本公開(kāi)涉及煤炭運(yùn)輸領(lǐng)域，具體地，涉及一種煤炭防凍組合物。

背景技術(shù)：

北方的產(chǎn)煤區(qū)冬季比較寒冷，冬季氣溫可低至零下40℃至零下50℃。水洗煤在冬季運(yùn)輸過(guò)程中極易發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象，產(chǎn)生凍車、掛壁以及粘底，從而造成卸車?yán)щy，嚴(yán)重影響鐵路運(yùn)輸用車的正常用轉(zhuǎn)。目前，鐵路運(yùn)輸裝車時(shí)，普遍采用向運(yùn)輸車輛的車幫、車底及含水煤炭等散堆裝貨物中噴灑防凍液的辦法解決凍車問(wèn)題。

但是現(xiàn)有的防凍液噴灑或涂敷于運(yùn)輸煤炭列車的車廂壁面時(shí)，防凍液會(huì)向車底流淌，導(dǎo)致車廂壁面上的防凍液層變薄，降低了防凍液的使用效果；同時(shí)對(duì)極低溫度下的煤炭運(yùn)輸防凍效果還不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)的目的是提供一種煤炭防凍組合物，該煤炭防凍組合物可以避免現(xiàn)有的防凍液使用時(shí)向下流淌過(guò)快的缺陷，同時(shí)提高了極低溫度下煤炭運(yùn)輸?shù)姆纼鲂Ч?/p>

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開(kāi)提供一種煤炭防凍組合物，該煤炭防凍組合物含有A組分和B組分，所述A組分和所述B組分的重量比為1：(0.1-0.4)；所述A組分含有低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽、液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)多元醇和纖維素增稠劑；所述B組分含有環(huán)氧固化劑；所述A組分中，相對(duì)于100重量份的低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽，所述液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的含量為20-150重量份，所述有機(jī)多元醇的含量為45-200重量份，所述纖維素增稠劑的含量為10-65重量份。

通過(guò)上述技術(shù)方案，本公開(kāi)采用低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)多元醇作為煤炭防凍組合物的主要成分可以顯著降低防凍組合物的冰點(diǎn)，提高了低溫下煤炭運(yùn)輸?shù)姆纼鲂Ч?。同時(shí)該煤炭防凍組合物還包括可固化的液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂，其粘度適宜，可以使煤炭防凍組合物通過(guò)噴灑使用，該煤炭防凍組合物噴灑到煤炭運(yùn)輸車廂和堆煤表面后可以形成具有一定厚度的固化層，一方面可以減緩防凍組合物從車廂壁向下流淌，提高防凍效果，另一方面可以對(duì)堆煤起到防凍抑塵的效果。

本公開(kāi)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本公開(kāi)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本公開(kāi)，并不用于限制本公開(kāi)。

本公開(kāi)提供一種煤炭防凍組合物，該煤炭防凍組合物含有A組分和B組分，所述A組分和所述B組分的重量比為1：(0.1-0.4)；所述A組分含有低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽、液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)多元醇和纖維素增稠劑；所述B組分含有環(huán)氧固化劑；所述A組分中，相對(duì)于100重量份的低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽，所述液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的含量為20-150重量份，所述有機(jī)多元醇的含量為45-200重量份，所述纖維素增稠劑的含量為10-65重量份。

本公開(kāi)采用低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)多元醇作為煤炭防凍組合物的主要成分可以顯著降低防凍組合物的冰點(diǎn)，提高了低溫下煤炭運(yùn)輸?shù)姆纼鲂Ч?。同時(shí)該煤炭防凍組合物還包括可固化的液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂，其粘度適宜，可以使煤炭防凍組合物通過(guò)噴灑使用，該煤炭防凍組合物噴灑到煤炭運(yùn)輸車廂和堆煤表面后可以形成具有一定厚度的固化層，一方面可以減緩防凍組合物從車廂壁向下流淌，提高防凍效果，另一方面可以對(duì)堆煤起到防凍抑塵的效果。

為了進(jìn)一步提高防凍效果，優(yōu)選情況下，相對(duì)于100重量份的低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽，所述液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的含量可以為35-80重量份，所述有機(jī)多元醇的含量可以為60-120重量份，所述纖維素增稠劑的含量可以為15-40重量份。

根據(jù)本公開(kāi)，液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的可以為本領(lǐng)域常規(guī)種類，優(yōu)選為3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯、雙((3,4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基)己二酸酯和3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基丙烯酸酯中的至少一種。上述液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂具有適宜的固化速度和黏度，有利于促進(jìn)防凍組合物在車廂壁或堆煤表面形成固化層，提高防凍效果。

根據(jù)本公開(kāi)，環(huán)氧固化劑的含義為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，可以為環(huán)氧樹(shù)脂常用固化劑，其種類沒(méi)有特別的要求，可以為選自酸酐固化劑、多胺固化劑和咪唑類固化劑中的至少一種。具體地，多胺固化劑可以為選自脂肪族多元胺、芳香族多元胺、改性芳香族多元胺、脂環(huán)族多元胺和改性脂環(huán)族多元胺中的至少一種；其中，脂肪族多元胺可以為選自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、三乙醇胺和二乙氨基丙胺中的一種或幾種，芳香族多元胺可以為選自間苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜和間苯二胺中的一種或幾種；脂環(huán)族多元胺可以為選自異佛爾酮二胺、胺乙基哌嗪、雙氨基環(huán)己烷、二氨基二環(huán)己基甲烷、鄰二胺甲基環(huán)戊烷和孟烷二胺中的至少一種；改性脂環(huán)族多元胺可以為用環(huán)氧化合物、丙烯腈和脂肪醇縮水甘油醚中的至少一種與上述脂環(huán)族多元胺反應(yīng)的產(chǎn)物；改性芳香族多元胺可以為用環(huán)氧化合物、丙烯腈和苯基縮水甘油醚中的至少一種與上述芳香族多元胺反應(yīng)的產(chǎn)物；酸酐固化劑可以為選自鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐甘油酯、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、環(huán)戊四酸二酐和桐油酸酐中的至少一種。

優(yōu)選地，環(huán)氧固化劑可以為酸酐固化劑，進(jìn)一步優(yōu)選為鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、環(huán)戊四酸二酐和桐油酸酐的至少一種。上述種類的環(huán)氧固化劑可以促進(jìn)液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂固化，提高煤炭防凍組合物的防凍效果。

根據(jù)本公開(kāi)，低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽可以為可用于降低組合物冰點(diǎn)的無(wú)機(jī)鹽類化合物，優(yōu)選為選自氯化鈣、氯化鎂、硝酸鈣、六水硝酸鎂和硅酸鈉中的至少一種。

為了進(jìn)一步降低防凍組合物冰點(diǎn)，低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽更優(yōu)選為氯化鈣和氯化鎂，所述氯化鈣和氯化鎂的重量?jī)?yōu)選比為1：(0.1-0.6)。

根據(jù)本公開(kāi)，有機(jī)多元醇可以用于進(jìn)一步降低防凍組合物的冰點(diǎn)，有機(jī)多元醇可以為選自乙二醇、丙三醇、丁二醇、甲醇、聚乙二醇、丙二醇、己二醇、木糖醇、聚丙二醇和山梨糖醇中的至少一種。

進(jìn)一步優(yōu)選地，有機(jī)多元醇可以為丙三醇和聚乙二醇，所述丙三醇和聚乙二醇的重量?jī)?yōu)選比為1：(0.05-0.3)。上述優(yōu)選種類和含量的有機(jī)多元醇可以使煤炭防凍組合物的冰點(diǎn)進(jìn)一步降低，提高該防凍組合物的防凍效果。

根據(jù)本公開(kāi)，所述纖維素增稠劑的種類可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的，優(yōu)選為天然纖維素材料和/或半合成纖維素材料；具體地，所述半合成纖維素材料優(yōu)選為選自羥乙基纖維素、羥甲基纖維素、羥丙基纖維素、以及羥乙基纖維素和羥乙基甲基纖維素中的至少一種；所述天然纖維素材料優(yōu)選為選自聚葡萄糖、果膠、低聚果糖、低聚異麥芽糖、低聚乳糖、低聚木糖和大豆低聚糖中的至少一種。上述種類的纖維素增稠劑可以在水中形成凝膠狀，可以減緩防凍液從車廂壁向底部流淌，并且能更有效地粘附煤炭顆粒，同時(shí)提高防凍和抑塵效果。

根據(jù)本公開(kāi)，為了防止防凍組合物制備的防凍對(duì)車廂壁的腐蝕作用，優(yōu)選情況下，所述A組分還含有耐腐蝕劑，相對(duì)于100重量份的低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽，所述耐腐蝕劑的含量可以0.1-20重量份，優(yōu)選為1-15重量份；所述耐腐蝕劑優(yōu)選為選自硼砂、鉬酸鈉、亞硝酸鈉和苯并三氮唑中的至少一種；

為了進(jìn)一步提高防凍效果，優(yōu)選地，B組分中還可以含有尿素和/或消泡劑。消泡劑可以為本領(lǐng)域的常規(guī)種類。例如消泡劑可以為有機(jī)硅類消泡劑、礦物油類消泡劑、聚醚類消泡劑和脂肪醇類消泡劑中的至少一種，優(yōu)選為有機(jī)硅消泡劑。

在本公開(kāi)的一種優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，A組分含有氯化鈣、氯化鎂、液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、丙三醇、聚乙二醇、纖維素增稠劑和硼砂；B組分含有環(huán)氧固化劑、尿素和消泡劑；A組分中，所述氯化鈣、氯化鎂、液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、丙三醇、聚乙二醇、纖維素增稠劑和硼砂的重量比可以為1：(0.3-0.6)：(0.4-0.8)：(0.7-1.0)：(0.05-0.2)：(0.1-0.3)：(0.03-0.1)；B組分中，所述環(huán)氧固化劑、尿素和消泡劑的重量比可以為1：(0.4-1.2)：(0.05-0.2)。在上述優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，該煤炭防凍組合物制備得到的防凍液冰點(diǎn)進(jìn)一步降低，可以有效防凍，且不易從車廂壁向下流淌，保持了防凍液的防凍效果。

為了便于噴灑使用，優(yōu)選地，煤炭防凍組合物的A組分還可以含有水，相對(duì)于100重量份的低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽，水的含量可以為100-500重量份，優(yōu)選為100-300重量份；所述B組分還可以含有水，相對(duì)于100重量份的環(huán)氧固化劑，水的含量可以為100-500重量份，優(yōu)選為100-300重量份。

本公開(kāi)的煤炭防凍組合物可應(yīng)用于煤炭運(yùn)輸，尤其是低溫狀態(tài)下的煤炭運(yùn)輸。使用時(shí)，可以將該煤炭防凍組合物的A組分和B組分分別噴涂至運(yùn)煤車廂四壁和底面，具體操作方法為本領(lǐng)域常規(guī)方法，此處不再贅述。在裝載后的堆煤表面也可以噴灑本公開(kāi)的煤炭防凍組合物，以進(jìn)一步提高防凍效果，同時(shí)起到防止煤炭顆粒揚(yáng)塵的作用。

以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不因此而受到任何限制。在本發(fā)明的下述實(shí)施例中，液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂為購(gòu)自湖北新景新材料有限公司的脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂UV6105，消泡劑為購(gòu)自東莞市德豐消泡劑有限公司的聚醚改性硅消泡劑，其余原料和試劑均為市售產(chǎn)品。

實(shí)施例1

本實(shí)施例用于說(shuō)明本公開(kāi)的煤炭防凍組合物。

本公開(kāi)的煤炭防凍組合物含有A組分和B組分：取100重量份氯化鈣、20重量份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、45重量份乙二醇和10重量份羥乙基纖維素混合得到A組分，取100重量份鄰苯二甲酸酐固化劑作為B組分；將上述A組分和B組分分別與2倍重量的水稀釋配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液噴灑重量比1：0.25。

實(shí)施例2

本實(shí)施例用于說(shuō)明本公開(kāi)的煤炭防凍組合物。

本公開(kāi)的煤炭防凍組合物含有A組分和B組分：取100重量份氯化鎂、150重量份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、200重量份丙三醇和65重量份羥甲基纖維素混合得到A組分，取100重量份四氫鄰苯二甲酸酐固化劑作為B組分；將上述A組分和B組分分別與5倍重量的水稀釋配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液噴灑重量比1：0.4。

實(shí)施例3

本實(shí)施例用于說(shuō)明本公開(kāi)的煤炭防凍組合物。

本公開(kāi)的煤炭防凍組合物含有A組分和B組分：取100重量份硝酸鈣、100重量份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、150重量份丁二醇和50重量份羥乙基甲基纖維素混合得到A組分，取100重量份桐油酸酐固化劑作為B組分；將上述A組分和B組分分別與3倍重量的水稀釋配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液噴灑重量比1：0.1。

實(shí)施例4

本實(shí)施例用于說(shuō)明本公開(kāi)的煤炭防凍組合物。

本公開(kāi)的煤炭防凍組合物含有A組分和B組分：取80重量份六水硝酸鎂、20重量份硅酸鈉、120重量份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、100重量份丙二醇、80重量份木糖醇和45重量份低聚異麥芽糖混合得到A組分，取100重量份間苯二甲胺固化劑作為B組分；將上述A組分和B組分分別與3倍重量的水稀釋配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液噴灑重量比1：0.2。

實(shí)施例5

本實(shí)施例用于說(shuō)明本公開(kāi)的煤炭防凍組合物。

本公開(kāi)的煤炭防凍組合物含有A組分和B組分：取100重量份氯化鈣、40重量份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、60重量份乙二醇和20重量份羥乙基纖維素混合得到A組分，取100重量份鄰苯二甲酸酐固化劑作為B組分；將上述A組分和B組分分別與2倍重量的水稀釋配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液噴灑重量比1：0.25。

實(shí)施例6

本實(shí)施例用于說(shuō)明本公開(kāi)的煤炭防凍組合物。

本公開(kāi)的煤炭防凍組合物含有A組分和B組分：取100重量份氯化鈣、70重量份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、100重量份乙二醇和40重量份羥乙基纖維素混合得到A組分，取100重量份鄰苯二甲酸酐固化劑作為B組分；將上述A組分和B組分分別與2倍重量的水稀釋配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液噴灑重量比1：0.25。

實(shí)施例7

本實(shí)施例用于說(shuō)明本公開(kāi)的煤炭防凍組合物。

本公開(kāi)的煤炭防凍組合物含有A組分和B組分：取80重量份氯化鈣、20重量份氯化鎂、20重量份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、45重量份乙二醇和10重量份羥乙基纖維素混合得到A組分，取100重量份鄰苯二甲酸酐固化劑作為B組分；將上述A組分和B組分分別與2倍重量的水稀釋配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液噴灑重量比1：0.25。

實(shí)施例8

本實(shí)施例用于說(shuō)明本公開(kāi)的煤炭防凍組合物。

本公開(kāi)的煤炭防凍組合物含有A組分和B組分：取100重量份氯化鈣、20重量份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、37.5重量份丙三醇、7.5重量份聚乙二醇和10重量份羥乙基纖維素混合得到A組分，取100重量份鄰苯二甲酸酐固化劑作為B組分；將上述A組分和B組分分別與2倍重量的水稀釋配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液噴灑重量比1：0.25。

實(shí)施例9

本實(shí)施例用于說(shuō)明本公開(kāi)的煤炭防凍組合物。

本公開(kāi)的煤炭防凍組合物含有A組分和B組分：80重量份氯化鈣、20重量份氯化鎂、20重量份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、37.5重量份丙三醇、7.5重量份聚乙二醇、10重量份羥乙基纖維素和5重量份硼砂混合得到A組分，取100重量份鄰苯二甲酸酐固化劑、40重量份尿素和10重量份消泡劑混合得到B組分；將上述A組分和B組分分別與2倍重量的水稀釋配制成A溶液和B溶液，A溶液和B溶液噴灑重量比1：0.25。

對(duì)比例1

采用與實(shí)施例1相同的原料，所不同的是，將氯化鈣替換為等重量份的水。

對(duì)比例2

采用與實(shí)施例1相同的原料，所不同的是，將乙二醇替換為等重量份的水。

對(duì)比例3

采用與實(shí)施例1相同的原料，所不同的是，將羥乙基纖維素替換為等重量份的水。

對(duì)比例4

采用與實(shí)施例1相同的原料，所不同的是，將液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂替換為等重量份的水。

對(duì)比例5

采用與實(shí)施例1相同的原料，所不同的是，將液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂替換為等重量份的丙烯酸酯。

測(cè)試實(shí)施例1

本測(cè)試實(shí)施例用于測(cè)試上述實(shí)施例1-9和對(duì)比例1-5的防凍組合物的冰點(diǎn)和防凍效果，結(jié)果列于表1。

將上述實(shí)施例1-9和對(duì)比例1-5的防凍組合物分別均勻噴灑在13個(gè)相同的列車車廂(長(zhǎng)13米，寬2.9米)的側(cè)面和底面，噴灑量為1kg/平方米，然后在13個(gè)車廂內(nèi)分別裝入含水10％的濕煤，煤堆的堆積面積為37.7平方米，在煤層表面再噴入少量防凍組合物。

將廂體置于-50℃的保持72小時(shí)，分別觀測(cè)車廂壁結(jié)冰情況、煤炭?jī)A倒時(shí)的粘壁情況和箱底底部防凍液的聚集情況，結(jié)果列于表1。

表1

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，從實(shí)施例1與對(duì)比例1-5的數(shù)據(jù)對(duì)比可知，本公開(kāi)的煤炭防凍組合物能夠顯著地降低防凍液的冰點(diǎn)，提高了防凍效果；從實(shí)施例1與對(duì)比例3-5的數(shù)據(jù)對(duì)比可知，本公開(kāi)的煤炭防凍組合物能夠顯著地減少防凍液從車廂側(cè)壁下滑的現(xiàn)象，減少車廂側(cè)壁結(jié)冰的情況。

從實(shí)施例1與實(shí)施例5-6的數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，在本公開(kāi)優(yōu)選的相對(duì)于100重量份的低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽，所述液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的含量為35-80重量份，所述有機(jī)多元醇的含量為60-120重量份，所述纖維素增稠劑的含量為15-40重量份的情況下，本公開(kāi)的煤炭防凍組合物的防凍能力更好；

從實(shí)施例1與實(shí)施例7-9的數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，在本公開(kāi)優(yōu)選的“低冰點(diǎn)無(wú)機(jī)鹽為氯化鈣和氯化鎂，所述氯化鈣和氯化鎂的重量比為1：(0.1-0.6)”的情況下，“有機(jī)多元醇為丙三醇和聚乙二醇，所述丙三醇和聚乙二醇的重量比為1：(0.05-0.3)的情況下”，和/或“A組分含有氯化鈣、氯化鎂、液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、丙三醇、聚乙二醇、纖維素增稠劑和硼砂；所述B組分含有環(huán)氧固化劑、尿素和消泡劑；所述A組分中，所述氯化鈣、氯化鎂、液體脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、丙三醇、聚乙二醇、纖維素增稠劑和硼砂的重量比為1：(0.3-0.6)：(0.4-0.8)：(0.7-1.0)：(0.05-0.2)：(0.1-0.3)：(0.03-0.1)；所述B組分中，所述環(huán)氧固化劑、尿素和消泡劑的重量比為1：(0.4-1.2)：(0.05-0.2)”的情況下，本公開(kāi)的煤炭防凍組合物的冰點(diǎn)更低，防凍能力更好。

以上詳細(xì)描述了本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本公開(kāi)并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本公開(kāi)的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本公開(kāi)的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本公開(kāi)的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本公開(kāi)對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本公開(kāi)的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本公開(kāi)的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本公開(kāi)所公開(kāi)的內(nèi)容。