CN102295915A

CN102295915A - 抑尘剂

Info

Publication number: CN102295915A
Application number: CN2011102806273A
Authority: CN
Inventors: 叶镇波; 芦斌; 黄振创
Original assignee: Beijing Zhongsheng Yishi Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Zhongsheng Yishi Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: CN102295915B

Abstract

本发明公开了一种抑尘剂，包括以下重量百分比的原料：植物种子胶0.6～0.8％、改性纤维素0.1～0.3％、分散剂0.05～0.09％和余量的水。本发明采用植物种子胶、改性纤维素、交联剂、分散剂和增强剂的混合水溶液，在常温状态下，使用普通搅拌设备即可配制完成；配制完成后喷洒于车厢煤炭的表面，能使煤炭在表面形成一层固化膜，该膜黏度高，风蚀率低，避免煤炭在铁路运输过程中对沿线的扬尘污染和煤炭的扬尘损失。除用于铁路煤炭运输抑尘外，还可用于矿山道路、城市道路、建筑工地、车站码头等粉尘的抑制，几乎不受场地限制，具有广泛的应用性。

Description

抑尘剂

技术领域

本发明涉及防治粉尘扩散的技术领域，尤其是用于抑制粉尘扩散的抑尘剂。

背景技术

目前铁路、公路采用各类机车运输各种矿物质，这些机车包括铁路运输中的轨道机车、公路运输中的汽车，运输如煤炭、金精矿、铁精矿、铜精矿等散体物料一般都采用敞车运输，在运输过程中，由于路基、道岔和路轨设施造成的颠簸，再加上风力作用，特别是当列车进入隧道时，会形成瞬间强大的扰动气流，致使细度小于30目标准筛的细小的矿物颗粒易被吹离车体，落洒到路面，再经过后续车辆的碾压，形成粒径更小、浓度更高的二次扬尘，导致矿物的损失和沿线的粉尘污染。

尤其是在铁路的煤炭运输中问题更严重：第一对沿线环境造成严重污染，散落在沿线的煤粉尘，能使铁路两侧50～100m以内的农田内庄稼、树木正常生长受到影响，并对经过的其它车辆车体也产生严重污染；第二对沿线设备影响非常大，煤尘严重污染了铁道线路的道床，加剧了板结程度，在污染严重的区段，煤尘已经埋没了扣件、轨枕板等零部件，给工务部门日常的养护维修带来相当大的困难，对钢轨和扣件的腐蚀严重，造成安全隐患；第三，对行车安全构成威胁，列车通过隧道时，即便在装载货物高度低于车厢100～150mm情况下，直径较大如20～50mm的煤粒也能吹出车外。煤粒的厚度在隧道进口处以每月约200～300mm的速度增加，隧道内的煤尘浓度令人窒息，能见度不足10～15m，不仅严重影响了机车乘务员的视线，而且由于煤尘堵塞了机车散热网，使机车内的电器设备工作环境温度升高，经常引起设备故障，使其完好率和安全度降低，严重威胁着列车的运行安全；第四，潜藏着严重的安全隐患，据测算，若隧道内的煤尘浓度达到其粉尘爆炸浓度范围(煤粉尘爆炸浓度下限为114mg/m³)，一旦遇明火(如接触网放电、下坡道列车制动发生火花等)就可能引起爆炸事故，严重威胁行车和人身安全。不仅如此，由于运输过程中煤的大量损失，使客户的经济利益也受到巨大损害。据统计，每车皮精煤在运输过程中每千米平均损失0.3～0.5吨，这对中国的能源也是一种巨大的浪费。同时，铁路部门为了清洗沿线的煤尘污染每年需要耗费大量的人力物力。

目前，常规防止煤炭等粉尘散落的方法包括如下几种：车体加盖法、蓬布遮盖法、喷水抑尘法。前两种方法由于很难和现有的自动化生产线相匹配，因此无法实施。喷水抑尘法由于蒸发迅速，无法满足实际要求。因此，提供一种天然环保，成本低廉，方便生产，便于作业实施的粉尘抑尘剂就成为本技术领域急需要解决的技术难题。

发明内容

本发明针对不足，提出一种抑尘剂，能有效地抑制由于空气流动导致的粉尘扩散。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种抑尘剂，包括以下重量百分比的原料：

优选的，该抑尘剂还包括有重量百分比如下的原料：

交联剂 0.05～0.1％。

优选的，该抑尘剂还包括有重量百分比如下的原料：

增强剂 0.03～0.1％。

优选的，所述植物种子胶选自田菁胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、葫芦巴胶、胡麻胶中的一种或多种。

优选的，所述改性纤维素选自甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素中的一种或多种。

优选的，所述交联剂选自氯化铝、硼酸、四硼酸钠、五硼酸钠中的一种或多种。

优选的，所述分散剂选自葡萄糖、糊精、二氧化硅、硅铝酸钠中的一种或多种。

优选的，所述增强剂选自聚乙烯醇、黄原胶、硬葡聚糖、羧甲基淀粉、壳聚糖中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明采用植物种子胶、改性纤维素、交联剂、分散剂和增强剂的混合水溶液，在常温状态下，使用普通搅拌设备即可配制完成；配制完成后喷洒于车厢煤炭的表面，能使煤炭在表面形成一层固化膜，该膜黏度高，风蚀率低，避免煤炭在铁路运输过程中对沿线的扬尘污染和煤炭的扬尘损失。

其中本发明抑尘剂中各原料的作用分别如下所述：

植物种子胶，分子式[C₆H₇O₂(OH)₃]_n，是由瓜尔豆、田菁豆、葫芦巴等豆科植物的胚乳磨碎得到，化学组成由半乳糖和甘露糖两种结构单元组成，两者的比例接近1∶2的关系，分子量为30～300万，主链是β-D-吡喃甘露糖通过1，4苷键相连的直链多糖，侧链是α-D-吡喃半乳糖通过1，6苷键与主链吡喃甘露糖的C₆相连，侧链是均匀地间隔配置。植物胶是天然交替的共聚物，化学结构中邻位顺式羟基的存在决定了其良好的亲水性、增稠性、交联性、成膜性，水溶液具有较高的粘度、强度、韧性，为抑尘剂的成膜性提供了基础。

纤维素的分子式(C₆H₁₀O₅)n，由D-葡萄糖以β-1，4糖苷键组成的大分子多糖，分子量5～250万，相当于300～15000个葡萄糖基。不溶于水及一般有机溶剂。改性纤维素是工业上重要的水溶性聚合物，由已经是聚合物的天然纤维素经化学改性得到。改性纤维素以羧甲基纤维素使用最为广泛，一般商品羧甲基取代度在0.7～1.2之间，水溶液在pH值4～12稳定，除具有优良的水溶性，还具有增稠、粘结、成膜、保水、分散稳定性等特性，与植物胶共同为抑尘剂的成膜性提供了基础。

分散剂的作用，在配制溶液时，可以使植物种子胶和改性纤维素松散流动，分散均匀地加入水中，不抱团，没有胶团产生，促使溶液粘度快速释放。

交联剂的作用，可以使植物种子胶和改性纤维素分子中邻位顺式羟基与体系中的某些金属离子形成三位网状凝胶，溶液粘度比原胶液高30～50倍，成膜后强度提高10～20倍。

增强剂的作用，由于其本身具有高达2500万的超高分子量、聚合度高达10万的超长主链以及大量支链，可以使成膜后强度提高5～10倍。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例1

在制备罐中首先加入98.82g自来水，开启搅拌，然后加入0.7g田菁胶，0.3g羧甲基纤维素钠，0.05g氯化铝，0.08g硅铝酸钠，0.05g羧甲基淀粉钠，搅拌1h使各物料充分溶解即可得成品。

实施例2

在制备罐中首先加入98.79g自来水，开启搅拌，然后加入0.8g田菁胶，0.2g羧甲基纤维素钠，0.06g氯化铝，0.09g硅铝酸钠，0.06g羧甲基淀粉钠，搅拌0.5h使各物料充分溶解即可得成品。

实施例3

在制备罐中首先加入98.80g自来水，开启搅拌，然后加入0.75g瓜尔胶，0.25g羟丙基甲基纤维素钠，0.05g四硼酸钠，0.09g二氧化硅，0.06g聚乙烯醇，搅拌0.5h使各物料充分溶解即可得成品。

实施例4

在制备罐中首先加入98.85g自来水，开启搅拌，然后加入0.75g黄原胶，0.25g羟丙基甲基纤维素钠，0.04g四硼酸钠，0.07g二氧化硅，0.04g聚乙烯醇，搅拌0.5h使各物料充分溶解即可得成品。

实施例5

在制备罐中首先加入96.85g自来水，开启搅拌，然后加入0.85g黄原胶，0.45g羧甲基纤维素，0.06g二氧化硅，搅拌0.8h使各物料充分溶解即可得成品。

实施例6

在制备罐中首先加入96.85g自来水，开启搅拌，然后加入0.75g瓜尔胶，0.25g羧甲基羟乙基纤维素，0.04g五硼酸钠，0.07g硅铝酸钠，搅拌0.6h使各物料充分溶解即可得成品。

试验实施例

1、本发明的抑尘剂溶液在常温状态下用冷水即可配比完成，无需任何其它加温设备。

对上述实施例制得的产品进行粘度和pH值检测，其中粘度试验方法采用GB/T 10247，pH值试验方法采用GB/T 14518；结果见下表1：

表1产品的粘度和pH值

由上表1可知，本发明产品的粘度高，易形成固化膜结构；并且pH值为弱碱性，对环境无污染。

2、在常温下将其配制完成后喷洒或涂敷于车厢煤炭的表面，能使煤炭在表面形成一固化层。

对上述实施例产品使用后进行风蚀率和固化层厚度检测，其中检测方法分别为：

2.1风蚀率试验方法：选取10目～30目的煤样，在烘箱中50℃的条件下烘300min，除去水分。取适当量的煤分别盛放于2个(300mm×210mm×30mm)搪瓷托盘，使煤层表面与托盘平齐，并分别进行称重，其中煤的质量为w1。将两个托盘中按比例分别喷洒抑尘剂，在烘箱中50℃的条件下烘120min之后分别放入风洞中，煤层表面风速为30m/s的条件下进行5min的吹蚀，然后分别进行称重，剩余煤的质量为w2。用w1减去w2，再除以w1，即得样品风蚀率，取其平均值。

2.2固化层厚度试验方法：按每平方米煤面积上喷洒0.1kg抑尘剂进行喷洒，任意取4处固化层，用刻度尺测其厚度，取其平均值。

上述实施例产品实施后的检测结果见下表2：

表2风蚀率和固化层厚度

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							风蚀率(％)	0.28	0.25	0.27	0.30	0.26	0.29
固化层厚度(mm)	10.68	10.62	10.59	10.56	10.61	10.57

由上表2可知，本发明抑尘剂风蚀率很低，也就是说采用本发明抑尘剂喷洒在煤表面上，能有效地抑制煤尘飞扬；而从固化层厚度可知，本发明抑尘剂能在煤表面形成较厚的固化层，防止煤尘与大气接触。

另外，本发明的抑尘剂除了用于在铁路运输过程中抑制煤尘扩散外，还可用于公路运输、船舶运输过程中抑制其它小颗粒物质的粉尘扩散，或用于空气流动快、自然环境恶劣、粉尘扩散严重的场所，如堆放颗粒较小的煤炭、矿土或沙土的工地、码头、货场等场所。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，如将上述实施例产品应用于矿山道路、城市道路、建筑工地、车站码头等粉尘的抑制，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种抑尘剂，包括以下重量百分比的原料：

2.如权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于：该抑尘剂还包括有重量百分比如下的原料：

交联剂 0.05～0.1％。

3.如权利要求1或2所述的抑尘剂，其特征在于：该抑尘剂还包括有重量百分比如下的原料：

增强剂 0.03～0.1％。

4.如权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于：所述植物种子胶选自田菁胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、葫芦巴胶、胡麻胶中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于：所述改性纤维素选自甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素中的一种或多种。

6.如权利要求2所述的抑尘剂，其特征在于：所述交联剂选自氯化铝、硼酸、四硼酸钠、五硼酸钠中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于：所述分散剂选自葡萄糖、糊精、二氧化硅、硅铝酸钠中的一种或多种。

8.如权利要求3所述的抑尘剂，其特征在于：所述增强剂选自聚乙烯醇、黄原胶、硬葡聚糖、羧甲基淀粉、壳聚糖中的一种或多种。