专利名称：：露天煤堆防水乳胶的制作方法
技术领域：
：本发明属于防水涂料
技术领域：
，具体涉及一种应用于大型露天煤堆的防水乳胶。技术背景工业大型煤堆由于露天堆放，雨水的冲刷渗透不可避免，再加上为了控制煤尘飞扬采取的人工喷水措施，使原煤的水分大幅增加。目前炼焦煤水分平均在10%左右，雨季时则高达13%-15%。根据炼焦技术规程规定炼焦煤水分每增加1%，炼焦耗热量相应增加约29-33kJ/kg，对于大型焦炉，可增加约62kJ/kg。并且原煤中水分的增加使得炼焦时间相应增加20-30分钟，炼焦时间的延长，不仅增加了炼焦能耗，而且降低了生产效率。因此，造成企业生产成本的提高和能源的浪费。同时，水分大幅波动给用户的生产稳定顺行带来了较大的影响。但查阅各种资料，目前基本没有针对露天煤堆的相关防水产品和相关报道。近年来，致力于研究减少煤堆粉尘飞扬的产品较多，如聚醋酸乙烯乳胶液、N81620等化学抑尘剂。该类产品扬尘效果较好，但是防水性能不佳，不能有效阻止外部雨水对煤堆的渗透。传统的防水涂料种类很多，主要应用于建筑等方面，没有应用于煤堆的防水涂料。防水涂料一般是由沥青、合成高分子聚合物、合成高分子聚合物与沥青、合成高分子与水泥或以无机复合材料等为主要成膜物质，掺入适量的颜料、助剂、溶剂等加工制成的溶剂型、水乳型或反应型的，在常温下无固定形状的黏稠状液态或可液化的固体粉末状态的含高分子合成材料的复合材料。大型露天煤堆没有平整的表面，由于煤颗粒较大且形状不同，大块颗粒煤滚落到煤堆底部，使煤堆形成倾斜的表面，且倾斜的煤堆表面是不平整的，存在很多孔隙，所以普通的建筑防水涂料应用在煤堆上是不行的。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种新型的应用于露天煤堆的防水乳胶，该防水乳胶可以减少外部水分如雨水和人工喷水等对煤堆的渗透，从而降低煤水分，对后道工序如炼焦生产起到节约能耗、提高产能和稳定生产的作用，同时还可以兼顾抑制扬尘的作用。本发明的技术方案如下-一种露天煤堆防水乳胶，它是以苯丙乳液和弹性丙烯酸乳液作为乳液聚合基料，加入填料、水和功能性助剂制成的，其所用的物质及重量配比为固含量48±2%的苯丙乳液和固含量50±2%的弹性丙烯酸乳液基料35—45，其中，苯丙乳液与弹性丙烯酸乳液的共混比为4:66:4;<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>上述防水乳胶所用物质的较佳重量配比为苯丙乳液和弹性丙烯酸乳液基料39，其中苯丙乳液与弹性丙烯酸乳液的共混比为6:4;润湿剂0.25;分散剂0.30;消泡剂0.25;防冻剂1.25;成膜助剂4.0;憎水剂1.0;短纤维0.05;填料1.2;水50;增稠剂2.7。本发明的关键在于针对大型露天煤堆的特殊应用，确定防水乳胶基料和功能性助剂的品种，以及通过各种试验和效果对比，最终确定各组分的配比，同时制定合理的生产工艺流程。基料的选择及其组成的确定通过多次的反复和对比试验，从产品的有效性和经济性出发，最终选择苯丙乳液(硬乳液)和弹性丙烯酸乳液(软乳液)共混作为基料，配制防水乳胶效果最佳。苯丙乳液和弹性丙烯酸乳液的性能见表1。表l乳液主要技术指标<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>为确定合适的共混比，本发明进行了7次平行试验，每次试验采取在初始配方基础上，固定其它助剂(如分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂等)添加量不变，按照不同的苯丙乳液与弹性丙烯酸乳液的共混配比进行，然后测定乳胶性能进行对比分析。苯丙乳液与弹性丙烯酸乳液不同共混比的试验情况下测得的乳胶的物理性能参数见表2。表2苯丙乳液与弹性丙烯酸乳液的不同共混比情况下乳胶的物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>通过对不同共混比情况下制得的防水乳胶的性能进行检测，发现其耐热性和耐水性良好，但表干时间不一。表干时间主要取决于乳胶中成膜助剂的加入量以及乳胶中主要成膜物质乳液的最低成膜温度，特别是弹性丙烯酸乳液的加入量。弹性丙烯酸乳液属于软乳液，最低成膜温度较低(-2(TC)，在很广泛的温度范围内便可快速成膜，弹性丙烯酸乳液的加入量越大，共混制得的防水乳胶的表干时间越短。防水乳胶的表干时间如果太短，则不利于在煤堆表面形成完整的膜，有可能出现有些地方尚未喷到，而有些地方防水乳胶已干的现象，这样很容易造防水乳胶不完整、不连续。如果防水乳胶的表干时间过长也不利，因为实际煤堆颗粒粒径不一，中间有很多孔隙，防水乳胶具有一定的流动性，这样就会造成大量乳胶渗漏，使得乳胶消耗量增加。因此，从表干时间和成本角度考虑，最终确定苯丙乳液与弹性丙烯酸乳液的共混比约为4:66:4之间，最佳为6:4。除了基料以外，各种功能性助剂的选择和比例也很重要。为使本发明的防水乳胶能很方便顺畅地从喷嘴喷出来直接喷洒在露天煤堆上使用并形成一层防水膜以起到很好的防水效果，配方中需加入润湿剂、分散剂、成膜助剂、消泡剂、憎水剂、增稠剂、水和填料；为使该防水乳胶能牢固地吸附在具有很多孔隙的煤堆表面上，配方中加入了短纤维；为使该防水乳胶在冬天也能使用，配方中加入了防冻剂。上述体质填料可选择硅灰石粉、高岭土、碳酸钙、滑石粉等其中的一种或几种。润湿分散剂可分为离子型和非离子型，如德谦(上海)化学有限公司生产的润湿剂DP-18和分散剂DP-511等均可选用。增稠剂可选用碱溶胀型增稠剂，如上海华友科贸实业有限公司生产的增稠剂RHA等。消泡剂可选用上海华友科贸实业有限公司生产的消泡剂R201等。成膜助剂可选用Texanol(醇酯-12)、乙二醇乙醚、丙二醇等。防冻剂可选用乙二醇等。憎水剂可选用苏州市建筑科学研究所生产的凡柯特TL型憎水剂等。短纤维可选用涤纶纤维等。本发明的防水乳胶的生产工艺如下(工艺流程图见图l):(1)将水、润湿剂、分散剂、消泡剂、短纤维、防冻剂等加入搅拌罐中，慢速搅拌均匀；(2)缓慢加入填料；(3)高速分散搅拌30min;(4)在慢速搅拌的条件下，加入乳液聚合基料、成膜助剂、憎水剂等，继续搅拌30min;(5)待搅拌均匀后加入增稠剂、pH调节剂提高体系粘度。本发明的有益效果如下本发明是一种新型的应用于露天煤堆的防水乳胶，其防水性良好，可方便地直接喷洒在露天煤堆上使用，夏天可耐热，冬天可防冻，可有效减少外部雨水对煤堆的渗透，从而降低煤水分，对后道工序如炼焦和高炉生产起到节约能耗、提高产能和稳定生产的目的，同时还可以兼顾抑制煤尘飞扬的作用。该乳胶对煤堆的防水性能较好，对环境污染很小，属于绿色环保型防水乳胶。本发明对减少露天煤堆外来水分的侵入，降低后道工序能耗，提高生产稳定性均能产生积极效果，可广泛应用于钢铁厂、焦化厂、煤堆场、港口等企业，具有良好的推广应用前景。图1是本发明的防水乳胶配制工艺流程示意图。具体实施方式下面通过实施例和应用试验例对本发明作进一步说明。实施例选用不同配方按以下方法分别制得本发明的1一4#防水乳胶(即实施例l一4):(1)采用高速分散机法，将水、润湿剂、分散剂、消泡剂、短纤维、防冻剂及少量的增稠剂加入搅拌罐中，在400-500rpm的速度下慢速搅拌均匀；(2)缓慢加入填料，如有几种填料，则按填料的吸油量大小由小到大加入。加入填料后不久，填料浆渐渐变厚，此时适当调节分散盘与桶底距离，使漩涡成浅盆状；(3)待填料加完后将搅拌速度提高到1500rpm，高速分散搅拌30-60min。为防止温度上升过高，可根据实际情况通水冷凝，当填料浆均匀分散时，把搅拌速度减小至400rpm;(4)在慢速搅拌的条件下，逐渐缓慢加入乳液聚合基料、成膜助剂、憎水剂，并继续搅拌30-60min;(5)待搅拌均匀后加入增稠剂，并通过调整pH值以提高体系粘度。1一4#防水乳胶的配方见表3。表3l—4弁防水乳胶的配方<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>1一4#防水乳胶的主要性能测试结果见表4。表41一4#防水乳胶性能测试结果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>此外，对上述1_4弁防水乳胶进行了耐水性能和耐热性能实验。将l一4弁防水乳胶放在水中浸泡24h，取出观察防水乳胶均无起泡、皱皮、脱落等现象，与干膜一致；滴水后水滴在防水乳胶上均呈现出类似荷叶的憎水层。说明l一4#防水乳胶耐水性良好。将1一4弁防水乳胶放置在40-7(TC温度范围内，观察防水乳胶的耐热性以及随温度变化情况，发现防水乳胶无起层、鼓泡、开裂等现象。说明1一4井防水乳胶耐热性良好。应用试验例应用本发明的防水乳胶产品于2005年12月中旬在宝钢露天煤场进行了三组工业试验，每次在CE煤场各选取2个高8m，直径20m，重量760吨的大煤堆，用洒水车喷洒模拟下雨进行平行试验。每个煤堆的取样点为上下二层东南西北不同方向共8—10个点，取样深度为0.5m。试验步骤如下选取从同一条船上卸下的二个平行煤堆，取样测定水分；一堆喷洒防水乳胶，另一堆不喷；待乳胶表干后，模拟降雨进行喷水；再取样测定水分对比分析。试验例l:试验乳胶的主要性能参数见表5，试验前后煤水分数据变化情况见表6。表5试验例l所用防水抑尘乳胶的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>模拟下雨后，未喷洒防水乳胶煤堆水分增加8.7%-8.36%=0.34%模拟下雨后，喷洒防水乳胶煤堆水分增加8.4%-8.36%=0.04%防水乳胶的防水率为(0.34%-0.04%)/0.34%*1000%=88%试验例2:试验乳胶的主要性能参数见表7。表7试验例2所用防水抑尘乳胶的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>试验例3:试验乳胶的主要性能参数见表8。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>白色液体试验前水分平均为8.85%，试验后未喷洒堆为9.72%，喷洒堆为9.02%。即:模拟下雨后，未喷洒防水乳胶煤堆水分增加9.72%-8.85%=0.87%模拟下雨后，喷洒防水乳胶煤堆水分增加9.02%-8.85%=0.17%防水乳胶的防水率为(0.87%-0.17%)/0.87%*100%=80%以上应用试验结果表明本发明的防水乳胶应用在露天煤堆上的防水效果是比较明显的。该防水乳胶可直接喷洒在大型露天煤堆上使用，并在煤堆的表面形成一层防水保护膜，由此减少了外来水分的侵入。在大型露天煤堆上喷洒一次该防水乳胶后，防水效果约可维持三周以上，因此，如实际情况需要，可多喷洒几次。权利要求1.一种露天煤堆防水乳胶，其特征在于，它是以苯丙乳液和弹性丙烯酸乳液作为乳液聚合基料，加入填料、水和功能性助剂制成的，其所用的物质及重量配比为固含量48±2％的苯丙乳液和固含量50±2％的弹性丙烯酸乳液基料35-45，其中，苯丙乳液与弹性丙烯酸乳液的共混比为4∶6～6∶4；润湿剂0.25-0.30；分散剂0.30-0.40；消泡剂0.20-0.30；防冻剂1.1-1.3；成膜助剂3-5；憎水剂0.5-1.5；短纤维0.05-0.1；填料0.5-2.0；水45-60；增稠剂2.0-3.0。2、根据权利要求1所述的露天煤堆防水乳胶，其中，所用物质的重量配比为苯丙乳液和弹性丙烯酸乳液基料39，其中，苯丙乳液与弹性丙烯酸乳液的共混比为6:4;润湿剂0,25;分散剂0.30;消泡剂0.25;防冻剂1.25;成膜助剂4.0;憎水剂1.0;短纤维0.05;填料1.2;水50;增稠剂2.7。3、根据权利要求1或2所述的露天煤堆防水乳胶，其中，所述填料为硅灰石粉、高岭土、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种。4、根据权利要求3所述的露天煤堆防水乳胶，其中，所述成膜助剂为Texanol、乙二醇乙醚、丙二醇中的一种。5、根据权利要求4所述的露天煤堆防水乳胶，其中，所述防冻剂为乙二醇，所述短纤维为涤纶纤维。6、根据权利要求5所述的露天煤堆防水乳胶，其中，所述润湿剂为DP-18，分散剂为DP-511，增稠剂为RHA，消泡剂为R201，憎水剂为凡柯特TL型。短纤维0.05—0.1;水45—60;润湿剂0.25—0.30消泡剂0.20—0.30成膜助剂3—5;分散剂0.30—0.40;防冻剂1.1—1.3;憎水剂0.5—1.5;填料0.5—2.0;增稠剂2.0—3.0。全文摘要本发明公开了一种应用于露天煤堆的防水乳胶。它是以苯丙乳液和弹性丙烯酸乳液作为乳液聚合基料，加入填料、水和功能性助剂制成的，其所用物质及重量配比为苯丙乳液和弹性丙烯酸乳液基料35-45，其中，苯丙乳液与弹性丙烯酸乳液的共混比为4∶6～6∶4；润湿剂0.25-0.30；分散剂0.30-0.40；消泡剂0.20-0.30；防冻剂1.1-1.3；成膜助剂3-5；憎水剂0.5-1.5；短纤维0.05-0.1；填料0.5-2.0；水45-60；增稠剂2.0-3.0。该防水乳胶可以减少外部水分对煤堆的渗透，降低煤水分，对后道工序起到节约能耗、提高产能和稳定生产的作用，同时兼顾抑制扬尘作用。文档编号C09D125/00GK101270247SQ20071003838公开日2008年9月24日申请日期2007年3月23日优先权日2007年3月23日发明者于丽娜,姜伟忠,朱银华,程乐意,许如春,许迺鑫,军鲁申请人:宝山钢铁股份有限公司;华东理工大学