一种耐水高强型煤粘结剂材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐水高强型煤粘结剂材料的制备方法，属于煤炭粘结剂材料技术领域。本发明专利技术技术方案通过通过秸秆发酵处理形成发酵液，将发酵液添加至粘结剂中，由于发酵液中微生物离心分离产生的蛋白质中含有的大量含氧基团转化改性，破坏分子结构产生多分子芳烃等物质，将煤炭表面含氧官能团脱除后改善其表面疏水性能，再通过发酵液中蛋白质所含氢键在湿润状态下易破裂，因此生物蛋白与煤炭材料表面形成的氢键结合产生良好的干态强度，通过改性处理，使细菌蛋白部分藏于内部的疏水端将转而朝外和活性的疏水部位相互作用而形成胶束团，增加了疏水性，改善了型煤粘结剂材料的耐水性能。

Preparation method of water resistant and high-strength briquette binder material

The invention relates to a preparation method of water-resistant high-strength briquette binder material, belonging to the technical field of coal binder material. The technical scheme of the invention forms a fermentation broth through straw fermentation treatment, and adds the fermentation broth to the binder. A large number of oxygen-containing groups in the protein produced by microbial centrifugal separation in the fermentation broth are transformed and modified, and the molecular structure is destroyed to produce multi-molecular aromatic hydrocarbons and other substances, and the oxygen-containing functional groups on the coal surface are removed. The hydrogen bond formed on the surface of bio-protein and coal material has good dry strength. By modification, the part of bacterial protein hidden inside the hydrophobic end will turn to the outside and the active hydrophobic part. The formation of micelles through interaction increases hydrophobicity and improves water resistance of briquette binder materials.

【技术实现步骤摘要】
一种耐水高强型煤粘结剂材料的制备方法
本专利技术涉及一种耐水高强型煤粘结剂材料的制备方法，属于煤炭粘结剂材料

技术介绍
型煤粘结剂是型煤生产中的关键技术，也是制约型煤发展的瓶颈。目前很难找到同时具有良好气化性能，满足冷强度要求，而且还不产生二次污染，不增加太多灰分，最好还要有催化气化等作用的型煤粘合剂。常用的粘结剂中，煤焦油沥青粘结剂粘结性能好、防水性能强，但是燃烧过程中会放出致癌物质，造成二次污染；淀粉粘结剂粘结性能较强，但是价格较高，防水性能较差；生物质粘结剂灰分低，粘结性能较好，但是防水性能较差。所以如何改善型煤粘结剂的防水性是本领域研究的发展方向。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有型煤粘结剂耐水性较差的问题，提供了一种耐水高强型煤粘结剂材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）取废弃秸秆并研磨粉碎，过筛得秸秆颗粒，按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份蛋白胨、3～5份磷酸氢二钠溶液搅拌混合得混合液；（2）按质量比1:1，将混合液与秸秆颗粒搅拌混合并密封发酵，收集发酵物并按质量比1:1，将发酵物与去离子水搅拌混合，离心分离，收集上层清液，加热煮沸，得煮沸液，静置冷却，并旋转蒸发至煮沸液体积1/5，得浓缩液；（3）按重量份数计，分别称量45～50份正庚烷、5～8份N，N-二甲基双丙烯酰胺、1～2份吐温-80、10～15份海藻酸钠和45～50份去离子水搅拌混合，得分散乳化液并置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛下按质量比1:45，将过硫酸钾添加至分散乳化液中，搅拌混合并水浴加热，静置冷却至室温，得凝胶液；（4）按体积比1:5，将煮沸液添加至凝胶液中，搅拌混合并超声分散，得分散液并离心分离，静置分层并去除上层清液，收集得凝胶混合液即制备得所述的耐水高强型煤粘结剂材料。步骤（1）所述的磷酸氢二钠溶液为质量分数10％磷酸氢二钠溶液。步骤（2）所述的旋转蒸发温度为55～65℃。步骤（3）所述的氮气通入速率为45～50mL/min。步骤（4）所述的离心分离速率为12000～15000r/min。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术技术方案通过通过秸秆发酵处理形成发酵液，将发酵液添加至粘结剂中，由于发酵液中微生物离心分离产生的蛋白质中含有的大量含氧基团转化改性，破坏分子结构产生多分子芳烃等物质，将煤炭表面含氧官能团脱除后改善其表面疏水性能，再通过发酵液中蛋白质所含氢键在湿润状态下易破裂，因此生物蛋白与煤炭材料表面形成的氢键结合产生良好的干态强度，通过改性处理，使细菌蛋白部分藏于内部的疏水端将转而朝外和活性的疏水部位相互作用而形成胶束团，增加疏水性；（2）本专利技术技术方案通过发酵液进行改性制备，由于发酵液中含有大量的蛋白质，与煤炭材料表面分布的少量耐水化学键为骨干核心，与大量氢键共同形成的合力成为粘结剂，它们对煤炭表面产生粘合力，渗透并浸入煤炭膏内部的孔隙中，从而提高型煤防水性，通过对煤炭材料内部孔隙进行改性处理，既改善了煤炭材料的耐水性能，同时又有效提高本专利技术技术方案中煤炭材料的力学性能。具体实施方式取废弃秸秆并研磨粉碎，过200目筛得秸秆颗粒，按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份蛋白胨、3～5份质量分数10％磷酸氢二钠溶液搅拌混合得混合液，再按质量比1:1，将混合液与秸秆颗粒搅拌混合并置于30～35℃下密封发酵10～15天，收集发酵物并按质量比1:1，将发酵物与去离子水搅拌混合并置于2500～3000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液并加热煮沸10～15min，得煮沸液，静置冷却至55～65℃，并旋转蒸发至煮沸液体积1/5，得浓缩液，再按重量份数计，分别称量45～50份正庚烷、5～8份N，N-二甲基双丙烯酰胺、1～2份吐温-80、10～15份海藻酸钠和45～50份去离子水搅拌混合并置于1200～1500r/min下搅拌混合25～40min，得分散乳化液并置于三口烧瓶中，对三口烧瓶通氮气排除空气，控制氮气通入速率为45～50mL/min，再在氮气气氛下按质量比1:45，将过硫酸钾添加至分散乳化液中，在75～80℃下搅拌混合并水浴加热1～2h，静置冷却至室温，得凝胶液；按体积比1:5，将煮沸液添加至凝胶液中，搅拌混合并置于200～300W下超声分散10～15min，得分散液并置于12000～15000r/min下离心分离25～30min，静置分层并去除上层清液，收集得凝胶混合液即制备得所述的耐水高强型煤粘结剂材料。取废弃秸秆并研磨粉碎，过200目筛得秸秆颗粒，按重量份数计，分别称量45份去离子水、10份蛋白胨、3份质量分数10％磷酸氢二钠溶液搅拌混合得混合液，再按质量比1:1，将混合液与秸秆颗粒搅拌混合并置于30℃下密封发酵10天，收集发酵物并按质量比1:1，将发酵物与去离子水搅拌混合并置于2500r/min下离心分离10min，收集上层清液并加热煮沸10min，得煮沸液，静置冷却至55℃，并旋转蒸发至煮沸液体积1/5，得浓缩液，再按重量份数计，分别称量45份正庚烷、5份N，N-二甲基双丙烯酰胺、1份吐温-80、10份海藻酸钠和45份去离子水搅拌混合并置于1200r/min下搅拌混合25min，得分散乳化液并置于三口烧瓶中，对三口烧瓶通氮气排除空气，控制氮气通入速率为45mL/min，再在氮气气氛下按质量比1:45，将过硫酸钾添加至分散乳化液中，在75℃下搅拌混合并水浴加热1h，静置冷却至室温，得凝胶液；按体积比1:5，将煮沸液添加至凝胶液中，搅拌混合并置于200W下超声分散10min，得分散液并置于12000r/min下离心分离25min，静置分层并去除上层清液，收集得凝胶混合液即制备得所述的耐水高强型煤粘结剂材料。取废弃秸秆并研磨粉碎，过200目筛得秸秆颗粒，按重量份数计，分别称量47份去离子水、12份蛋白胨、4份质量分数10％磷酸氢二钠溶液搅拌混合得混合液，再按质量比1:1，将混合液与秸秆颗粒搅拌混合并置于32℃下密封发酵12天，收集发酵物并按质量比1:1，将发酵物与去离子水搅拌混合并置于2750r/min下离心分离12min，收集上层清液并加热煮沸12min，得煮沸液，静置冷却至60℃，并旋转蒸发至煮沸液体积1/5，得浓缩液，再按重量份数计，分别称量47份正庚烷、7份N，N-二甲基双丙烯酰胺、2份吐温-80、12份海藻酸钠和47份去离子水搅拌混合并置于1350r/min下搅拌混合27min，得分散乳化液并置于三口烧瓶中，对三口烧瓶通氮气排除空气，控制氮气通入速率为47mL/min，再在氮气气氛下按质量比1:45，将过硫酸钾添加至分散乳化液中，在77℃下搅拌混合并水浴加热2h，静置冷却至室温，得凝胶液；按体积比1:5，将煮沸液添加至凝胶液中，搅拌混合并置于250W下超声分散12min，得分散液并置于13500r/min下离心分离27min，静置分层并去除上层清液，收集得凝胶混合液即制备得所述的耐水高强型煤粘结剂材料。取废弃秸秆并研磨粉碎，过200目筛得秸秆颗粒，按重量份数计，分别称量50份去离子水、15份蛋白胨、5份质量分数10％磷酸氢二钠溶液搅拌混合得混合液，再按质量比1:1，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐水高强型煤粘结剂材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取废弃秸秆并研磨粉碎，过筛得秸秆颗粒，按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份蛋白胨、3～5份磷酸氢二钠溶液搅拌混合得混合液；（2）按质量比1:1，将混合液与秸秆颗粒搅拌混合并密封发酵，收集发酵物并按质量比1:1，将发酵物与去离子水搅拌混合，离心分离，收集上层清液，加热煮沸，得煮沸液，静置冷却，并旋转蒸发至煮沸液体积1/5，得浓缩液；（3）按重量份数计，分别称量45～50份正庚烷、5～8份N，N‑二甲基双丙烯酰胺、1～2份吐温‑80、10～15份海藻酸钠和45～50份去离子水搅拌混合，得分散乳化液并置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛下按质量比1:45，将过硫酸钾添加至分散乳化液中，搅拌混合并水浴加热，静置冷却至室温，得凝胶液；（4）按体积比1:5，将煮沸液添加至凝胶液中，搅拌混合并超声分散，得分散液并离心分离，静置分层并去除上层清液，收集得凝胶混合液即制备得所述的耐水高强型煤粘结剂材料。

【技术特征摘要】
1.一种耐水高强型煤粘结剂材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取废弃秸秆并研磨粉碎，过筛得秸秆颗粒，按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份蛋白胨、3～5份磷酸氢二钠溶液搅拌混合得混合液；（2）按质量比1:1，将混合液与秸秆颗粒搅拌混合并密封发酵，收集发酵物并按质量比1:1，将发酵物与去离子水搅拌混合，离心分离，收集上层清液，加热煮沸，得煮沸液，静置冷却，并旋转蒸发至煮沸液体积1/5，得浓缩液；（3）按重量份数计，分别称量45～50份正庚烷、5～8份N，N-二甲基双丙烯酰胺、1～2份吐温-80、10～15份海藻酸钠和45～50份去离子水搅拌混合，得分散乳化液并置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛下按质量比1:45，将过硫酸钾添加至分散乳化液中，搅拌混合并水浴加热，静...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛向东，蒋益，
申请(专利权)人：薛向东，
类型：发明
国别省市：江苏,32