[發明專利]一種硅磷協同煤炭阻燃抑塵劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010745724.4
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111748249B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 來水利;陳功;楊欣;李晨輝
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C09D133/02
• 分類號: C09D133/02;C09D5/18;C09D5/08;C09D7/63;C09K3/22;C08F251/00;C08F251/02;C08F220/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明屬于煤炭阻燃抑塵劑領域，具體公開了一種硅磷協同煤炭阻燃抑塵劑及其制備方法，以質量份數計，其原料包括以下組分：0.10?0.30份磷系阻燃劑，0.15?0.30份硅烷偶聯劑，0.008?0.018份催化劑，80.0?160.0份溶劑，0.10?0.40份硅系阻燃劑，0.1?0.4份pH調節劑，83.0?125.0份去離子水，57.0?95.0份醇類化合物，1.0?2.0份天然高分子，10.0?20.0份單體，4.0?8.0份pH緩沖劑，0.1?0.4份引發劑，0.02?0.08份交聯劑，0.2?0.4份表面活性劑，0.2?1.0份增塑劑。本阻燃抑塵劑中引入了硅、磷元素，是一種高效的硅磷協同阻燃體系，能克服單一阻燃劑阻燃級別較低、極限氧指數小的缺點，具有優良的阻燃性能。噴灑后形成的高分子薄膜不僅能防止煤粉吹散，減少煤塵污染；而且能起到隔絕氧氣的效果，從而防止煤炭自燃。

技術領域

本發明屬于煤炭阻燃抑塵劑技術領域，特別涉及一種硅磷協同煤炭阻燃抑塵劑及其制備方法。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展，能源需求量越來越大，煤炭作為主要能源，其開采、運輸、儲存量逐年增加。目前我國煤炭主要通過鐵路運輸，在運輸過程中受氣流擾動極易產生揚塵，不僅會造成煤炭資源的嚴重浪費，還會給周邊空氣造成極大的污染，嚴重危害人們的身體健康。同時，煤炭的自燃在煤炭的開采和儲存中也一直威脅著作業人員的生命和采掘設備的安全，造成大量的經濟損失和資源的浪費。

傳統抑塵方法包括灑水潤濕法、篷布遮蓋法、擋風墻隔離法等，存在用水量大、操作繁瑣、抑塵效率低等問題。隨著化學抑塵劑的出現，化學抑塵法因其良好的抑塵效果，受到人們廣泛的關注和研究。傳統抑塵劑主要包括潤濕型、粘結型、凝聚型、復合型四大類。近年來，化學抑塵劑逐漸向綠色環保、廉價高效、適用廣泛、多功能型等方向發展。

阻燃劑按元素添加種類可以分為含鹵素系阻燃劑、含磷系阻燃劑、含氮系阻燃劑、含硅系阻燃劑、含鋁鎂系阻燃劑、含氮磷系阻燃劑等。但因鹵系阻燃劑引起的煙霧毒性、環境問題突出，正受到多行業的使用限制，無鹵或低鹵阻燃產品正成為行業發展趨勢。單一阻燃劑存在阻燃級別較低、極限氧指數小、添加量大的缺點。

目前我國大多將抑塵劑與阻燃劑復配使用，阻燃劑大多依賴進口，成本高昂。且如今市場上硬殼型抑塵劑應用較多，抗壓能力差，產品噴灑后固化層比較脆，受到運輸中震蕩和風力后容易碎裂，從而失去抑塵效果，因此需要大量、反復噴灑抑塵劑造成其成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硅磷協同煤炭阻燃抑塵劑及其制備方法，該阻燃抑塵劑同時具有阻燃、抑塵兩種性能，具有阻燃抑塵能力強、成膜柔韌、成本低廉、綠色環保的特點。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種硅磷協同煤炭阻燃抑塵劑，以質量份數計，其原料包括以下組分：

0.10-0.30份磷系阻燃劑，0.15-0.30份硅烷偶聯劑，0.008-0.018份催化劑，80.0-160.0份溶劑，0.10-0.40份硅系阻燃劑，0.1-0.4份pH調節劑，83.0-125.0份去離子水，57.0-95.0份醇類化合物，1.0-2.0份天然高分子，10.0-20.0份單體，4.0-8.0份pH緩沖劑，0.1-0.4份引發劑，0.02-0.08份交聯劑，0.2-0.4份表面活性劑，0.2-1.0份增塑劑。

進一步，磷系阻燃劑為DOPO。

進一步，硅烷偶聯劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一種。

進一步，催化劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈和偶氮二異丁酸二甲酯中的至少一種。

進一步，硅系阻燃劑為納米SiO₂、高嶺土、硅藻土、蒙脫土和凹凸棒土中的至少一種。