本发明涉及运输车皮防冻技术领域，尤其涉及一种铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂。
背景技术：
煤炭和矿粉等散装颗粒物中含有一定的水分，在冬季铁路运输时车厢内物料容易发生冻结，给冬季运输和卸车带来极大的困难，也给铁路、煤矿、港口和煤炭用户造成巨大经济损失，严重影响车辆的周转和运输效率。
目前铁路运输中普遍采用向物料上喷洒防冻液的方法来解决上述问题。铁道部根据运输实际，提出并施行了铁道部行业标准tb/t3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》，其中主要性能指标规定：冰点≤-46℃，粘度2～9mpa·s。
但是，由于受到煤炭开采过程和洗煤的影响，煤炭中的水分含量大多在8～20％，甚至更高，造成现有防冻液的冰点在实际应用过程中会减低很多，使得粘帮、冻车现象仍时有发生。另外，由于列车的高速运行，速度和风向使得车厢壁和车厢内温度和湿度都有不同程度的降低，也造成了-46℃的冰点指标不能满足运输的要求，是造成冻车的主要原因。
现有防冻液大都是无机盐的水溶液，粘度一般为4～5mpa·s，虽然符合tb/t3208-2008粘度2～9mpa·s的指标要求，但由于防冻液本身的流体性质和受煤中所含水分的稀释作用，喷洒在车厢壁上的防冻液容易流失至车厢底部，不能存留在车厢壁帮。这是造成粘帮、冻车的另一个主要原因。
因此，提供一种冰点能够满足不粘帮、不冻车要求，粘度较高但又便于喷洒作业的防冻液，便成为铁路运输中急需解决的技术难题。
中国专利公开号：cn201310191864.1公开了一种挂壁防冻液，由0.1～2％水溶性高分子聚合物、35～60％具低冰点特性的无机盐、1～5％防腐剂、5～20％具低冰点特性的水溶型有机物和余量的水混配制成，其中的水溶性高分子聚合物为可溶性纤维素衍生物、可溶性淀粉衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的一种或几种的复配物。其产品冰点≤-56℃，粘度(20℃)8～18mpa·s，均显著高于tb/t3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》指标要求。
但是在挂壁防冻液的使用过程中发现，挂壁防冻液中的水溶性高分子聚合物在遇到金属离子时存在产生软沉淀和耐盐性低的现象，不仅有粘度降低的倾向，而且产生的软沉淀在喷洒过程中容易引起喷头堵孔，造成防冻液喷淋不均，甚至喷不出来的现象。
技术实现要素：
为此，本发明提供一种铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂，用以克服现有技术中防冻液存在软沉淀的问题。
一方面，本发明提供一种铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂，其按重量份包括：羟乙基纤维素5-10份；羟丙基甲基纤维素6-10份；聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物9-40份；防冻剂35-65份；防腐剂6-10份。
进一步地，所述防冻液为无机盐与水溶有机物的混合物。
进一步地，所述无机盐为二水氯化钙、六水氯化镁、四水硝酸钙、流水硝酸镁、硅酸钠中的一种或多种混合物。
进一步地，所述水溶有机物为尿素、三乙醇胺、丙三醇、丁二醇、甲醇、聚乙二醇、丙二醇、己二醇、木糖醇、局丙二醇、山梨糖醇中的一种或多种混合物。
进一步地，所述防腐剂为硼砂、钼酸钠、亚硝酸钠、苯丙三氮唑中的一种或多种混合物。
另一方面，本发明提供一种铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂的制备方法，包括：
步骤1：将聚乙烯醇分次加入纯水中，搅拌升温，待聚乙烯醇完全溶解后，进行一次降温，并依次加入丙烯酸、过硫酸钾和乙二醇，使其进行保温聚合反应3h，反应完成后对溶液进行二次降温，并调节反应液的粘度和ph值，调节完成后降温得到聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物；
步骤2：将无机盐溶于纯水中并搅拌溶解，溶解后向溶液中加入水溶有机物，混合后制得防冻剂；
步骤3：向所述步骤1中制得的防冻剂内加入防腐剂并搅拌均匀，搅拌完成后进行过滤；
步骤4：将所述羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素与所述步骤1中制得的聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物依次加入所述步骤2中过滤后的溶液里，搅拌至上述三种原料混合均匀，即得所述铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂。
进一步地，其特征在于，所述步骤1中的加热温度为90℃。
进一步地，所述步骤1中一次降温的温度为80℃，二次降温的温度为50℃。
进一步地，所述步骤1中调节粘度和ph值的原料为氢氧化钙。
进一步地，所述步骤3中的过滤方法为真空过滤。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂有效解决了水溶性高分子聚合物遇到金属离子时易产生软沉淀以及耐盐性低、有粘度降低倾向的问题，采用的聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物耐盐性能高，不产生软沉淀。
进一步地，本发明制备的铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂粘度(20℃)8～18mpa·s；ph值6.5～7.5；冰点≤-56℃；其它指标符合铁道部行业标准tb/t3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》要求。
进一步地，本发明制备的铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂无毒、无味，符合环保要求，生产成本低廉，产品粘度高，冰点满足不粘帮、不冻车要求，现场配制挂壁防冻液使用，没有软沉淀，便于喷洒作业，喷洒过程中不会出现堵塞喷头的问题。本发明的挂壁防冻液ph值适中，对车厢壁腐蚀性小。
进一步地，本发明的铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂主要用于散装颗粒物运输过程中的防冻，解决运煤列车喷洒防冻液后仍存在到港后车帮有粘冻煤、冻车难于卸车等问题，提高列车周转率，减少到港后煤的损失，避免因列车有冻煤造成的事故，节约运煤成本、提高经济效益。
进一步地，使用本发明铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂进行实际应用试验，通过在现场的计量和观察，无任何粘煤现象，达到了不粘帮、不冻车的目的，而且通过与现有防冻液应用对比，本发明的挂壁防冻液不产生软沉淀，避免了喷孔堵塞，运输过程不沾粘、不亏吨，避免了现有防冻液的亏吨、冻车现象。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例以羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物、防冻剂和防腐剂为原料，下面根据各个实施例不同的配比进行说明。
实施例1
一种述铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂，其制作方法如下：
步骤1：将48份聚乙烯醇分次加入1050份水中，搅拌升温至90℃，待聚乙烯醇完全溶解后，降温至80℃，依次加入30份丙烯酸、0.45份过硫酸钾和10份乙二醇，80℃保温聚合反应3h，降温至50℃，以氢氧化钙调节反应液的粘度至(20℃)在800～1000mpa·s，ph值至11～13，降温得到聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物。
步骤2：将30份六水氯化镁溶于18份纯水中并搅拌溶解，溶解后向溶液中加入6份苯丙三氮唑，混合后制得防冻剂；
步骤3：向所述步骤1中制得的防冻剂内加入6份硼砂并搅拌均匀，搅拌完成后进行过滤；
步骤4：将所述羟乙基纤维素5份、羟丙基甲基纤维素6份与所述步骤1中制得的聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物10份依次加入所述步骤2中过滤后的溶液里，搅拌至上述三种原料混合均匀，即得所述铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂1。
实施例2
一种述铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂，其制作方法如下：
步骤1：将48份聚乙烯醇分次加入1050份水中，搅拌升温至90℃，待聚乙烯醇完全溶解后，降温至80℃，依次加入30份丙烯酸、0.45份过硫酸钾和10份乙二醇，80℃保温聚合反应3h，降温至50℃，以氢氧化钙调节反应液的粘度至(20℃)在800～1000mpa·s，ph值至11～13，降温得到聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物。
步骤2：将60份六水氯化镁溶于20份纯水中并搅拌溶解，溶解后向溶液中加入5份尿素，混合后制得防冻剂；
步骤3：向所述步骤1中制得的防冻剂内加入10份硼砂并搅拌均匀，搅拌完成后进行过滤；
步骤4：将所述羟乙基纤维素10份、羟丙基甲基纤维素10份与所述步骤1中制得的聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物40份依次加入所述步骤2中过滤后的溶液里，搅拌至上述三种原料混合均匀，即得所述铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂2。
实施例3
一种述铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂，其制作方法如下：
步骤1：将48份聚乙烯醇分次加入1050份水中，搅拌升温至90℃，待聚乙烯醇完全溶解后，降温至80℃，依次加入30份丙烯酸、0.45份过硫酸钾和10份乙二醇，80℃保温聚合反应3h，降温至50℃，以氢氧化钙调节反应液的粘度至(20℃)在800～1000mpa·s，ph值至11～13，降温得到聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物。
步骤2：将20份四水硝酸钙和13份二水氯化钙溶于20份纯水中并搅拌溶解，溶解后向溶液中加入2.5份尿素和3份聚乙二醇，混合后制得防冻剂；
步骤3：向所述步骤1中制得的防冻剂内加入4份硼砂，4份亚硝酸钠并搅拌均匀，搅拌完成后进行过滤；
步骤4：将所述羟乙基纤维素5份、羟丙基甲基纤维素6份与所述步骤1中制得的聚乙烯醇接枝丙烯酸钙共聚物10份依次加入所述步骤2中过滤后的溶液里，搅拌至上述三种原料混合均匀，即得所述铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂3。应用例1
向350份水中加入200份所述实施例1制备得到的铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂1并搅拌均匀，再加入300份六水氯化镁和150份二水氯化钙，搅拌均匀，制成铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂成品。
经检测，所述铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂成品主要技术指标如下：
密度(20℃)1.29g/cm3；粘度(20℃)11.88mpa·s；ph值6.61；冰点-60℃；其它指标符合铁道部行业标准tb/t3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》要求。
应用例2
向310份水中加入160份所述实施例2制备得到的铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂2并搅拌均匀，再加入300份六水硝酸镁和150份六水氯化镁，搅拌均匀，制成铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂成品。
经检测，所述铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂成品主要技术指标如下：
密度(20℃)1.42g/cm3；粘度(20℃)11.82mpa·s；ph值6.85；冰点-58℃；其它指标符合铁道部行业标准tb/t3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》要求。
应用例3
向318份水中加入180份所述实施例3制备得到的铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂3并搅拌均匀，再加入246份六水氯化镁、128份四水硝酸钙和128份二水氯化钙，搅拌均匀，制成铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂成品。
经检测，所述铁路煤炭运输车皮防冻增粘剂成品主要技术指标如下：
密度(20℃)1.18g/cm3；粘度(20℃)12.22mpa·s；ph值6.72；冰点-59℃；其它指标符合铁道部行业标准tb/t3208-2008《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。