本發明涉及一種防水抑菌的型煤膠黏劑及其制備方法。
背景技術：
煤炭作為中國主要的能源資源在短期內將一直占據著主導地位，但其燃燒產物所造成的溫室效應、霧霾等環境問題逐漸引起了人們的重視，需要大力發展潔凈煤技術。
所謂潔凈煤技術就是煤的氣化、液化、煤的高效燃燒或者將無煙煤粉制成型煤等技術，型煤作為潔凈煤的一種，是被政府首肯的環保的煤資源，其中型煤粘合劑是制備型煤的關鍵，也是制約型煤發展的瓶頸，采用目前市場上型煤粘合劑所制備的型煤雖冷、熱強度及熱穩定性可以滿足工業型煤要求，但其成本較高，特別是防水性和抑菌性能較差，僅僅吸收空氣中的少量水份就能使型煤的冷強度下降很大，在運輸、裝卸過程中會造成了大量的破損，影響了型煤的使用。
技術實現要素：
本發明的目的在于解決現有技術的不足，提供一種防水抑菌的型煤膠黏劑及其制備方法。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
防水抑菌的型煤膠黏劑，所述型煤膠黏劑由下列重量份的原料加工而成：
水泥20-30份，混凝土速凝劑6-10份，改性脫脂豆粉80-110份，有機膨潤土8-15份，蜂膠粉8-20份，水400-600份；
所述改性脫脂豆粉的制備方法如下：向反應容器中加入脫脂豆粉、適量復合酶和適量去離子水，調節ph至5.5-6.0，于45-55℃下酶解1-2h后，加熱至85-95℃滅活2-3min，冷卻至30-35℃，加入脫脂豆粉質量1-2%的偶聯劑和0.3-0.5%的氧化劑攪拌處理0.5-1h，過濾去雜質，真空濃縮、干燥得改性脫脂豆粉；
所述復合酶為纖維素酶、α-淀粉酶和蛋白酶的混合物。
本發明的技術方案中，原料用到了水泥、混凝土速凝劑、改性脫脂豆粉、有機膨潤土和蜂膠粉，各組分在本發明技術方案中的貢獻如下：
其中脫脂豆粉進行改性，以提高膠黏劑的耐水性和膠合性能，型煤不易受潮而導致崩裂，脫脂豆粉中的碳水化合物含有豐富的羥基親水基團，使其具有較好的親水性，影響耐水性能。本發明的技術方案中采用纖維素酶將脫脂豆粉中的粗纖維和細胞壁結構酶解成寡糖或單糖的蛋白質，α-淀粉酶將其中的淀粉類物質酶解成低聚糖和單糖，最大可能性降低脫脂豆粉中的親水化合物含量，減少羥基數量，增強其疏水性。脫脂豆粉中的大豆蛋白把大部分疏水基團跟活性基團包埋在內，親水基團暴露在外。因此加入少量的蛋白酶部分降解蛋白質，增加其分子內或分子間的基團，將其活性基團暴露在外。再采用偶聯劑使暴露在外的蛋白質活性基團相互反應，形成交聯網絡結構，以實現提高耐水性和膠合性能。
本申請的發明人實踐中發現，對脫脂豆粉處理改性后，其疏水性大大提高，會出現均一性差或分層的現象，為此，嘗試添加適量的有機膨潤土，有機膨潤土具有良好的觸變性、懸浮穩定性、高溫穩定性、化學穩定性，加入適量有機膨潤土攪拌均勻后，即可形成穩定的分散體系，提高加工可行性，即實現均一穩定。
蜂膠是蜜蜂從樹芽或樹皮中采集的粘性分泌物，被譽為“天然的小藥庫”，是珍貴的天然廣譜抗生物質，對多種細菌、真菌、病菌等有顯著的抑制和滅殺作用，添加適量的蜂膠粉，利用其天然廣譜抗菌殺菌性能，實現本發明膠黏劑的抗菌性能，大大延長其保質期，同時可以避免型煤霉變，改善型煤的品質。
水泥和混凝土速凝劑的添加，可以加快膠黏劑的粘合速度，制作型煤時成型、干燥效率高。
優選的，水泥25份，混凝土速凝劑8份，改性脫脂豆粉100份，有機膨潤土10份，蜂膠粉15份，水500份；
所述改性脫脂豆粉的制備方法如下：向反應容器中加入脫脂豆粉、適量復合酶和適量去離子水，調節ph至5.8，于50℃下酶解1.5h后，加熱至90℃滅活3min，冷卻至32℃，加入脫脂豆粉質量1.5%的偶聯劑和0.4%的氧化劑攪拌處理0.5h，過濾去雜質，真空濃縮、干燥得改性脫脂豆粉；
所述復合酶為纖維素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比6:1:1的混合物；
所述復合酶的添加量為脫脂豆粉質量的1.0-1.2%；
所述去離子水的添加量為脫脂豆粉質量的3-4倍。
優選的，水泥為325水泥，425水泥，高鋁水泥或快硬水泥的一種或幾種，混凝土速凝劑為水泥速凝劑8880或水泥速凝劑ch-1；氧化劑為雙氧水；偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
一種防水抑菌的型煤膠黏劑的制備方法，所述制備方法如下：
(1)水加熱至70-80℃，緩慢加入配方量的改性脫脂豆粉和有機膨潤土，充分攪拌，形成穩定的分散體系；
（2）加入配方量的水泥，充分攪拌均勻，然后冷卻至30-40℃，加入配方量的蜂膠粉和混凝土速凝劑，進一步攪拌均勻；
（3）各配方量的原料混合均勻后，真空脫氣處理1-2h，獲得防水抑菌的型煤膠黏劑成品。
本發明的有益效果是：本發明的膠黏劑具有良好的耐水性和膠合性能，主要原料均系天然原料，來源廣泛，加工方便，加工成本低，該膠黏劑的保質期長，由其加工的型煤品質高，不易吸濕潮解，不易霉變；該膠黏劑粘合速度，制作型煤時成型、干燥效率高。
具體實施方式
下面通過具體實施例，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。
實施例1：
防水抑菌的型煤膠黏劑，所述型煤膠黏劑由下列重量份的原料加工而成：
水泥20份，混凝土速凝劑6份，改性脫脂豆粉80份，有機膨潤土8份，蜂膠粉8份，水400份；
所述改性脫脂豆粉的制備方法如下：向反應容器中加入脫脂豆粉、適量復合酶和適量去離子水，調節ph至5.5，于45℃下酶解2h后，加熱至85℃滅活3min，冷卻至35℃，加入脫脂豆粉質量1%的偶聯劑和0.5%的氧化劑攪拌處理0.5h，過濾去雜質，真空濃縮、干燥得改性脫脂豆粉；
所述復合酶為纖維素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比6:1:1的混合物；
所述復合酶的添加量為脫脂豆粉質量的1.0%；
所述去離子水的添加量為脫脂豆粉質量的3倍。
具體到本實施例，水泥為325水泥，混凝土速凝劑為水泥速凝劑8880；氧化劑為雙氧水；偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷；其制備方法如下：
(1)水加熱至70℃，緩慢加入配方量的改性脫脂豆粉和有機膨潤土，充分攪拌，形成穩定的分散體系；
（2）加入配方量的水泥，充分攪拌均勻，然后冷卻至30℃，加入配方量的蜂膠粉和混凝土速凝劑，進一步攪拌均勻；
（3）各配方量的原料混合均勻后，真空脫氣處理1h，獲得防水抑菌的型煤膠黏劑成品。
實施例2：
防水抑菌的型煤膠黏劑，所述型煤膠黏劑由下列重量份的原料加工而成：
水泥30份，混凝土速凝劑10份，改性脫脂豆粉110份，有機膨潤土15份，蜂膠粉20份，水600份；
所述改性脫脂豆粉的制備方法如下：向反應容器中加入脫脂豆粉、適量復合酶和適量去離子水，調節ph至6.0，于55℃下酶解2h后，加熱至95℃滅活2min，冷卻至35℃，加入脫脂豆粉質量2%的偶聯劑和0.3%的氧化劑攪拌處理1h，過濾去雜質，真空濃縮、干燥得改性脫脂豆粉；
所述復合酶為纖維素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比6:1:1的混合物；
所述復合酶的添加量為脫脂豆粉質量的1.2%；
所述去離子水的添加量為脫脂豆粉質量的4倍。
水泥為425水泥，混凝土速凝劑為水泥速凝劑ch-1；氧化劑為雙氧水；偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
其制備方法如下：(1)水加熱至80℃，緩慢加入配方量的改性脫脂豆粉和有機膨潤土，充分攪拌，形成穩定的分散體系；
（2）加入配方量的水泥，充分攪拌均勻，然后冷卻至40℃，加入配方量的蜂膠粉和混凝土速凝劑，進一步攪拌均勻；
（3）各配方量的原料混合均勻后，真空脫氣處理2h，獲得防水抑菌的型煤膠黏劑成品。
實施例3：
防水抑菌的型煤膠黏劑，所述型煤膠黏劑由下列重量份的原料加工而成：
水泥25份，混凝土速凝劑8份，改性脫脂豆粉100份，有機膨潤土10份，蜂膠粉15份，水500份；
所述改性脫脂豆粉的制備方法如下：向反應容器中加入脫脂豆粉、適量復合酶和適量去離子水，調節ph至5.8，于50℃下酶解1.5h后，加熱至90℃滅活3min，冷卻至32℃，加入脫脂豆粉質量1.5%的偶聯劑和0.4%的氧化劑攪拌處理0.5h，過濾去雜質，真空濃縮、干燥得改性脫脂豆粉；
所述復合酶為纖維素酶、α-淀粉酶和蛋白酶按酶活比6:1:1的混合物；
所述復合酶的添加量為脫脂豆粉質量的1.2%；
所述去離子水的添加量為脫脂豆粉質量的4倍。
水泥為高鋁水泥，混凝土速凝劑為水泥速凝劑8880；氧化劑為雙氧水；偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
其制備方法如下：(1)水加熱至75℃，緩慢加入配方量的改性脫脂豆粉和有機膨潤土，充分攪拌，形成穩定的分散體系；（2）加入配方量的水泥，充分攪拌均勻，然后冷卻至35℃，加入配方量的蜂膠粉和混凝土速凝劑，進一步攪拌均勻；（3）各配方量的原料混合均勻后，真空脫氣處理1.5h，獲得防水抑菌的型煤膠黏劑成品。
采用本發明的膠黏劑制備的型煤，防水性能優良，有效地避免了潔凈型煤因吸收空氣中少量水分而引起強度降低，造成在運輸、裝卸過程中的破損；減輕了因煤粉所造成的粉塵對環境的污染。利用該型煤膠黏劑制備的型煤具有較高的冷、熱強度，較好的熱穩定性，制作型煤時成型、干燥效率高。其冷強度不小于1500/n，落下強度達92％，熱穩定性達到95％以上，發熱量達到6000卡以上，且灰粉不大于10％，揮發分不大于8.8％，固體碳不小于70％，防水性在350/n以上。
以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，并非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。