CN110982493B - 一种低冰点润湿型抑尘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是为了进一步提高防冻型抑尘剂的抑尘性能，提供了一种低冰点润湿型抑尘剂及其制备方法，属于抑尘剂技术领域。本发明抑尘剂的各原料组分的质量百分含量为：乳酸钠：0.1～2％，聚丙烯醇：0.1～6％，甘油：2％～10％，粘结剂：0.1～5％，环氧树脂：0.2～2％，表面活性剂：0.1～1％，乳液：0.1～3％，水：余量。本发明的抑尘剂价格合理、便于推广使用，原材料来源广泛、易于实施，具有无毒、无味、无腐蚀，易于喷洒等特点。可用于矿山道路、城市道路、市政建设、煤矿运输、堆场等裸露场地抑尘。

Description

一种低冰点润湿型抑尘剂及其制备方法

技术领域

本发明属于抑尘剂技术领域，特别涉及一种低冰点润湿型抑尘剂及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的迅猛发展与人民生活水平的日益提高，人们对于环境的关注度也在与日俱增。我国的扬尘环境污染问题较为严重，已经引起了社会上的强烈反应。

二十世纪二十年代开始，西方国家就开始使用最简单的抑尘剂来降低矿井中的煤尘，从此化学抑尘剂开始出现并逐渐应用在矿井、化石燃料的开采以及运输储存等扬尘严重区域。随着化学工艺以及高分子材料的不断创新发展，越来越多的材料和方法被应用到抑尘剂的创新发展中。到目前为止，被公认抑尘剂的抑尘机理有三种，包括润湿机理、凝并机理以及固结机理。润湿机理是使用相关方法使被抑尘面上的粉尘颗粒始终含有一定的湿度，能够加大粉尘颗粒物的密度，从而导致粉尘颗粒物的沉降速度加大，同时保持一定湿润度也有利于粉尘颗粒的相互粘附而形成更大的颗粒物有利于颗粒物的去除；凝并机理就是通过增加粉尘颗粒物的粘结性，能够在抑尘面上使细小粉尘颗粒发生凝聚从而形成大粉尘颗粒，以此来增加颗粒物的粒径，使粉尘颗粒物的沉降速度加大，能够较快的使粉尘颗粒物沉降；固结机理就是使用化学手段方法让被抑尘面上的粉尘颗粒能够快速的形成一层表面，这种表面具有一定的强度和硬度，能够抵挡风力、机械作业等外力因素的扰动，从而达到抑尘的目的。

对于北方地区冬季气候干燥和天气寒冷，普通的抑尘剂喷洒后容易结冰导致路面打滑，给安全带来了一定的隐患。因此，迫切需要开发新型的防冻型抑尘剂产品来解决这个问题。胡辉采用价格低廉的氯化钙溶液作为防冻的基础组分，研究其它组分的用量(聚丙烯酸钠、AEO-9、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、甘油)对保水率及抑尘效率的影响，最终获得一款综合性能优良的防冻抑尘剂产品。但氯化钙作为一种盐，其水溶液成明显的酸性，对环境的影响较大，因此，现有的防冻型抑尘剂还需要做进一步的性能改进。

发明内容

本发明的目的是为了进一步提高防冻型抑尘剂的抑尘性能，提供了一种低冰点润湿型抑尘剂及其制备方法。本发明的抑尘剂价格合理、便于推广使用，原材料来源广泛、易于实施，具有无毒、无味、无腐蚀，易于喷洒等特点。可用于矿山道路、城市道路、市政建设、煤矿运输、堆场等裸露场地抑尘。

本发明的技术方案之一为，一种低冰点润湿型抑尘剂，各原料组分的质量百分含量为：

乳酸钠：0.1～2％

聚丙烯醇：0.1～6％

甘油：2％～10％

粘结剂：0.1～5％

环氧树脂：0.2～2％

表面活性剂：0.1～1％

乳液：0.1～3％

水：余量。

进一步的，上述低冰点润湿型抑尘剂，各原料组分的质量百分含量为：

乳酸钠：0.1～0.8％

聚丙烯醇：0.5～2％

甘油：2～7％

粘结剂：0.3～2％

环氧树脂：0.2～0.7％

表面活性剂：0.1～0.6％

乳液：0.1～1％

水：余量。

进一步的，上述低冰点润湿型抑尘剂，所述粘结剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素、黄原胶、羟丙基甲基纤维素和聚丙烯酰胺中的一种或多种。

进一步的，上述低冰点润湿型抑尘剂，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醇醚和OP-10中的一种或多种。

进一步的，上述低冰点润湿型抑尘剂，所述乳液为苯丙乳液或纯丙乳液。

进一步的，环氧树脂是脂肪族环氧树脂。

本发明的技术方案之二为，上述低冰点润湿型抑尘剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将水分为A、B两部分，A加热至60～70℃，B加热至40～50℃；其中A∶B的质量比为1∶0.7～1；

(2)将表面活性剂、聚丙烯醇、粘结剂、环氧树脂搅拌均匀，然后加入A部分水，转速100～200rpm/min下搅拌20～30min后冷却至室温，得到水溶液a；

(3)将乳酸钠、甘油、乳液加入B部分水，转速100～200rpm/min下搅拌20～30min后，得到水溶液b；

(4)转速100～150rpm/min下搅拌水溶液b，并加入水溶液a，搅拌7～12min，冷却至常温后即得成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明环保抑尘剂中，乳酸钠具有很强的吸水能力和防冻性能，甘油具有保湿性能和防冻性能，降低水分流失，与乳酸钠结合使用，使路面持续保持一定含水量，使抑尘剂的保湿性能更加长效的同时，能够提升抑尘剂的抗冻性能；聚丙烯醇具有润滑、增溶、消泡的功能，有利于抑尘剂配制过程原料的溶解速度；粘结剂使得粉尘之间的作用力加强，使得抑尘剂与粉尘的结合产物具有较强的材料强度；环氧树脂具有很好的防水、成膜性能和防腐性能，在提高抑尘剂的抑尘效果的同时，也能够延长抑尘剂的存放时间；乳液在溶液中能够加强成膜强度和抗破坏性；表面活性剂能够增强抑尘剂对粉尘的侵润，加快其渗透速度。综上所述，这几种原材料具有优良的化学性能，进行复配会使抑尘剂溶液内部会产生网状结构，提高抑尘剂抑尘效果，同时以乳酸钠和甘油作为主原料的配方本身具有一定的防冻及保湿性能。

2、本发明的抑尘剂能够与粉尘进行吸附和络合，将细小易扬尘的粉尘粘合，团聚为粒径较大的不扬尘颗粒，保持路面湿润，从根本上实现了抑尘的目的。

3、本发明的抑尘剂所用抑尘材料环境友好，具有较好的经济效益。

4、本发明的抑尘剂冰点低，在冬季低温(-5℃)环境下使用，能够保证不会结冰，非常适合用于城市道路、建筑工地、煤矿运输、堆场等道路的扬尘污染治理，为改善大气环境和减轻雾霾污染提供一种有效可靠的解决途径。

具体实施方式

以下实施例中，粘结剂的具体规格黄原胶的粘度为1200-1600mpa·s，聚丙烯酰胺的分子量为1200万，甲基纤维素的型号为M-450(1％的溶液粘度平均值为450mpa·s)，聚丙烯醇的分子量为400，甘油的纯度为99％，羟丙基甲基纤维素的分子量为20万，羟甲基纤维素粘度300-600mpa·s，脂肪族环氧树脂纯度为99％，苯丙乳液的固体含量40～50％、粘度200～800mPa·s，纯丙乳液的固体含量40～50％、粘度80～2000mPa·s。

实施例1

本实施例提供一种低冰点润湿型抑尘剂，由以下质量份数的组分构成：

乳酸钠：0.3％、聚丙烯醇：0.9％、环氧树脂：0.2％、甘油：5％、甲基纤维素：1％、十二烷基苯磺酸钠：0.4％、苯丙乳液：0.3％、水：91.9％。

本实施例抑尘剂制备方法，包括如下步骤：

(1)将水分为两部分A、B，A541g、B378g，A加热至60℃，B加热至40℃；

(2)将十二烷基苯磺酸钠4g、聚丙烯醇9g、甲基纤维素10g、环氧树脂2g搅拌均匀，然后加入A部分水，转速100rpm/min下搅拌30min后冷却至室温，得到水溶液a；

(3)将乳酸钠3g、甘油50g、苯丙乳液3g加入B部分水，转速100rpm/min下搅拌30min后，得到水溶液b；

(4)转速100rpm/min下搅拌水溶液b，并加入水溶液a，搅拌12min，冷却至常温后即得成品。

抑尘剂喷洒使用，使用量为0.8L/m²。

对比例1

一种抑尘剂，由以下质量份数的组分构成：

乳酸钠：0.3％、聚丙烯醇：0.9％、环氧树脂：0.5％、甘油：5％、甲基纤维素：1％，十二烷基苯磺酸钠：0.4％、水：91.9％。

制备方法同实施例1。

抑尘剂喷洒使用，使用量为0.8L/m²。

对比例2

一种抑尘剂，由以下质量份数的组分构成：

乳酸钠：0.3％、聚丙烯醇：0.9％、甘油：5％、甲基纤维素：1％，十二烷基苯磺酸钠：0.4％、苯丙乳液：0.5％、水：91.9％。

制备方法同实施例1。

抑尘剂喷洒使用，使用量为0.8L/m²。

实施例2

本实施例提供一种低冰点润湿型抑尘剂，由以下质量份数的组分构成：

乳酸钠：0.5％、聚丙烯醇：1％、环氧树脂：0.4％、甘油：8％、黄原胶：1％、聚丙烯酰胺：0.5％、脂肪醇聚氧乙烯醇醚：0.4％、纯丙乳液：0.3％、水：87.9％。

本实施例抑尘剂制备方法，包括如下步骤：

(1)将水分为两部分A、B，A475g、B378g，A加热至65℃，B加热至45℃；

(2)将脂肪醇聚氧乙烯醇醚4g、聚丙烯醇10g、黄原胶10g、聚丙烯酰胺5g、环氧树脂4g搅拌均匀，然后加入A部分水，转速150rpm/min下搅拌25min后冷却至室温，得到水溶液a；

(3)将乳酸钠5g、甘油80g、纯丙乳液3g加入B部分水，转速150rpm/min下搅拌25min后，得到水溶液b；

(4)转速130rpm/min下搅拌水溶液b，并加入水溶液a，搅拌10min，冷却后即得成品。

抑尘剂喷洒使用，使用量为0.8L/m²。

实施例3

本实施例提供一种低冰点润湿型抑尘剂，由以下质量份数的组分构成：

乳酸钠：0.3％、聚丙烯醇：0.9％、环氧树脂：0.2％、甘油：0.5％、羟甲基纤维素：1％，十二烷基苯磺酸钠：0.4％、苯丙乳液：0.3％、水：96.4％。

本实施例抑尘剂制备方法，包括如下步骤：

(1)将水分为两部分A、B，A∶B为1∶1，A482g、B 482g，A加热至70℃，B加热至50℃；

(2)将十二烷基苯磺酸钠4g、聚丙烯醇9g、黄原胶10g、粘结剂10g、环氧树脂2g搅拌均匀，然后加入A部分水，转速200rpm/min下搅拌20min后冷却至室温，得到水溶液a；

(3)将乳酸钠3g、甘油5g、纯丙乳液3g加入B部分水，转速200rpm/min下搅拌20min后，得到水溶液b；

(4)转速150rpm/min下搅拌水溶液b，并加入水溶液a，搅拌7min，冷却后即得成品。

抑尘剂喷洒使用，使用量为0.8L/m²。

实施例4

本实施例提供一种低冰点润湿型抑尘剂，由以下质量份数的组分构成：

乳酸钠：0.1％、聚丙烯醇：1.5％、环氧树脂：0.4％、甘油：5％、羟甲基纤维素：2％，OP-10：0.2％、苯丙乳液：0.4％、水：90.4％。

本实施例抑尘剂制备和使用方法同实施例2。

对4组实施例和2组对比例所制抑尘剂进行测试(其中，抑尘性能、保湿性能、耐风蚀性能在-5℃条件下测试)，结果如下：

表1、抑尘剂测试结果

注：抑尘性能参照《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》(TB/T 3201.1)中风蚀实验的方法测定；保湿性能参照《化工产品中水分测定的通用方法干燥减量法》(GB/T 6284-2006)测定。

实施例5

本实施例提供一种低冰点润湿型抑尘剂，由以下质量份数的组分构成：

乳酸钠：0.8％、聚丙烯醇：0.5％、环氧树脂：0.7％、甘油：7％、羟丙基甲基纤维素：0.3％，OP-10：0.1％、苯丙乳液：0.1％、水：90.5％。

本实施例抑尘剂制备和使用方法同实施例2。

实施例6

本实施例提供一种低冰点润湿型抑尘剂，由以下质量份数的组分构成：

乳酸钠：0.5％、聚丙烯醇：2％、环氧树脂：0.3％、甘油：2％、羟丙基甲基纤维素：1.8％，十二烷基苯磺酸钠：0.6％、纯丙乳液：1％、水：91.8％。

本实施例抑尘剂制备和使用方法同实施例2。

实施例7

本实施例提供一种低冰点润湿型抑尘剂，由以下质量份数的组分构成：

乳酸钠：2％、聚丙烯醇：6％、环氧树脂：2％、甘油：10％、黄原胶：0.1％、脂肪醇聚氧乙烯醇醚：0.5％、纯丙乳液：0.3％、水：79.1％。

本实施例抑尘剂制备和使用方法同实施例1。

实施例8

本实施例提供一种低冰点润湿型抑尘剂，由以下质量份数的组分构成：

乳酸钠：1％、聚丙烯醇：0.1％、环氧树脂：0.3％、甘油：6％、黄原胶：5％、脂肪醇聚氧乙烯醇醚：1％、纯丙乳液：3％、水：83.6％。

本实施例抑尘剂制备和使用方法同实施例3。

对实施例5～8所制抑尘剂进行测试(其中，抑尘性能、保湿性能、耐风蚀性能在-5℃条件下测试)，结果如下：

表2、抑尘剂测试结果

Claims (7)

1.一种低冰点润湿型抑尘剂，其特征在于，各原料组分的质量百分含量为：

乳酸钠：0.1～2％

聚丙烯醇：0.1～6％

甘油：2％～10％

粘结剂：0.1～5％

环氧树脂：0.2～2％

表面活性剂：0.1～1％

乳液：0.1～3％

水：余量。

2.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，各原料组分的质量百分含量为：

乳酸钠：0.1～0.8％

聚丙烯醇：0.5～2％

甘油：2～7％

粘结剂：0.3～2％

环氧树脂：0.2～0.7％

表面活性剂：0.1～0.6％

乳液：0.1～1％

水：余量。

3.根据权利要求1或2所述的抑尘剂，其特征在于，所述粘结剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素、黄原胶、羟丙基甲基纤维素和聚丙烯酰胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的抑尘剂，其特征在于，上述低冰点润湿型抑尘剂，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醇醚和OP-10中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的抑尘剂，其特征在于，上述低冰点润湿型抑尘剂，所述乳液为苯丙乳液或纯丙乳液。

6.根据权利要求1或2所述的抑尘剂，其特征在于，环氧树脂为脂肪族环氧树脂。

7.权利要求1所述抑尘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将水分为A、B两部分，A加热至60～70℃，B加热至40～50℃；其中A：B的质量比为1∶0.7～1；

(2)将表面活性剂、聚丙烯醇、粘结剂、环氧树脂搅拌均匀，然后加入A部分水，转速100～200rpm/min下搅拌20～30min后冷却至室温，得到水溶液a；

(3)将乳酸钠、甘油、乳液加入B部分水，转速100～200rpm/min下搅拌20～30min后，得到水溶液b；

(4)转速100～150rpm/min下搅拌水溶液b，并加入水溶液a，搅拌7～12min，冷却至常温后即得成品。