一種核膜結(jié)構(gòu)的煤炭抑塵劑的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種核膜結(jié)構(gòu)的煤炭抑塵劑的制備方法，包括配料(重量份)：改性纖維素或改性淀為1.0～2.0，納米粒子母體為0.3～3.0，乙醇為4.0～8.0，水為87～94.7；將納米粒子母體溶解在乙醇中；將改性淀粉或改性纖維素溶于水中；兩者混合均勻，使混合液的pH值為6.5-7.5，再攪拌5-8小時(shí)即可。本發(fā)明專利技術(shù)的防止煤炭揚(yáng)塵的抑塵劑在常溫狀態(tài)下即可配比完成，無需增加其他加溫設(shè)備。在常溫下將其配比完成后噴灑或涂敷于車廂煤炭的表面，能使煤炭在表面形成一固化層，避免煤炭在鐵路運(yùn)輸過程中對(duì)沿線的揚(yáng)塵污染和煤炭的揚(yáng)塵損失，并且不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。對(duì)鐵路運(yùn)輸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。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種核膜結(jié)構(gòu)的煤炭抑塵劑的制備方法，該抑塵劑主要用于防止煤炭在鐵路、公路運(yùn)輸以及煤炭堆放過程中的煤炭損失和對(duì)環(huán)境的污染。
技術(shù)介紹
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。為此進(jìn)行鐵路煤炭運(yùn)輸過程中煤表面固化的研究，有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，這對(duì)其它細(xì)粉礦料等散體物料在鐵路運(yùn)輸中引起的損失和污染問題的解決，也有一定的參考價(jià)值。中國(guó)鐵路煤炭運(yùn)輸過程中的現(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、樹木正常生長(zhǎng)受到影響。并對(duì)經(jīng)過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)埋沒了扣件、軌枕板等零部件，給工務(wù)部門日常的養(yǎng)護(hù)維修帶來相當(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)帶來了很大不便。第三，對(duì)行車安全構(gòu)成威脅。列車通過隧道時(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114mg/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。(1)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、蓋等一系列動(dòng)作及開、關(guān)位置與敞開方向會(huì)-->對(duì)現(xiàn)有機(jī)械化裝煤、卸煤過程產(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。(3)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，提供一種無毒、無味，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就成為本
急需要解決的技術(shù)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種無毒、無味，成本低廉，方便生產(chǎn)，便于作業(yè)實(shí)施并且符合環(huán)保要求的環(huán)保型核膜結(jié)構(gòu)的煤炭抑塵劑的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的上述目的，采用以下的技術(shù)方案：一種核膜結(jié)構(gòu)的煤炭抑塵劑的制備方法，包括如下步驟：(1)按照下列組成(重量份)配料：改性纖維素或改性淀為1.0～2.0，納米粒子母體為0.3～3.0，乙醇為4.0～8.0，水為87～94.7；(2)將納米粒子母體溶解在乙醇中，得到納米粒子母體溶液；(3)將改性淀粉或改性纖維素溶于水中，攪拌均勻，得到改性淀粉或改性纖維素溶液；(4)將納米粒子母體溶液滴加到改性淀粉或改性纖維素溶液中，滴加完畢后充分?jǐn)嚢璧玫交旌弦?，使混合液的pH值為6.5-7.5，再攪拌5-8小時(shí)后，得到核膜結(jié)構(gòu)的煤炭抑塵劑。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于：所述的步驟(1)中，所述的納米粒子母體為正硅酸乙酯、異丙醇鋁或鈦酸四丁酯。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于：所述的步驟(1)中，所述的改性纖維素為羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素或聚陰離子纖維素；所述的改性淀粉為羧甲基淀粉鈉或變性淀粉。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于：所述的步驟(1)中，所述的水為蒸餾水。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于：所述的步驟(4)中，所述滴加的速度為20～30滴/分鐘。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于：所述的步驟(4)中，所述的混合液的pH值為6.8-7.2。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于：所述的步驟(4)中，使用草酸調(diào)節(jié)混合液的pH值。所述草酸的質(zhì)量濃度為20％。本方法的環(huán)保型核膜結(jié)構(gòu)抑塵劑是利用納米粒子超強(qiáng)的表面活性形成一種以納米粒子為核，改性纖維素或改性淀粉為膜的具有高分支微網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)抑塵劑。形成核膜結(jié)構(gòu)的方法包括直接分散法、原位生成法、表面接枝聚合法、原位分散法，本申請(qǐng)中形成核膜結(jié)構(gòu)的方法為原位生成法。本方法先配制納米粒子母體溶液，再將納米粒子母體溶液與改性淀粉或改性纖維-->素溶液混合均勻，然后調(diào)節(jié)混合液的pH值，使納米粒子母體發(fā)生反應(yīng)生成納米粒子，納米粒子在生成過程與改性淀粉或改性纖維素發(fā)生表面反應(yīng)吸附，形成核膜結(jié)構(gòu)抑塵劑。本專利技術(shù)將納米粒子引入到改性纖維素或改性淀粉的分子之上，并且要使一個(gè)納米粒子上接上多個(gè)改性纖維素或改性淀粉分子，使之形成一種以納米粒子為核，改性纖維素或改性淀粉分子為膜的星型纖維化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，利用改性纖維素或改性淀粉的膠黏特性和所形成的纖維化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將粉塵粘結(jié)在一起附著在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上，形成一種具有一定厚度、強(qiáng)度和韌性的固化層，從而起到防止粉塵飛揚(yáng)的目的。本專利技術(shù)的防止煤炭揚(yáng)塵的抑塵劑在常溫狀態(tài)下即可配比完成，無需增加其他加溫設(shè)備。在常溫下將其配比完成后噴灑或涂敷于車廂煤炭的表面，能使煤炭在表面形成一固化層，避免煤炭在鐵路運(yùn)輸過程中對(duì)沿線的揚(yáng)塵污染和煤炭的揚(yáng)塵損失。并且不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。對(duì)鐵路運(yùn)輸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。下面通過具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明，但并不意味著對(duì)本專利技術(shù)保護(hù)范圍的限制。具體實(shí)施方式實(shí)施例1取1.5g鈦酸四丁酯(分析純)溶于6g乙醇(分析純，以下同)中，充分溶解；取1.5克的羧甲基纖維素鈉溶于88ml蒸餾水中；然后將鈦酸四丁酯的溶液逐滴滴入羧甲基纖維素鈉溶液中，滴加的速度為20～30滴/分鐘，滴加完畢并充分混合之后，根據(jù)此時(shí)的酸度滴入草酸(20％)，使混合液的pH值為7，待反應(yīng)7小時(shí)后；即可得到由羧甲基纖維素鈉，氧化鈦，草酸二丁酯，乙醇和水組成的環(huán)保型核膜結(jié)構(gòu)的抑塵劑本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種核膜結(jié)構(gòu)的煤炭抑塵劑的制備方法，包括如下步驟：(1)按照下列組成(重量份)配料：改性纖維素或改性淀為1.0～2.0，納米粒子母體為0.3～3.0，乙醇為4.0～8.0，水為87～94.7；(2)將納米粒子母體溶解在乙醇中，得到納米粒子母體溶液；(3)將改性淀粉或改性纖維素溶于水中，攪拌均勻，得到改性淀粉或改性纖維素溶液；(4)將納米粒子母體溶液滴加到改性淀粉或改性纖維素溶液中，滴加完畢后充分?jǐn)嚢璧玫交旌弦?，使混合液的pH值為6.5-7.5，再攪拌5-8小時(shí)后，得到核膜結(jié)構(gòu)的煤炭抑塵劑。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種核膜結(jié)構(gòu)的煤炭抑塵劑的制備方法，包括如下步驟：(1)按照下列組成(重量份)配料：改性纖維素或改性淀為1.0～2.0，納米粒子母體為0.3～3.0，乙醇為4.0～8.0，水為87～94.7；(2)將納米粒子母體溶解在乙醇中，得到納米粒子母體溶液；(3)將改性淀粉或改性纖維素溶于水中，攪拌均勻，得到改性淀粉或改性纖維素溶液；(4)將納米粒子母體溶液滴加到改性淀粉或改性纖維素溶液中，滴加完畢后充分?jǐn)嚢璧玫交旌弦?，使混合液的pH值為6.5-7.5，再攪拌5-8小時(shí)后，得到核膜結(jié)構(gòu)的煤炭抑塵劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核膜結(jié)構(gòu)的煤炭抑塵劑的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中，所述的納米粒子母體為正硅酸乙酯、異丙醇鋁或鈦酸四丁酯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核膜結(jié)構(gòu)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱紅，王芳輝，申閆春，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京化工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11