[发明专利]一种抑制褐煤煤堆自燃的高分子基阻化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子基阻化剂及其制备方法，尤其是涉及一种抑制褐煤煤堆自燃的高分子基阻化剂及其制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

煤的自燃对煤的存储与运输会造成重大的安全事故和经济损失，由于煤易与空气中的氧发生放热的氧化反应，如果煤氧化放出的热量不能及时传递到其周围环境中，那么氧化反应就会加剧，导致煤的温度进一步提高。在这种条件下，一定堆积体的煤体就会发生危险的热失控而造成自燃火灾。尤其是褐煤，其起燃点低，极容易发生自燃。因此，如何抑制煤的自燃引起了发电、炼钢等用煤企业以及轮渡、火车等运煤企业的广泛关注。

目前，常用的阻燃剂主要有卤盐阻燃剂（如：CaCl₂、MgCl₂等）、铵盐阻燃剂（如：碳酸氢胺、氯化铵等）、氢氧化钙阻燃剂、硅凝胶和高聚物阻燃剂等，近年来，又出现了新型凝胶阻燃剂、新型泡沫阻燃剂等。

卤盐阻燃剂具有很强的吸水性，能使得煤种长期处于潮湿的状态，在煤种的表面形成水膜层，阻止和削弱煤氧化，同时这部分水还起到降温的作用，但是，卤素的使用对锅炉和设备管路腐蚀非常严重。铵盐阻燃剂受热分解，除了能够吸取煤体的热量同时还会产生NH₃和CO₂等气体，NH₃能够捕获煤氧化链反应中的自由基，起到抑制煤燃烧的作用，另外，CO₂等惰性气体可稀释煤体表面的氧浓度，然而，分解产生的NH₃等气体有害，对环境造成了污染，如公开日为2012年07月04日，公开号为CN102532600A的中国专利中，公开了一种三聚氰铵盐阻燃剂，该阻燃剂为含有四氢呋喃环结构的膦酸三聚氰铵盐，即该阻燃剂就属于铵盐阻燃剂。氢氧化钙阻燃剂等碱土金属的使用，不恰当的使用可能会导致煤灰熔点的降低等，不利于燃煤锅炉的安全运行。

相比较而言，近年来新出现的复合型、高分子聚合物型、凝胶型阻燃剂具有环保、高效、性能稳定的特点，但费用也相对较高。目前还没有一种能够有效抑制褐煤在存储过程中的自燃行为，且不影响褐煤燃烧特征，不产生任何有毒有害气体，有效抑制扬尘等特点的抑制褐煤煤堆自燃的高分子基阻化剂及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种能够有效抑制褐煤在存储过程中的自燃行为，且不影响褐煤燃烧特征，不产生任何有毒有害气体，有效抑制扬尘等特点的抑制褐煤煤堆自燃的高分子基阻化剂及其制备方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该抑制褐煤煤堆自燃的高分子基阻化剂的特点在于：包括重量份数为1-30份的高分子材料、0.05-2份的分散剂、0.5-40份的渗透剂、0.1-5份的成膜剂和33-98.35份的溶剂。由此使得本发明中的高分子基阻化剂能够有效遏制褐煤在存储过程中的自燃行为。

作为优选，本发明所述高分子材料为聚乙烯、聚丙烯酸酯、乙烯醋酸乙烯聚合物、聚乙烯醇缩醛和乙烯-辛烯共聚物中的一种或者两种以上混合物。

作为优选，本发明所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠和聚氧化乙烯中的一种或者两种以上混合物。

作为优选，本发明所述渗透剂为聚氧乙烯十二烷基醚、聚乙二醇壬基酚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和琥珀酸脂磺酸钠中的一种或者两种以上混合物。

作为优选，本发明所述成膜剂为十二碳醇酯。

作为优选，本发明所述溶剂为水。

一种抑制褐煤煤堆自燃的高分子基阻化剂的制备方法，其特点在于：先将高分子材料分散到溶剂中，连续搅拌，然后向溶剂中依次加入分散剂、渗透剂和成膜剂，继续搅拌至获得透明溶液，从而制得高分子基阻化剂。由此使得本发明的工艺简单，制备容易。

作为优选，本发明所述高分子材料的聚合度大于5000。

作为优选，本发明整个制备过程中，所述溶剂的温度为10-80℃。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）在高分子材料、分散剂、渗透剂和成膜剂的协同作用下，本发明中的高分子基阻化剂能够有效遏制褐煤在存储过程中的自燃行为。（2）本发明中的高分子基阻化剂不影响褐煤的燃烧特征，能够在500℃左右完全分解，有利于锅炉的安全运行。（3）本发明中的高分子基阻化剂在使用过程中不产生任何有毒有害气体，有利于用煤企业周围的环境保护。（4）本发明中的高分子基阻化剂在使用过程中能够有效抑制扬尘，改善工作环境。（5）本发明中的高分子基阻化剂不影响褐煤的燃烧特征。