一种能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备方法，包括：1）吸收基土的装备：1?1）原料配备，按照所述吸收基土的总重量计：称取3~5份石灰粉，2~3份粘土，1~2份煤粉，1~2份木炭，得到混合物A；1?2）混合粉碎，1?3）振动筛选，1?4）混合球磨，1?5）防尘上料，1?6）旋式洒料，得吸收基土；2）液体隔氧膜的制备：2?1）榆树浆反应液的制备，2?2）淀粉原浆的加入，2?3）冷却，2?4）含淀粉榆树浆液冷却至室温后，得液体隔氧膜；3）合成阻燃剂；采用简单合理的制备技术进行防止碳材料自燃的阻燃剂制备，其采用低成本原材料制备出的阻燃剂，形成煤炭隔绝层，实现对长期堆放、存储煤炭自燃现象的控制。
【专利说明】
一种能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及新材料技术领域，具体的说，是一种能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]煤炭自燃，是煤炭开采、储运过程中普遍存在的一种现象，它是煤炭与空气中的氧气发生氧化作用引发的自动燃烧现象，是一个自加速的氧化放热反应。首先，氧分子与煤炭表面的活性官能团发生物理、化学反应，使煤炭温度缓慢上升，随着温度的升高，促使煤的氧化反应加速，并释放大量反应热，这些热量在煤体内部积聚起来，最终导致了煤炭的自燃。煤炭自燃不仅威胁到人们的生民财产安全，同时，也会对环境造成立体式的污染，因此，控制煤炭自燃刻不容缓。
[0003]影响煤炭堆储自燃的因素有:水份、通风率、颗粒细度、挥发份、温度等，其中，煤炭含水量太高，水份蒸发时从外界吸收大量的热量，这些热量会被煤炭吸收存储，再加之煤炭自身颗粒大小所形成的堆放间隙和堆储场地的通风情况，使得煤堆温度上升引发自燃。
[0004]目前，控制煤炭自燃的常见方法主要有:惰性气体封闭式窒息灭火、固化材料隔氧灭火、阻化剂隔氧灭火等多种灭火手段，总结上述几种方法，不难发现，此类方法都是通过隔断氧气实现的防自燃目的，虽然能防止自燃，但是适用性不强，控制成本较大，预防时效相对较短。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于设计出一种能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备方法，采用简单合理的制备技术进行能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备，其采用低成本原材料制备出的阻燃剂，利用隔氧阻热的基土和表面活性控制剂相结合的方式形成煤炭隔绝层，实现对长期堆放、存储煤炭自燃现象的控制，并且从生产成本和环保角度讲，都具有良好的效果。
[0006]本发明通过下述技术方案实现:一种能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备方法，所述阻燃剂由吸收基土和液体隔氧膜组成，所述吸收基土按照吸收基土总重量计，由以下组分构成:
石灰粉 3?5份粘土2?3份
煤粉I?2份
木炭I?2份
所述液体隔氧膜按照液体隔膜氧的总重量计，由以下组分构成:
榆树浆反应液30?40份渗透剂6?8份
活性氧化锌3?4份
淀粉原浆2?3份； 所述吸收基土与液体隔氧膜的质量之比为I: 1-3;
所述阻燃剂的制备方法包括:
1)吸收基土的装备:
1-1)原料配备，按照所述吸收基土的总重量计:分别称取3~5份石灰粉，2?3份粘土，I?2份煤粉，I?2份木炭，得到混合物A;
1-2)混合粉碎，按照步骤1-1)的比例配制原料后，将所述混合物A加入到粉碎机中进行粉碎，粉碎粒度尺寸控制在12mm?18mm之间，得到粉碎料A;
1-3 )振动筛选，将所述粉碎料A转入振动给料筛，对所述粉碎料A进行粒度筛选，利用振动给料筛的高频振动促进充分混合，得到粒度尺寸<8mm的过筛料A ；
1-4)混合球磨，将所述过筛料A送入混合型球磨机，混合型球磨机对过筛料A进行进一步混合和粉碎，最终球磨粉碎粒度为1.5?3mm，得到球磨料A;
1-5)防尘上料，将所述的球磨料A输送到防尘上料机，保持匀速上料；
1-6)旋式洒料，由所述防尘上料机来的所述球磨料A进入旋式洒料机，经过所述旋式洒料机上配备的防尘喷雾器，喷洒到成品储罐，得吸收基土；
2)液体隔氧膜的制备:
2-1)榆树浆反应液的制备，按榆树皮和自来水的质量比为I: 2?4制备30?40份的榆树浆反应液，将榆树皮和自来水均置于粘结液制备炉内，在所述粘结液制备炉内经恒温加热熬制，加热温度为100°C，加热时间为Ih，得到粘度为40?60 mPa.s的榆树浆反应液；
2-2 )淀粉原浆的加入，将步骤2-1)得到的榆树浆反应液继续加热，将温度调整到145.2°C，加入2?3份的淀粉原浆，在145.2°C继续熬制1.5h，得含淀粉榆树浆液；
2-3)冷却，熬制好的含淀粉榆树浆液由输送栗转入粘结液降温塔，将含淀粉榆树浆液温度冷却到室温，当测的粘度为45?55mPa.s即为冷却结束；
2-4)含淀粉榆树浆液冷却至室温后，由渗透剂储存罐向阻燃剂混合反应塔输送，输送时，混入6?8份渗透剂，而后在所述阻燃剂混合反应塔内，加入3?4份的活性氧化锌，然后输送至液体隔氧膜反应塔，在液体隔氧膜反应塔内进行搅拌反应，搅拌的转速为38?46r/s，搅拌时间为15分钟，然后在90r/s的搅拌速度下继续搅拌30分钟，得到浆液粘度为50 ±5mPa.s，温度为28 ± 5°C的液体隔氧膜；
3)合成阻燃剂，将步骤2)所得液体隔氧膜输送至耐压存储罐，再由耐压存储罐送至涡轮增压栗，通过液体隔氧膜喷射器，喷洒到所述成品储罐中，在所述成品储罐中，与所述步骤I)所得的吸收基土进行喷洒混合，控制所述吸收基土与所述液体隔氧膜的质量之比为1:1?3，得阻燃剂。
[0007]进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式:将所述成品储罐内的阻燃剂喷洒在碳材料堆外表面，控制喷洒总厚度为20?30mm。
[0008]进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式:将所述步骤I)所得的所述吸收基土进行喷洒在碳材料堆外表面，控制所述吸收基土的喷洒厚度为15?25mm，然后将所述步骤2)所得的所述液体隔氧膜进行喷洒，喷洒在所述喷洒有吸收基土的碳材料堆的吸收基土的外表面。
[0009]本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
本发明采用简单合理的制备技术进行能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备，其采用低成本原材料制备出的阻燃剂，利用隔氧阻热的基土和表面活性控制剂相结合的方式形成煤炭隔绝层，实现对长期堆放、存储煤炭自燃现象的控制，并且从生产成本和环保角度讲，都具有良好的效果。
【具体实施方式】
[0010]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0011]实施例1:
一种能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备方法，所述阻燃剂由吸收基土和液体隔氧膜组成，所述吸收基土按照吸收基土总重量计，由以下组分构成:
石灰粉 3?5份粘土2?3份
煤粉1~2份
木炭I?2份
所述液体隔氧膜按照液体隔膜氧的总重量计，由以下组分构成:
榆树浆反应液30?40份渗透剂6?8份
活性氧化锌3?4份
淀粉原浆2?3份；
所述吸收基土与液体隔氧膜的质量之比为I: 1-3;
所述阻燃剂的制备方法包括:
1)吸收基土的装备:
1-1)原料配备，按照所述吸收基土的总重量计:分别称取3~5份石灰粉，2?3份粘土，I?2份煤粉，I?2份木炭，得到混合物A;
1-2)混合粉碎，按照步骤1-1)的比例配制原料后，将所述混合物A加入到粉碎机中进行粉碎，粉碎粒度尺寸控制在12mm?18mm之间，得到粉碎料A;
1-3 )振动筛选，将所述粉碎料A转入振动给料筛，对所述粉碎料A进行粒度筛选，利用振动给料筛的高频振动促进充分混合，得到粒度尺寸<8mm的过筛料A ；
1-4)混合球磨，将所述过筛料A送入混合型球磨机，混合型球磨机对过筛料A进行进一步混合和粉碎，最终球磨粉碎粒度为1.5?3mm，得到球磨料A;
1-5)防尘上料，将所述的球磨料A输送到防尘上料机，保持匀速上料；
1-6)旋式洒料，由所述防尘上料机来的所述球磨料A进入旋式洒料机，经过所述旋式洒料机上配备的防尘喷雾器，喷洒到成品储罐，得吸收基土；
2)液体隔氧膜的制备:
2-1)榆树浆反应液的制备，按榆树皮和自来水的质量比为I: 2?4制备30?40份的榆树浆反应液，将榆树皮和自来水均置于粘结液制备炉内，在所述粘结液制备炉内经恒温加热熬制，加热温度为100°C，加热时间为Ih，得到粘度为40?60 mPa.s的榆树浆反应液；
2-2 )淀粉原浆的加入，将步骤2-1)得到的榆树浆反应液继续加热，将温度调整到145.2°C，加入2?3份的淀粉原浆，在145.2°C继续熬制1.5h，得含淀粉榆树浆液；
2-3)冷却，熬制好的含淀粉榆树浆液由输送栗转入粘结液降温塔，将含淀粉榆树浆液温度冷却到室温，当测的粘度为45?55mPa.s即为冷却结束；
2-4)含淀粉榆树浆液冷却至室温后，由渗透剂储存罐向阻燃剂混合反应塔输送，输送时，混入6?8份渗透剂，而后在所述阻燃剂混合反应塔内，加入3?4份的活性氧化锌，然后输送至液体隔氧膜反应塔，在液体隔氧膜反应塔内进行搅拌反应，搅拌的转速为38?46r/s，搅拌时间为15分钟，然后在90r/s的搅拌速度下继续搅拌30分钟，得到浆液粘度为50 ±5mPa.s，温度为28 ± 5°C的液体隔氧膜；
3)合成阻燃剂，将步骤2)所得液体隔氧膜输送至耐压存储罐，再由耐压存储罐送至涡轮增压栗，通过液体隔氧膜喷射器，喷洒到所述成品储罐中，在所述成品储罐中，与所述步骤I)所得的吸收基土进行喷洒混合，控制所述吸收基土与所述液体隔氧膜的质量之比为1:1?3，得阻燃剂。
[0012]采用简单合理的制备技术进行能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备，其采用低成本原材料制备出的阻燃剂，利用隔氧阻热的基土和表面活性控制剂相结合的方式形成煤炭隔绝层，实现对长期堆放、存储煤炭自燃现象的控制，并且从生产成本和环保角度讲，都具有良好的效果。
[0013]实施例2:
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式:将所述成品储罐内的阻燃剂喷洒在碳材料堆外表面，控制喷洒总厚度为20?30mm。
[0014]实施例3:
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式:将所述步骤I)所得的所述吸收基土进行喷洒在碳材料堆外表面，控制所述吸收基土的喷洒厚度为15?25mm，然后将所述步骤2)所得的所述液体隔氧膜进行喷洒，喷洒在所述喷洒有吸收基土的碳材料堆的吸收基土的外表面。
[0015]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备方法，其特征在于:所述阻燃剂由吸收基土和液体隔氧膜组成，所述吸收基土按照吸收基土总重量计，由以下组分构成: 石灰粉 3?5份 粘土2?3份 煤粉1~2份 木炭I?2份 所述液体隔氧膜按照液体隔膜氧的总重量计，由以下组分构成: 榆树浆反应液30?40份渗透剂6?8份活性氧化锌3?4份淀粉原浆2?3份； 所述吸收基土与液体隔氧膜的质量之比为I: 1-3; 所述阻燃剂的制备方法包括: 1)吸收基土的装备: 1-1)原料配备，按照所述吸收基土的总重量计:分别称取3?5份石灰粉，2?3份粘土，I?2份煤粉，I?2份木炭，得到混合物A; 1-2)混合粉碎，按照步骤1-1)的比例配制原料后，将所述混合物A加入到粉碎机中进行粉碎，粉碎粒度尺寸控制在12mm?18mm之间，得到粉碎料A; 1-3)振动筛选，将所述粉碎料A转入振动给料筛，对所述粉碎料A进行粒度筛选，利用振动给料筛的高频振动促进充分混合，得到粒度尺寸<8mm的过筛料A ； 1-4)混合球磨，将所述过筛料A送入混合型球磨机，混合型球磨机对过筛料A进行进一步混合和粉碎，最终球磨粉碎粒度为1.5?3mm，得到球磨料A; 1-5)防尘上料，将所述的球磨料A输送到防尘上料机，保持匀速上料； 1-6)旋式洒料，由所述防尘上料机来的所述球磨料A进入旋式洒料机，经过所述旋式洒料机上配备的防尘喷雾器，喷洒到成品储罐，得吸收基土； 2)液体隔氧膜的制备: 2-1)榆树浆反应液的制备，按榆树皮和自来水的质量比为I: 2?4制备30?40份的榆树浆反应液，将榆树皮和自来水均置于粘结液制备炉内，在所述粘结液制备炉内经恒温加热熬制，加热温度为100°C，加热时间为Ih，得到粘度为40?60 mPa.s的榆树浆反应液； 2-2)淀粉原浆的加入，将步骤2-1)得到的榆树浆反应液继续加热，将温度调整到145.2°C，加入2?3份的淀粉原浆，在145.2°C继续熬制1.5h，得含淀粉榆树浆液； 2-3)冷却，熬制好的含淀粉榆树浆液由输送栗转入粘结液降温塔，将含淀粉榆树浆液温度冷却到室温，当测的粘度为45?55mPa.s即为冷却结束； 2-4)含淀粉榆树浆液冷却至室温后，由渗透剂储存罐向阻燃剂混合反应塔输送，输送时，混入6?8份渗透剂，而后在所述阻燃剂混合反应塔内，加入3?4份的活性氧化锌，然后输送至液体隔氧膜反应塔，在液体隔氧膜反应塔内进行搅拌反应，搅拌的转速为38?46r/s，搅拌时间为15分钟，然后在90r/s的搅拌速度下继续搅拌30分钟，得到浆液粘度为50 ±5mPa.s，温度为28 ± 5°C的液体隔氧膜； 3)合成阻燃剂，将步骤2)所得液体隔氧膜输送至耐压存储罐，再由耐压存储罐送至涡轮增压栗，通过液体隔氧膜喷射器，喷洒到所述成品储罐中，在所述成品储罐中，与所述步骤I)所得的吸收基土进行喷洒混合，控制所述吸收基土与所述液体隔氧膜的质量之比为1:1?3，得阻燃剂。2.根据权利要求1所述的一种能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备方法，其特征在于:将所述成品储罐内的阻燃剂喷洒在碳材料堆外表面，控制喷洒总厚度为20~30mm。3.根据权利要求1或2所述的一种能防止碳材料自燃的阻燃剂的制备方法，其特征在于:将所述步骤I)所得的所述吸收基土进行喷洒在碳材料堆外表面，控制所述吸收基土的喷洒厚度为15?25mm，然后将所述步骤2)所得的所述液体隔氧膜进行喷洒，喷洒在所述喷洒有吸收基土的碳材料堆的吸收基土的外表面。
【文档编号】C09K21/06GK105969406SQ201610310141
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】周洁
【申请人】成都易创思生物科技有限公司