本發(fā)明涉及一種防凍隔離乳液，特別是涉及一種超低溫納米防凍隔離乳液及其制備方法。
背景技術(shù)：
煤炭是我國(guó)的主要能源之一，而煤炭的資源分布與經(jīng)濟(jì)發(fā)展極不平衡，北方多南方少、西部多東部少。為了降低煤炭的硫含量和灰分，煤炭在運(yùn)輸前大多經(jīng)過(guò)了洗煤過(guò)程，洗過(guò)的煤含水量一般在8～13％左右。在北方的冬季，含水量大的煤炭在裝載、運(yùn)輸過(guò)程會(huì)發(fā)生凍結(jié)，特別是會(huì)和運(yùn)煤車廂凍結(jié)在一起，從而影響卸車速度，造成壓車、壓港等現(xiàn)象。如果凍車后卸車不凈還會(huì)造成空車偏重，嚴(yán)重影響行車安全，在機(jī)車轉(zhuǎn)彎時(shí)極易造成翻車事故。
為了解決凍車問(wèn)題，鐵路部門進(jìn)行了防凍液的研究。2008年起，鐵路采取在運(yùn)煤列車中噴灑專有防凍液來(lái)防止凍車，并編制了詳細(xì)的噴灑作業(yè)規(guī)程。該防凍液以氯化鈣為主要成分，具有冰點(diǎn)低、價(jià)格低廉、使用方便等特點(diǎn)，在一定程度上解決了列車的凍車問(wèn)題。為保證運(yùn)煤列車的運(yùn)行速度，防止因凍車造成的壓車、壓港現(xiàn)象做出了很大貢獻(xiàn)。
但隨著氯化鈣防凍液的長(zhǎng)期使用，在作業(yè)過(guò)程中暴露出的一些問(wèn)題也引起了人們的重視，主要表現(xiàn)在：
鐵路運(yùn)輸?shù)木疵汉吭?～13％之間，噴灑的防凍液被煤炭中的水稀釋，降低了防凍液的含量，遇到極寒天氣，凍煤、凍車還有發(fā)生的可能。另外，一旦氯化鈣防凍液出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題會(huì)造成含有氯離子的水溶液滴漏在鐵路沿線(每節(jié)車廂噴灑量約80～160kg)，會(huì)對(duì)金屬車體以及路基、道床造成腐蝕。煤炭中的氯離子會(huì)對(duì)煤質(zhì)產(chǎn)生影響。 煤炭科學(xué)研究院研究表明，煤炭在使用過(guò)程中，氯離子含量過(guò)高會(huì)對(duì)燃煤設(shè)施、通風(fēng)管道造成腐蝕。煉鋼時(shí)，煤中氯離子的含量也影響鋼鐵的品質(zhì)。
現(xiàn)行的水性防凍液，由于噴灑作業(yè)部分采用人工噴灑方式，會(huì)噴灑不均勻，造成凍車。凍車問(wèn)題，實(shí)質(zhì)上是低溫下煤炭與車廂間隙的水分發(fā)生了相變?，F(xiàn)有的防凍液以水性溶液為主，低溫下容易發(fā)生相變結(jié)冰，導(dǎo)致煤炭與車廂凍結(jié)。以某車務(wù)段為例，2010年冬季到達(dá)港口卸車數(shù)83702車，其中清理凍車1575車，凍車比例為1.88％。凍車的產(chǎn)生不僅影響卸車效率，而且清理凍車需耗費(fèi)大量的人力物力。如清理不及時(shí)，則對(duì)鐵路行車安全構(gòu)成隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述凍車問(wèn)題，提出一種超低溫納米防凍隔離乳液，使其在超低溫下依然具有較高的穩(wěn)定性、優(yōu)良的防腐性能，以有效解決列車凍車的問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種超低溫納米防凍隔離乳液，包括100重量份礦物油脂和/或生物油脂、0.1～1重量份的助劑A、1～2重量份的助劑B以及13～50重量份的水，
所述助劑A包括乙烯/醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯聚合物、馬來(lái)酸酐共聚物、聚氧乙烯烷基胺或以上幾種中任意兩種以上的混合物，
所述助劑B包括山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、異硬脂酸單甘油酯、單烯基丁二酰亞胺、多烯基丁二酰亞胺或以上幾種中任意兩種以上的混合物。
優(yōu)選地，所述礦物油脂包括白油、煤油、潤(rùn)滑油、烷基苯、液體石蠟、增塑劑、柴油、潤(rùn)滑油、基礎(chǔ)油或以上幾種中任意兩種以上的混合物。
優(yōu)選地，所述生物油脂包括動(dòng)物油脂和/或植物油脂。
優(yōu)選地，所述超低溫納米防凍隔離乳液的傾點(diǎn)小于-46℃。
優(yōu)選地，所述超低溫納米防凍隔離乳液的閃點(diǎn)大于61℃。
優(yōu)選地，所述超低溫納米防凍隔離乳液的粘度大于10mPa·s。
優(yōu)選地，所述超低溫納米防凍隔離乳液的密度為0.800～1.000g.cm-3，所述超低溫納米防凍隔離乳液的酸值小于5mgKOH/g；并且在20℃時(shí)，所述超低溫納米防凍隔離乳液的表面張力小于42mN/m。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種超低溫納米防凍隔離乳液的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
1)在100重量份礦物油脂和/或生物油脂中加入0.1～1重量份的助劑A、1～2重量份的助劑B，攪拌均勻，其中所述助劑A包括乙烯/醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯聚合物、馬來(lái)酸酐共聚物、聚氧乙烯烷基胺或以上幾種中任意兩種以上的混合物，所述助劑B包括山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、異硬脂酸單甘油酯、單烯基丁二酰亞胺、多烯基丁二酰亞胺或以上幾種中任意兩種以上的混合物；
2)提高轉(zhuǎn)速攪拌，加入13～50重量份的水；
3)攪拌20min后，混合物變成白色或淺黃色即完成制備。
優(yōu)選地，所述步驟1)中攪拌轉(zhuǎn)速為500r/min。
優(yōu)選地，所述步驟2)中攪拌轉(zhuǎn)速3000r/min。
優(yōu)選地，所述礦物油脂包括白油、煤油、潤(rùn)滑油、烷基苯、液體石蠟、增塑劑、柴油、潤(rùn)滑油、基礎(chǔ)油或以上幾種中任意兩種以上的混合物。
優(yōu)選地，所述生物油脂包括動(dòng)物油脂和/或植物油脂。
優(yōu)選地，所述超低溫納米防凍隔離乳液的傾點(diǎn)小于-46℃。
優(yōu)選地，所述超低溫納米防凍隔離乳液的閃點(diǎn)大于61℃。
優(yōu)選地，所述超低溫納米防凍隔離乳液的粘度大于10mPa·s。
優(yōu)選地，所述超低溫納米防凍隔離乳液的密度為0.800～1.000g.cm-3，所述超低溫納米防凍隔離乳液的酸值小于5mgKOH/g；并且在20℃時(shí)，所述超低溫納米防凍隔離乳液的表面張力小于42mN/m。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種防止運(yùn)煤列車車廂凍結(jié)的方法，在運(yùn)煤列車車廂裝煤之前，在車廂內(nèi)表面上噴灑或涂抹0.036～0.091 kg/m2超低溫納米防凍隔離乳液。
基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
本發(fā)明的超低溫納米防凍隔離乳液為油性物質(zhì)，且具有傾點(diǎn)低、疏水、腐蝕性低等特點(diǎn)。將本發(fā)明的超低溫納米防凍隔離乳液噴灑在運(yùn)煤列車車廂內(nèi)后，可以在車廂與煤炭之間形成一層阻水的隔離膜，保證在運(yùn)輸過(guò)程中車廂與廂體中的煤炭不粘連，可以有效解決運(yùn)煤車凍車的問(wèn)題。
本發(fā)明的超低溫納米防凍隔離乳液不僅可以起到防凍、隔離效果，還可以起到對(duì)車廂、路軌的保護(hù)作用，減緩腐蝕的發(fā)生。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
本發(fā)明的提出了一種超低溫納米防凍隔離乳液，其在超低溫下依然具有較高的穩(wěn)定性、優(yōu)良的防腐性能，以有效解決列車凍車的問(wèn)題。
具體地，所述超低溫納米防凍隔離乳液包括100重量份礦物油脂和/或生物油脂、0.1～1重量份的助劑A、1～2重量份的助劑B以及13～50重量份的水。
所述助劑A包括乙烯/醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯聚合物、馬來(lái)酸酐共聚物、聚氧乙烯烷基胺或以上幾種中任意兩種以上的混合物。所述助劑B包括山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、異硬脂酸單甘油酯、單烯基丁二酰亞胺、多烯基丁二酰亞胺或以上幾種中任意兩種以上的混合物。所述助劑A為降凝劑，可以減低產(chǎn)品的凝點(diǎn)。助劑B為乳化劑，起分散作用，形成油包水的分子結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，所述礦物油脂包括白油、煤油、潤(rùn)滑油、烷基苯、液體石蠟、增塑劑、柴油、潤(rùn)滑油、基礎(chǔ)油或以上幾種中任意兩種以上的混合物；所述生物油脂包括動(dòng)物油脂和/或植物油脂。
優(yōu)選地，所述超低溫納米防凍隔離乳液的傾點(diǎn)小于-46℃，超低 溫下的流動(dòng)性依然能夠得到保障。所述超低溫納米防凍隔離乳液的閃點(diǎn)大于61℃，安全性較高。所述超低溫納米防凍隔離乳液的粘度大于10mPa·s。進(jìn)一步，本發(fā)明的超低溫納米防凍隔離乳液還具有以下物理化學(xué)指標(biāo)，所述超低溫納米防凍隔離乳液的密度為0.800～1.000g.cm-3，所述超低溫納米防凍隔離乳液的酸值小于5mgKOH/g，所述超低溫納米防凍隔離乳液的表面張力小于42mN/m(在20℃時(shí))。
具體技術(shù)指標(biāo)如下表所示：
檢驗(yàn)單位為鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心鐵路運(yùn)輸包裝檢驗(yàn)站、報(bào)告編號(hào)為(2014)YB字第W140號(hào)。
本發(fā)明的超低溫納米防凍隔離乳液為油性物質(zhì)，且具有傾點(diǎn)低、疏水、腐蝕性低等特點(diǎn)。將本發(fā)明的超低溫納米防凍隔離乳液噴灑在運(yùn)煤列車車廂內(nèi)后，可以在車廂與煤炭之間形成一層阻水的隔離膜，保證在運(yùn)輸過(guò)程中車廂與廂體中的煤炭不粘連，可以有效解決運(yùn)煤車凍車的問(wèn)題。
進(jìn)一步，為了驗(yàn)證本發(fā)明的超低溫納米防凍隔離乳液對(duì)腐蝕性液體的腐蝕隔離效果，所以在試驗(yàn)中選擇了未添加緩蝕劑的33％氯化鈣水溶液。
將金屬試片直接浸泡在33％氯化鈣水溶液中(對(duì)應(yīng)下表檢驗(yàn)結(jié)果1#)；金屬試片表面先涂抹本發(fā)明的超低溫納米防凍隔離乳液，后浸泡在33％氯化鈣水溶液中(對(duì)應(yīng)下表檢驗(yàn)結(jié)果2#)。試驗(yàn)條件為：室溫(19～21℃)，試驗(yàn)時(shí)間168h。具體試驗(yàn)結(jié)果如下表所示：
由上表可知，鋼的腐蝕性平均值0.013mm/a降至0.000，銅的腐蝕性平均值0.010mm/a降至0.000，鋁的腐蝕性平均值0.016mm/a降至0.002。金屬表面涂抹防凍隔離劑后，腐蝕性大大降低。換而言之，本發(fā)明的超低溫納米防凍隔離乳液不僅可以起到防凍、隔離效果，還可以起到對(duì)車廂、路軌的保護(hù)作用，減緩腐蝕的發(fā)生。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種防止運(yùn)煤列車車廂凍結(jié)的方法，在運(yùn)煤列車車廂裝煤之前，在車廂內(nèi)表面上噴灑0.036～0.091kg/m2超 低溫納米防凍隔離乳液。將本發(fā)明的超低溫納米防凍隔離乳液噴灑在運(yùn)煤列車車廂內(nèi)后，可以在車廂與煤炭之間形成一層阻水的隔離膜，保證在運(yùn)輸過(guò)程中車廂與廂體中的煤炭不粘連，可以有效解決運(yùn)煤車凍車的問(wèn)題。
實(shí)施例2
本發(fā)明的另一目的在于提供一種超低溫納米防凍隔離乳液的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
1)在100重量份礦物油脂和/或生物油脂中加入0.1～1重量份的助劑A、1～2重量份的助劑B，攪拌均勻，其中所述助劑A包括乙烯/醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯聚合物、馬來(lái)酸酐共聚物、聚氧乙烯烷基胺或以上幾種中任意兩種以上的混合物，所述助劑B包括山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、異硬脂酸單甘油酯、單烯基丁二酰亞胺、多烯基丁二酰亞胺或以上幾種中任意兩種以上的混合物；
2)提高轉(zhuǎn)速攪拌，加入13～50重量份的水；
3)攪拌20min后，混合物變成白色或淺黃色即完成制備。
優(yōu)選地，所述步驟1)中攪拌轉(zhuǎn)速為500r/min，所述步驟2)中攪拌轉(zhuǎn)速3000r/min。
優(yōu)選地，所述礦物油脂包括白油、煤油、潤(rùn)滑油、烷基苯、液體石蠟、增塑劑、柴油、潤(rùn)滑油、基礎(chǔ)油或以上幾種中任意兩種以上的混合物，所述生物油脂包括動(dòng)物油脂和/或植物油脂。
具體地，將35kg礦物油脂加入反應(yīng)容器，分別加入0.25kg丙烯酸酯聚合物、0.4kg聚甘油脂肪酸酯，設(shè)定轉(zhuǎn)速500r/min，攪拌均勻。之后提高轉(zhuǎn)速至3000r/min以上，隨后加入10kg的水，攪拌20min后體系變成白色或淺黃色，即得到超低溫納米防凍隔離乳液。
由上述制備方法制得的超低溫納米防凍隔離乳液主要技術(shù)指標(biāo)為：粘度14.3mPa·s、傾點(diǎn)-46℃，超低溫下性能良好。
實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同之處在于，本實(shí)施例將35kg礦物油脂加入反應(yīng)容器，分別加入0.15kg丙烯酸酯聚合物、0.4kg聚甘油脂肪酸酯，設(shè)定轉(zhuǎn)速500r/min，攪拌均勻。之后提高轉(zhuǎn)速至3000r/min以上，隨后加入10kg的水，攪拌20min后體系變成白色或淺黃色，即得到超低溫納米防凍隔離乳液。
由上述制備方法制得的超低溫納米防凍隔離乳液主要技術(shù)指標(biāo)為：粘度13.7mPa·s、傾點(diǎn)-43℃，超低溫下性能良好。
實(shí)施例4
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同之處在于，本實(shí)施例將35kg礦物油脂加入反應(yīng)容器，分別加入0.35kg丙烯酸酯聚合物、0.4kg聚甘油脂肪酸酯，設(shè)定轉(zhuǎn)速500r/min，攪拌均勻。之后提高轉(zhuǎn)速至3000r/min以上，隨后加入10kg的水，攪拌20min后體系變成白色或淺黃色，即得到超低溫納米防凍隔離乳液。
由上述制備方法制得的超低溫納米防凍隔離乳液主要技術(shù)指標(biāo)為：粘度15.1mPa·s、傾點(diǎn)-50℃，超低溫下性能良好。
實(shí)施例5
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同之處在于，本實(shí)施例將35kg礦物油脂加入反應(yīng)容器，分別加入0.25kg丙烯酸酯聚合物、0.5kg聚甘油脂肪酸酯，設(shè)定轉(zhuǎn)速500r/min，攪拌均勻。之后提高轉(zhuǎn)速至3000r/min以上，隨后加入10kg的水，攪拌20min后體系變成白色或淺黃色，即得到超低溫納米防凍隔離乳液。
由上述制備方法制得的超低溫納米防凍隔離乳液主要技術(shù)指標(biāo)為：粘度16.8mPa·s、傾點(diǎn)-47℃，超低溫下性能良好。
實(shí)施例6
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同之處在于，本實(shí)施例將35kg礦物油 脂加入反應(yīng)容器，分別加入0.25kg丙烯酸酯聚合物、0.6kg聚甘油脂肪酸酯，設(shè)定轉(zhuǎn)速500r/min，攪拌均勻。之后提高轉(zhuǎn)速至3000r/min以上，隨后加入10kg的水，攪拌20min后體系變成白色或淺黃色，即得到超低溫納米防凍隔離乳液。
由上述制備方法制得的超低溫納米防凍隔離乳液主要技術(shù)指標(biāo)為：粘度17.3mPa·s、傾點(diǎn)-48℃，超低溫下性能良好。
實(shí)施例7
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同之處在于，本實(shí)施例將35kg礦物油脂加入反應(yīng)容器，分別加入0.25kg丙烯酸酯聚合物、0.7kg聚甘油脂肪酸酯，設(shè)定轉(zhuǎn)速500r/min，攪拌均勻。之后提高轉(zhuǎn)速至3000r/min以上，隨后加入10kg的水，攪拌20min后體系變成白色或淺黃色，即得到超低溫納米防凍隔離乳液。
由上述制備方法制得的超低溫納米防凍隔離乳液主要技術(shù)指標(biāo)為：粘度17.9mPa·s、傾點(diǎn)-49℃，超低溫下性能良好。
實(shí)施例8
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同之處在于，本實(shí)施例將35kg礦物油脂加入反應(yīng)容器，分別加入0.35kg丙烯酸酯聚合物、0.7kg單烯基丁二酰亞胺，設(shè)定轉(zhuǎn)速500r/min，攪拌均勻。之后提高轉(zhuǎn)速至3000r/min以上，隨后加入10kg的水，攪拌20min后體系變成白色或淺黃色，即得到超低溫納米防凍隔離乳液。
由上述制備方法制得的超低溫納米防凍隔離乳液主要技術(shù)指標(biāo)為：粘度19.5mPa·s、傾點(diǎn)-50℃，超低溫下性能良好。
實(shí)施例9
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同之處在于，本實(shí)施例將35kg生物油脂加入反應(yīng)容器，分別加入0.5kg(乙烯/醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯聚合物的組合，質(zhì)量比3:2)、0.4kg(山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪 酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯的組合，質(zhì)量比2:1:1)，設(shè)定轉(zhuǎn)速500r/min，攪拌均勻。之后提高轉(zhuǎn)速至3000r/min以上，隨后加入10kg的水，攪拌20min后體系變成白色或淺黃色，即得到超低溫納米防凍隔離乳液。
由上述制備方法制得的超低溫納米防凍隔離乳液主要技術(shù)指標(biāo)為：粘度16.3mPa·s、傾點(diǎn)-51℃，超低溫下性能良好。
實(shí)施例10
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同之處在于，本實(shí)施例將35kg生物油脂加入反應(yīng)容器，分別加入0.5kg(馬來(lái)酸酐共聚物、聚氧乙烯烷基胺的組合，質(zhì)量比為1:1)、0.4kg(異硬脂酸單甘油酯、單烯基丁二酰亞胺、多烯基丁二酰亞胺的組合，質(zhì)量比1：1:1)，設(shè)定轉(zhuǎn)速500r/min，攪拌均勻。之后提高轉(zhuǎn)速至3000r/min以上，隨后加入10kg的水，攪拌20min后體系變成白色或淺黃色，即得到超低溫納米防凍隔離乳液。
由上述制備方法制得的超低溫納米防凍隔離乳液主要技術(shù)指標(biāo)為：粘度17.5mPa·s、傾點(diǎn)-52℃，超低溫下性能良好。
實(shí)施例11
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同之處在于，本實(shí)施例將35kg(生物油脂、礦物油脂，質(zhì)量比為1:1)加入反應(yīng)容器，分別加入0.5kg(乙烯/醋酸乙烯共聚物、聚氧乙烯烷基胺的組合，質(zhì)量比1:2)、0.4kg(山梨醇脂肪酸酯、單烯基丁二酰亞胺、多烯基丁二酰亞胺的組合，質(zhì)量比1:1:1)，設(shè)定轉(zhuǎn)速500r/min，攪拌均勻。之后提高轉(zhuǎn)速至3000r/min以上，隨后加入10kg的水，攪拌20min后體系變成白色或淺黃色，即得到超低溫納米防凍隔離乳液。
由上述制備方法制得的超低溫納米防凍隔離乳液主要技術(shù)指標(biāo)為：粘度18.2mPa·s、傾點(diǎn)-53℃，超低溫下性能良好。
最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。