專利名稱：：煤及粉狀物料堆場覆蓋劑的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種用于保護貯存煤、粉狀物料堆場用的覆蓋劑。眾所周知，煤、粉狀物料在貯存場地堆放或運輸過程中由于受風力或雨水的影響，細小的煤顆粒、粉狀物料顆粒將隨風飛揚或隨雨水流失，這不僅會使資源流失，并且將嚴重污染大氣和周圍環(huán)境以及寶貴的水資源，還將直接影響人們的身體健康，在經(jīng)濟上造成有形的或無形的損失無疑也是驚人的。早年國內外一般采用噴灑水的方法來解決上述問題，但灑水法除對水質標準有一定要求外，在缺水地區(qū)實施尚受到限制，隨著水份蒸發(fā)，需定時噴灑水，水耗量甚大。此外，灑水法還使煤炭含水量升高，這將直接影響生產。為解決上述難題，近年來國外已研制出多種覆蓋劑。日本專利JP8675，710介紹了Goto，Tokio等人研究出一種用于煤堆的噴灑藥劑。將它用于室外貯存煤堆可防止由于風和雨水造成煤的潮濕及損失。它是由2-4wt%烷烴以及100份乳化了的聚合物構成的(由親水的α，β-單烯化合物＞30wt%，α，β-單烯羧酸4.1～5wt%，以及任何其他的α，β-單體化合物0-70wt%制得，在4，000噸煤堆上噴灑2噸上述藥劑(使用5wt%的水溶液)，經(jīng)過50天后，煤的含水量從7.7wt%改變至8.8wt%。日本專利JP86111，209介紹了Kitagawa，Kogo等人提出的防止雨水滲入煤堆的途徑。采用在煤堆上噴灑一種吸收水的聚合物的方法，在19厘米煤堆上噴灑交聯(lián)的聚丙烯酸酯的粉末，其用量達50克/米2，并進行50毫米的模擬雨淋試驗，煤的含水量為2.5wt%，作為對照，噴灑十八胺的煤堆的含水量為18wt%。美國專利US4，613，523介紹了Smith，Chanles.E.研究的一種煤覆蓋劑，此覆蓋劑包括按≥2∶1克分子比將一種脂肪酸(例如油酸)與一種堿性化合物混合，將≥1份脂肪酸皂化以形成一種皂的混合物，并用一種水溶性醇(例如甲醇)稀釋以形成一低度的溶液，將此溶液噴灑于煤堆表面，并將煤堆置于雨中1小時，煤的含水量及失散性分別為1.12%及0.18%，作為比較，未噴灑覆蓋劑的煤的含水量及失散性分別為5.12%及0.42%。日本專利JP8784，110介紹了Ojaki，Tomio等提出的一種煤覆蓋劑的配方。該覆蓋劑可防止煤堆的煤塵擴散以及雨水滲透至煤中去。其制備過程是將4、5份丙烯酸乙酯在一水狀懸浮液中，在60°下聚合30分鐘，然后與35份丙烯酸聚合，再進一步與4、5份甲基丙烯酸甲酯聚合，中和，并與0.1份腐蝕抑止劑、0.1份消泡劑、3份防水劑混合，得到固體含量為45%的多組份聚合物懸浮液。將此種懸浮液噴灑在一個呈錘形煤堆上，并對煤堆進行雨水滲透試驗，其坍塌時間為525秒，作為對照，使用單組份的聚醋酸乙烯懸浮液，其坍塌時間為70秒。日本專利JP87146，804還介紹了Yamamoto，Kajuhizo等人提出的一種防止煤堆濕度增加和煤塵擴散的方法先在煤堆表面以8～500克/米2量噴灑丁二烯-苯乙烯胺液(Ⅰ)，在表面干燥之后，仍以8～500克/米2的量噴灑一種丙烯酸酯-苯乙烯共聚物的懸浮液(Ⅱ)。在總量為3噸，表面積為8米2的煤堆表面上先噴灑Ⅰ(用量為18.75克/米2)，之后噴灑Ⅱ(用量為26-25克/米2)，其結果表明在減少煤堆的煤塵擴散是有效的。綜上所述，上述各種類型的覆蓋劑噴灑在煤、焦炭、礦石等物料堆上，對于防雨水侵入，防止揚塵和坍塌起到了一定的作用，但存在下述缺點1、某些類別覆蓋劑為了提高耐水性能，加入了烷烴類作為隔水劑，但為了達到完全分散的目的，需進行高速攪拌或使用特殊設備，因而使制造工藝復雜。如上述的JP8675，710就是其中的一種。2、有的覆蓋劑為了提高耐水性能，在配方中采用高濃度成膜劑甚致粉末，這就大大增加了產品的成本。JP86111，209所介紹的研究成果就是典型的代表。3、相當多的覆蓋劑本身的制作工藝不但復雜，而且操作程序也很麻煩，耐水性能不理想，使用壽命短。例如US4，613，523、JP8784，110及JP87146，804所介紹的覆蓋劑制造工藝及噴灑程序均較復雜，而且使用壽命最長不超過2個月。本發(fā)明的目的是研制一種使用壽命長，具有優(yōu)良的耐水性、耐候性能，原料來源豐富，制造工藝簡單且成本低的煤及粉狀物料堆場用的覆蓋劑。為此，本發(fā)明的覆蓋劑組成如下所述(按重量百分比計算)濃度0.8～10%的交聯(lián)的丙烯酸酯共聚物懸浮液34～89.3%乳臘XT-SE-10.5～10%工業(yè)除塵粉煤灰10～50%0π-100.1～5%過硫酸鈉0.1～1%上述的交聯(lián)丙烯酸酯共聚物的組成是(按重量百分比計算)丙烯酸1～10%甲基丙烯酸1～10%丙烯酸甲酯1～10%丙烯酸丁酯30～80%丙烯酸辛酯0.7～7%N-羥甲基丙烯酰胺0.5～5%丙烯腈1～30%水溶性的交聯(lián)丙烯酸酯共聚物是作為成膜劑。此成膜劑采用多元共聚，并加入N-羥甲基丙烯酰胺和丙烯腈，以形成主鏈和支鏈繁茂的致密形網(wǎng)狀結構。以丙烯酸酯制得的聚合物，其特點是能形成柔軟而富有彈性的膜。使用乳液聚合方法進行共聚，得到富含氫鍵的粘結力強的成膜物。經(jīng)試驗證實，上述共聚物各單體的含量變化能使生成的膜能夠兼顧良好的硬度和柔性。采用乳臘XT-SE-1作為隔水劑，它是由硬脂酸、精白蠟、非離子醚型和酯型抗靜電劑、柔軟劑、平滑劑、乳化劑復配而得。其中硬脂酸、精白蠟作用可顯著提高覆蓋劑的抗水性能;非離子醚型和酯型抗靜電劑可使覆蓋膜具有抗靜電作用;柔軟劑是使生成的覆蓋膜更柔軟;平滑劑的作用是使覆蓋膜平滑;而乳化劑的功能是使硬脂酸、精白蠟等成份更易分散至覆蓋劑中，起到了乳化作用，從而簡化了生產工藝。填充料采用工業(yè)除塵粉煤灰，其作用如下具有滯流作用，能使覆蓋劑填塞煤及粉狀物料顆粒間的縫隙，從而形成一個連續(xù)、完整的覆蓋膜，覆蓋膜也更緊密;提高抗水性能，可以降低成本。0π-10作為分散劑起分散作用。助劑過硫酸鈉具有催化作用。將本覆蓋劑噴灑于煤、粉狀物料堆上時，能在其表面形成一固態(tài)薄膜層，使在其下面的物料與大氣隔離，從而使被其保護的煤、粉狀物料等免受風力、雨水、大氣的侵襲。其作用除了可防止大氣與周圍環(huán)境和水資源遭受污染以及煤、礦物資源流失外，還可使煤、粉狀物料等保持原有的品位，并減少煤堆自燃及坍塌機率。此外本覆蓋劑也可用于垃圾堆場。本覆蓋劑具有如下優(yōu)點1、由于采用丙烯酸酯系共聚物作為成膜劑，使本覆蓋劑具有優(yōu)良的結合力、耐水性和耐候性。2、本覆蓋劑由于采用復合型的乳臘XT-SE-1作為新型隔水劑，可進一步提高覆蓋劑的耐水性能，并使覆蓋膜更緊密，覆蓋膜也略有彈性。在應用于煤堆時。由于煤含水量增加緩慢，除了可降低煉焦耗熱，節(jié)約能源外，對穩(wěn)定焦炭質量繼而穩(wěn)定高爐作業(yè)是極其重要的。3、由于采用復合型的乳臘XT-SE-1作為隔水劑，使生產工藝大大簡化。4、采用“三廢”產物一工業(yè)除塵粉煤灰作為填充料，除了可大幅度降低覆蓋劑成本外，尚具有滯流作用，填充空隙，形成完整的薄膜層，從而提高了抗雨水性能。而且粉煤灰熱值〔2931焦耳/克〕尚可得到利用，且不產生新的污染。5、由于本覆蓋劑成份是有機高分子材料、有機物組成，它不含有害元素或重金屬離子，而且填充料采用煤系“三廢”產物，因此在燃燒過程中它僅生成二氧化碳和水，而不會對煤的燃燒過程產生任何不利影響。下面介紹本覆蓋劑的實施例。例1成膜劑交聯(lián)丙烯酸共聚物水溶液63.5%;作為隔水劑的乳臘XT-SE-12%;作為填充料的工業(yè)除塵粉煤灰33.3%;0π-101.1%過硫酸鈉0.1%當成膜劑的濃度為3%時，交聯(lián)丙烯酸酯共聚物的各單體組成的重量百分比丙烯酸5.82%甲基丙烯酸3.17%丙烯酸甲酯4.23%丙烯酸丁酯61.38%丙烯酸辛酯1.06%N-羥甲基丙烯酰胺5.29%丙烯腈19.05%在室外一個表面積大約10米2的梯臺形煤堆上，用上述實施例制成的覆蓋劑懸浮液，以2升/米2的量進行噴灑。覆蓋層使用壽命已達10個月余。試驗期間耐最高氣溫達38.1℃，最低為-17.1℃，經(jīng)受8級大風持續(xù)達9天，在試驗期間降雨量達284.5毫米。在經(jīng)過46天試驗后(此期間累計降雨量為130.2毫米)，在覆蓋層表面下10厘米處(下同)所取的煤樣，其外在水份Wowg%為1.0，而作為對照試驗的空白煤堆的外在水份Wowg%為3.3，在經(jīng)過221天試驗期后(此期間累計降雨、雪量為281.2毫米)覆蓋層保護的煤堆的Wwg%為5.5，空白煤堆Wowg%為13.2(大雪后第8天取樣分析數(shù)據(jù))，在經(jīng)過296天試驗期后(此期間累計降雨、雪量為286.5毫米)，覆蓋層保護的煤堆的Wwg%為4.5，空白煤堆Wowg%為8.0(雨后第2天取樣分析數(shù)據(jù))，在試驗的第317天，對上述煤堆進行人工雨淋試驗，人工雨淋時間均為15分鐘，有覆蓋層保護的煤堆的人工雨淋量為30毫米，其煤樣的Wwg%為14.5，而空白煤堆的人工雨淋量為15毫米，其煤樣的Wowg%為22.9。試驗表明用覆蓋層保護的煤堆經(jīng)數(shù)月的雨、雪侵襲后，煤的含水量增加緩慢，而空白煤堆的含水量在雨、雪后測試有明顯的增加。在經(jīng)過296天室外堆放試驗后，有覆蓋層保護的煤堆其揮發(fā)份無明顯變化，而空白煤堆的干基揮發(fā)份降低了3.39%。本發(fā)明還介紹下述二個實施例。<tablesid="table1"num="001"><tablealign="center">編號丙烯酸酯共聚物％XT-SE-1%Oπ-10%過硫酸鈉％工業(yè)除塵粉煤灰％例263.5(2％水溶液)2.01.10.133.3例364(1％水溶液)1.51.10.133.3</table></tables>并對例2、例3覆蓋劑的性能分別進行了測試，其測試結果如下表所示。覆蓋性能測試表<tablesid="table2"num="002"><tablealign="center">編號成膜性牢度(級)沖擊性(千克·厘米)耐水性(天)耐曬性(天)例1優(yōu)51.030180例2優(yōu)40.720150例3良30.415100</table></tables>例2、例3中丙烯酸酯共聚物組份與例1相同。權利要求1.一種含有交聯(lián)的丙烯酸酯共聚物的煤及粉狀物料堆場覆蓋劑，本發(fā)明的特征在于，其組份按重量百分比計算是濃度0.8～10%的交聯(lián)的丙烯酸酯共聚物水狀懸浮液34～89.3%乳臘XT-SE-10.5～10%工業(yè)除塵粉煤灰10～50%Oπ-100.1～5%過硫酸鈉0.1～1%所述的交聯(lián)丙烯酸酯共聚物的組份按重量百分比計算是丙烯酸1～10%甲基丙烯酸1～10%丙烯酸甲酯1～10%丙烯酸丁酯30～80%丙烯酸辛酯0.1～7%N-羥甲基丙烯酰胺0.5～5%丙烯腈1～30%全文摘要一種用于保護貯存煤、粉狀物料堆場用覆蓋劑。由丙烯酸酯共聚物、乳蠟XT-SE-1、工業(yè)除塵粉煤灰、Oπ-10和過硫酸鈉組成的水狀懸浮液。將其噴灑于煤、粉狀物料堆上時能在其表面形成固態(tài)薄膜層，使在其下面的物料與大氣隔離，從而使煤、粉狀物料免受風力、雨水、大氣侵襲。采用XT-SE-1作為隔水劑，使覆蓋膜更緊密，可進一步提高其耐水性能。本發(fā)明可使大氣與周圍環(huán)境和水資源免受污染，還可使煤、粉狀物料保持原有品位。文檔編號C09K3/22GK1059128SQ9010707公開日1992年3月4日申請日期1990年8月22日優(yōu)先權日1990年8月22日發(fā)明者姚佑添,曹伯興,卞桂茹,閻家華,鄭明義申請人:中國市政工程華北設計院,化學工業(yè)部天津化工研究院