB/T10247、GB/T14518等标准进行型式检验测试。该抑尘剂其他测试指标能够达到TB/T 3210.1-2020《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》各技术指标，符合要求。不同重量份组分下各数据测试表，如表一所示。

表一

煤炭运输损耗

随机选取部分煤列车厢，对照煤列分类，分别对应使用实施例一至四得到的煤炭抑尘剂，按日常Ⅰ型、Ⅱ型抑尘剂规定喷洒量、喷洒方式作业，以车速为90km/h的平均运输速度，运煤列车南经神黄铁路抵达港口。其运输过程需跨356座总长为74257m桥梁、穿越129座总长94023m隧道，桥梁横风、隧道“活塞风”等相对复杂因素对煤表的影响较大，煤表层需经受风速瞬间加强与减弱的剪力冲击。在经过近1000km的运输距离后，根据轨道衡统计数据比较，测算运输损耗，结果如下表二所示。

表二

由上述试验结果可知，本申请各实施例制备得到的煤炭抑尘剂喷洒在煤炭表层后，会快速结膜成壳，成膜结构致密完整，对季节、气温、煤种等适应性强，而且本申请的煤炭抑尘剂不仅适用于铁路运输煤炭，对于露天煤场扬尘治理也有很好的抑尘效果，达到环保的目的。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。