專利名稱：一種核膜新型納米纖維化結(jié)構(gòu)精煤液體篷布及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核膜新型納米纖維化結(jié)構(gòu)煤炭液體篷布及其制備方法，該抑塵劑 主要用于防止精煤在鐵路、公路運(yùn)輸以及精煤堆放過(guò)程中的煤炭損失和對(duì)環(huán)境的污染。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段，中國(guó)煤炭在鐵路運(yùn)輸中一般都采用敞車運(yùn)輸。運(yùn)輸過(guò)程中，由于路基、道 岔和路軌設(shè)施造成的顛簸，再加上風(fēng)力作用，特別是當(dāng)列車進(jìn)入隧道時(shí)，由于“活塞風(fēng)”的作 用，會(huì)形成瞬間強(qiáng)大的擾動(dòng)氣流，表面細(xì)小的煤粉粒被吹離車體，落灑到路面，再經(jīng)過(guò)后續(xù) 車輛的碾壓，形成粒徑更小濃度更高的二次揚(yáng)塵。結(jié)果使車輛中煤層表面的煤粉散落，導(dǎo)致 煤的損失和沿線的煤塵污染。精煤由于其粒徑細(xì)小，導(dǎo)致其更容易被風(fēng)吹起，而且其價(jià)格較 一般煤炭昂貴，為此進(jìn)行精煤運(yùn)輸過(guò)程進(jìn)行抑塵研究，有重要的現(xiàn)實(shí)意義。中國(guó)鐵路煤炭運(yùn)輸過(guò)程中的現(xiàn)狀。首先，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。散落在沿線的煤 粉塵，在后續(xù)列車經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，形成一條污染帶，對(duì)于鐵路沿線的生態(tài)環(huán)境造成污 染。使鐵路兩側(cè)50-100m以內(nèi)的農(nóng)田內(nèi)莊稼、樹(shù)木正常生長(zhǎng)受到影響。并對(duì)經(jīng)過(guò)的其它車 輛車體也產(chǎn)生嚴(yán)重污染。其次，對(duì)設(shè)備影響非常大。煤塵嚴(yán)重污染了鐵道線路的道床，加 劇了板結(jié)程度，在污染嚴(yán)重的區(qū)段，煤塵已經(jīng)埋沒(méi)了扣件、軌枕板等零部件，給工務(wù)部門(mén)日 常的養(yǎng)護(hù)維修帶來(lái)相當(dāng)大的困難，對(duì)鋼軌和扣件的腐蝕嚴(yán)重，造成安全隱患。由于煤塵的 污染，使信號(hào)通信設(shè)備日常維修非常困難。經(jīng)常引起供電絕緣子短路、放電，縮短了使用壽 命，給日常的檢修作業(yè)帶來(lái)了很大不便。第三，對(duì)行車安全構(gòu)成威脅。列車通過(guò)隧道時(shí)，即 便在裝載貨物高度低于車廂15cm情況下，直徑較大(D = 2cm-5cm)的煤粒也能吹出車外。 煤粒的厚度在隧道進(jìn)口處以每月約20cm的速度增加，隧道內(nèi)的煤塵濃度令人窒息，能見(jiàn)度 不足10m，，不僅嚴(yán)重影響了機(jī)車乘務(wù)員的瞭望，而且由于煤塵堵塞了機(jī)車散熱網(wǎng)，使機(jī)車內(nèi) 的電器設(shè)備工作環(huán)境溫度升高，經(jīng)常引起設(shè)備故障，使其完好率和安全度降低，嚴(yán)重威脅著 列車的運(yùn)行安全。第四，嚴(yán)重惡化了職工和乘客的環(huán)境。隧道內(nèi)的煤塵大量侵入機(jī)車乘務(wù) 室，惡化了乘務(wù)員工作環(huán)境，揚(yáng)起的煤粉對(duì)路旁車站、道口等環(huán)境產(chǎn)生粉塵污染，特別是對(duì) 經(jīng)常在隧道內(nèi)作業(yè)的工務(wù)、電務(wù)及供電職工的身體健康造成嚴(yán)重危害。對(duì)于一些密封不是 很好的普通車輛，煤塵飛入車內(nèi)，對(duì)乘客的健康帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。第五，潛在著嚴(yán)重的安 全隱患。據(jù)測(cè)算，若隧道內(nèi)的煤塵濃度達(dá)到其粉塵爆炸濃度范圍(煤粉塵爆炸濃度下限為 lHmg/m3)，一旦遇明火(如接觸網(wǎng)放電、下坡道列車制動(dòng)發(fā)生火花等)就可能引起爆炸事 故，嚴(yán)重威脅行車和人身安全。除此之外，由于運(yùn)輸過(guò)程中煤的大量損失，使客戶的經(jīng)濟(jì)利 益也受到巨大損害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每車皮精煤在運(yùn)輸過(guò)程中每千米平均損失0.5噸，這對(duì)中國(guó)的 能源也是一種巨大的浪費(fèi)。同時(shí)，鐵路部門(mén)為了清洗沿線的煤塵污染每年需要耗費(fèi)大量的 人力、物力。目前，阻止煤炭散落的方法主要有以下幾種。⑴加蓋法。每節(jié)車體加蓋可有效防 止煤塵的污染，但成本高，有效負(fù)載低。而且開(kāi)、蓋等一系列動(dòng)作及開(kāi)、關(guān)位置與敞開(kāi)方向會(huì) 對(duì)現(xiàn)有機(jī)械化裝煤、卸煤過(guò)程產(chǎn)生影響，很難和現(xiàn)有的自動(dòng)化生產(chǎn)線相匹配，實(shí)際中在鐵路車輛上行不通。(2)蓬布遮蓋法。但鐵路沿線自動(dòng)化程度高、車流量大，作業(yè)速度快，需要大 量人力才能完成，蓬布覆、撤速度太慢，還需回送蓬布，同時(shí)由于篷布丟失、破損，造成價(jià)格 較高，一直不能廣泛應(yīng)用。三是灑水法。灑水是防治粉塵污染最常用的方法。但在自然條 件特別干燥的環(huán)境中，因?yàn)檎舭l(fā)迅速、噴灑頻繁、耗時(shí)耗工、大量用水，不僅成本高昂，還難 以連續(xù)達(dá)到環(huán)境質(zhì)量的要求。因此，提供一種無(wú)毒、無(wú)味，成本低廉，方便生產(chǎn)，便于作業(yè)實(shí)施并且符合環(huán)保要求 的精煤抑塵劑就成為本技術(shù)領(lǐng)域急需要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種無(wú)毒、無(wú)味，成本低廉，方便生產(chǎn)，便于作業(yè)實(shí)施并 且符合環(huán)保要求的煤炭抑塵劑。本發(fā)明制成的抑塵劑的重量百分比組成為醇改性納米二氧化硅0. 1 0. 3%羧甲基纖維素鈉0. 3 ；1. 0%
聚丙烯酰胺0. 1 ^ 0. 5%
聚乙烯醇0. 1 ^ 0. 2%
水98. 0 ‘ 99. 4%本發(fā)明的抑塵劑是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到的(1)常溫下將羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇分別用水溶解。(2)將羧甲基纖維素鈉水溶液、聚丙烯酰胺水溶液、聚乙烯醇水溶液在反應(yīng)釜中混 合均勻。(3)將醇改性的納米二氧化硅均勻分散于(2)的混合溶液中，加熱系統(tǒng)至60°C，反 應(yīng)3 5小時(shí)即可得成品。本發(fā)明中，羧甲基纖維素鈉和聚乙烯醇都是多羥基的大分子化合物，而經(jīng)醇改性 的納米二氧化硅表面有許多羥基，在60°C時(shí)，它們可以互相吸附，形成以納米二氧化硅為核 羧甲基纖維鈉和聚乙烯醇為膜的核膜新型納米纖維化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使粘接強(qiáng)度明顯提高。另 外聚丙烯酰胺是大分子化合物，具有很強(qiáng)吸水能力。醇改性納米二氧化硅、羧甲基纖維素鈉 和聚乙烯醇的核膜新型納米纖維化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)加上聚丙烯酰胺的吸水能力，可以在精煤表面 形成一層具有一定濕度的保護(hù)層，該含水保護(hù)層能長(zhǎng)期存在，避免精煤運(yùn)輸過(guò)程中的揚(yáng)塵 污染和揚(yáng)塵損失。并且不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。對(duì)運(yùn)輸單位和煤炭客戶既有巨大的經(jīng)濟(jì)效益也 有環(huán)境保護(hù)的社會(huì)效益。下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的 限制。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 分別將0. 5g羧甲基纖維素鈉，0. 2g聚丙烯酰胺，0. Ig聚乙烯醇溶于50g，20g和 19g水中，待充分溶解后，將三種水溶液混合均勻，再加入0. 2g醇改性納米二氧化硅，在 60°C下攪拌反應(yīng)4小時(shí)即得成品。
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實(shí)施例2:分別將0. 3g羧甲基纖維素鈉，0. 5g聚丙烯酰胺,0. Ig聚乙烯醇溶于30g，50g和 19g水中，待充分溶解后，將三種水溶液混合均勻，再加入0. Ig醇改性納米二氧化硅，在 60°C下攪拌反應(yīng)3小時(shí)即得成品。實(shí)施例3 分別將l.Og羧甲基纖維素鈉，0. Ig聚丙烯酰胺,0. Ig聚乙烯醇溶于80g，IOg和 8. 7g水中，待充分溶解后，將三種水溶液混合均勻，再加入0. Ig醇改性納米二氧化硅，在 60°C下攪拌反應(yīng)3小時(shí)即得成品。實(shí)施例4 分別將0. 6g羧甲基纖維素鈉，0. 3g聚丙烯酰胺,0. 2g聚乙烯醇溶于50g，30g和
18.6g水中，待充分溶解后，將三種水溶液混合均勻，再加入0. 3g醇改性納米二氧化硅，在 60°C下攪拌反應(yīng)5小時(shí)即得成品。實(shí)施例5 分別將0. 3g羧甲基纖維素鈉，0. Ig聚丙烯酰胺，0. Ig聚乙烯醇溶于50g, 30g和
19.3g水中，待充分溶解后，將三種水溶液混合均勻，再加入0. 2g醇改性納米二氧化硅，在 60°C下攪拌反應(yīng)4小時(shí)即得成品。
權(quán)利要求
1. 一種核膜新型納米纖維化結(jié)構(gòu)精煤液體篷布，由以下重量百分比的原料制備而成
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止精煤揚(yáng)塵的抑塵劑，其特征在于其制備方法為(1)常溫下將羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇分別用水溶解。(2)將羧甲基纖維素鈉水溶液、聚丙烯酰胺水溶液、聚乙烯醇水溶液在反應(yīng)釜中混合均勻。(3)將醇改性的納米二氧化硅均勻分散于O)的混合溶液中，加熱系統(tǒng)至60°C，反應(yīng) 3 5小時(shí)即可得成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止精煤揚(yáng)塵的抑塵劑，其特征在于所用硅烷偶聯(lián)劑改性納 米二氧化硅的粒徑小于80nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止精煤揚(yáng)塵的抑塵劑，其特征在于所用羧甲基纖維素鈉的 粘度必須大于800mpa. s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止精煤揚(yáng)塵的抑塵劑，其特征在于所用聚丙烯酰胺的分子 量必須大于900萬(wàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止精煤揚(yáng)塵的抑塵劑，其特征在于所用聚乙烯醇平均聚合 度必須大于17，醇解度大于99%。醇改性納米二氧化硅 羧甲基纖維素鈉 聚丙烯酰胺 聚乙烯醇 水
全文摘要
本發(fā)明涉及一種核膜新型納米纖維化結(jié)構(gòu)精煤液體篷布及其制備方法。其配方為0.1～0.3％重量的醇改性納米二氧化硅，0.3～1.0重量％的羧甲基纖維素鈉，0.1～0.5重量％的聚丙烯酰胺，0.1～0.2重量％的聚乙烯醇，98.0～99.4重量％的水。本發(fā)明的精煤液體篷布在60℃的溫度下即可完成。成品在常溫下噴灑或涂敷丁車廂煤炭的表面，能使煤炭在表面形成具有一定濕度的保護(hù)層，避免煤炭在運(yùn)輸過(guò)程中的揚(yáng)塵污染和揚(yáng)塵損失。并且不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。對(duì)運(yùn)輸企業(yè)和煤炭客戶既有巨大的經(jīng)濟(jì)效益也有環(huán)境保護(hù)的社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C08K3/36GK102093845SQ20101056537
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者申閆春 申請(qǐng)人:北京北交中創(chuàng)科技有限公司