CN103555275A - 一种网状结构高分子薄膜抑尘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种网状结构高分子薄膜抑尘剂及其制备方法，其重量百分比组成为：0.5～1.0%的水凝胶型高分子聚合物，0.5～1.0%的环氧树脂，0.2～0.5%的乙酰胺，0.05～0.1%的硬脂酸钠，97.4～98.75%的水。本发明的抑尘剂在常温状态下即可配比完成，无需增加其他加温设备。在常温下将其配比完成后喷洒或涂敷于车厢矿粉表面，能使矿粉在表面形成一保护层，避免矿粉在铁路运输过程中对沿线的扬尘污染和矿粉的扬尘损失，并且不会导致环境污染，对铁路运输和矿粉客户既有巨大的经济效益也有环境保护的社会效益。

Description

一种网状结构高分子薄膜抑尘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种网状结构高分子薄膜抑尘剂及其制备方法，该抑尘剂主要用于防止煤炭等矿物粉料在运输和堆放过程中的矿粉损失和对环境的污染。
背景技术
现阶段，中国煤炭和普通矿粉在铁路运输中一般都采用敞车运输。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，由于“活塞风”的作用，会形成瞬间强大的扰动气流，表面细小的矿粉粒被吹离车体，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。结果使车辆中煤层表面的矿粉散落，导致矿粉的损失和沿线的粉尘污染。为此进行铁路矿粉运输过程中矿粉表面固化的研究，有重要的现实意义。同时，这对防止建筑工地上所用的砂土、土方等粉料随风而起所产生的扬尘污染，以及用于植被沙漠膜，代替农用地膜，也有一定的参考价值。
针对铁路运输煤炭、焦炭、矿物质、精煤等环保抑尘的特殊要求，研制出具有网状结构抑尘高分子薄膜，该薄膜就像“保鲜膜”一样，覆盖在粉尘表面形成抑尘高分子薄膜，以提高抑尘薄膜的断裂拉伸率、增强断裂强度、提高拉伸回弹性能和润湿保水性能等特性。因此，提供一种无毒、无味，成本低廉，方便生产，有效期长，便于作业实施并且符合环保要求的煤炭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
本发明的目的之一是提供一种安全高效、低碳环保，使用后不影响堆积物质量，有效期长；不损害植被、不污染土壤和地下水，使用后不会形成二次污染；无毒无害、无异味、无刺激性，便于作业实施并且符合环保要求的抑尘剂，为此，本发明研制了具有网状结构的环氧树脂和水凝胶型高分子聚合物，复合制备了具有网状结构生物降解型高分子薄膜抑尘剂。
为了实现本发明的上述目的，采用以下的技术方案：
一种网状结构高分子薄膜抑尘剂，其原料组成为（重量百分比）：
Figure BDA0000406914340000011
Figure BDA0000406914340000021
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的水凝胶型高分子聚合物为能形成水凝胶态的高分子聚合物，包括：聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAAc)、聚丙烯酰胺(PAAm)、聚N2异丙基丙烯酰胺(polyNI2PAAm)、聚氧乙烯(PEO)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的环氧树脂为水性环氧树脂；水性环氧树脂是环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散于水相中所形成的乳液、水分散体或水溶液，固含量为30%～100%，包括双酚a型液体树脂。
所述乙酰胺和硬脂酸钠均为市售工业产品；所述的水为自来水。
本发明的另一目的是提供一种网状结构高分子薄膜抑尘剂的制备方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种网状结构高分子薄膜抑尘剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照下列组成（重量百分比）备料：
Figure BDA0000406914340000022
（2）将环氧树脂溶于水中，搅拌均匀，得到环氧树脂水溶液；
（3）将乙酰胺溶于环氧树脂水溶液；
（4）将水凝胶型高分子聚合物溶于乙酰胺和环氧树脂的溶液中；
（5）将硬脂酸钠分散于上述混合溶液中即得网状结构高分子薄膜抑尘剂。
该方法中，所述的水凝胶型高分子聚合物为能形成水凝胶态的高分子聚合物，包括：聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAAc)、聚丙烯酰胺(PAAm)、聚N2异丙基丙烯酰胺(polyNI2PAAm)、聚氧乙烯(PEO)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)；所述的环氧树脂为市售水性环氧树脂，固含量为30%～100%；所述乙酰胺和硬脂酸钠均为市售工业产品；所述的水为自来水。
有益效果
本发明将水凝胶型聚合物引入抑尘剂中，它既具有一般聚合物所具有的特点，又具有水凝胶物质的保水性能。聚合物分子间的交联度会形成网状结构，同时分子间存在各种离子基团，能产生较强的亲合力，具有良好的成膜特性，可以有效的固定尘埃并在物料表面形成防护膜。它的作用机理是通过捕捉、吸附、团聚粉尘微粒，将其紧锁于网状结构之内；水凝胶型聚合物在浓度增加到一定程度之后会形成水凝胶，牢牢的锁住剩余水分，起到长期保持湿润和保湿的作用；在经过较长一段时间后，水凝胶型聚合物中的水分被蒸发后，环氧树脂在乙酰胺的作用下，开始固化，形成与具有网状结构的水凝胶型聚合物一起形成一层保护薄膜，起到防止细小颗粒和粉尘随风而起。硬脂酸钠的作用是使环氧树脂、乙酰胺和水凝胶型聚合物均匀分散于水溶液中。
本发明的抑尘剂在常温状态下即可配比完成，无需增加其他加温设备。在常温下将其配比完成后喷洒或涂敷于煤炭、沙土的表面，能在表面形成一固化层，避免煤炭和沙土的扬尘污染，并且不会导致环境污染，具有巨大的经济效益和环境保护的社会效益。
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1-1和图1-2为本发明抑尘剂的使用效果图，其中，图1-1是形成水凝胶后，图1-2是干燥10天以上。
具体实施方式
实施例1
取0.6g水性环氧树脂（固含量49～51%）（市售）溶于98.33g自来水中，充分溶解之后再取0.2g乙酰胺溶于上述溶液中，再将0.8g聚乙烯醇溶于上述溶液中，再将0.07g硬脂酸钠溶于上述溶液中，充分搅拌均匀，即可得到网状结构高分子薄膜抑尘剂。
实施例2
取0.9g水性环氧树脂（固含量55～56%）（市售）溶于97.71g自来水中，充分溶解之后再取0.3g乙酰胺溶于上述溶液中，再将1.0g聚丙烯酸溶于上述溶液中，再将0.09g硬脂酸钠溶于上述溶液中，充分搅拌均匀，即可得到网状结构高分子薄膜抑尘剂。
实施例3
取1.0g水性环氧树脂（固含量50%）（市售）溶于97.9g自来水中，充分溶解之后再取0.5g乙酰胺溶于上述溶液中，再将0.5g聚乙烯基吡咯烷酮溶于上述溶液中，再将0.1g硬脂酸钠溶于上述溶液中，充分搅拌均匀，即可得到网状结构高分子薄膜抑尘剂。
实施例4
取0.5g水溶性环氧树脂（固含量100%）（市售）溶于98.2g自来水中，充分溶解之后再取0.2g乙酰胺溶于上述溶液中，再将1.0g聚N2异丙基丙烯酰胺溶于上述溶液中，再将0.1g硬脂酸钠溶于上述溶液中，充分搅拌均匀，即可得到网状结构高分子薄膜抑尘剂。
实施例5
取0.8g水性环氧树脂（固含量59～61%）（市售）溶于98.02g自来水中，充分溶解之后再取0.4g乙酰胺溶于上述溶液中，再将0.7g聚甲基丙烯酸羟乙酯溶于上述溶液中，再将0.08g硬脂酸钠溶于上述溶液中，充分搅拌均匀，即可得到网状结构高分子薄膜抑尘剂。
实施例6
取0.6g水性环氧树脂（固含量98～100%）（市售）溶于98.52g自来水中，充分溶解之后再取0.3g乙酰胺溶于上述溶液中，再将0.5g聚丙烯酰胺溶于上述溶液中，再将0.08g硬脂酸钠溶于上述溶液中，充分搅拌均匀，即可得到网状结构高分子薄膜抑尘剂。
实施例7
取1.0g水性环氧树脂（固含量30～40%）（市售）溶于97.4g自来水中，充分溶解之后再取0.5g乙酰胺溶于上述溶液中，再将1.0g聚氧乙烯溶于上述溶液中，再将0.1g硬脂酸钠溶于上述溶液中，充分搅拌均匀，即可得到网状结构高分子薄膜抑尘剂。
在常温下实施例1-7中制备的网状结构高分子薄膜抑尘剂的使用量为1.5～2kg/平方米，将实施例中所制备的抑尘剂喷洒或涂敷于煤炭、沙土的表面，能在表面形成一固化层；如图1-1和图1-2所示，为本发明实施例抑尘剂的使用效果图，其中，图1-1是形成水凝胶后，图1-2是干燥10天以上，环氧树脂固化后。本发明的抑尘剂可以避免煤炭和沙土的扬尘污染，并且不会导致环境污染，具有巨大的经济效益和环境保护的社会效益。
本发明的抑尘剂在常温状态下即可配比完成，无需增加其他加温设备。在常温下将其配比完成后喷洒或涂敷于车厢矿粉表面，能使矿粉在表面形成一保护层，避免矿粉在铁路运输过程中对沿线的扬尘污染和矿粉的扬尘损失，并且不会导致环境污染，对铁路运输和矿粉客户既有巨大的经济效益也有环境保护的社会效益。

Claims (6)

1.一种网状结构高分子薄膜抑尘剂，其重量百分比组成为：
Figure FDA0000406914330000011
2.根据权利要求1所述的网状结构高分子薄膜抑尘剂，其特征在于：所述的水凝胶型高分子聚合物为聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚N2异丙基丙烯酰胺、聚氧乙烯或聚甲基丙烯酸羟乙酯。
3.根据权利要求1所述的网状结构高分子薄膜抑尘剂，其特征在于：所述的环氧树脂为水性环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的网状结构高分子薄膜抑尘剂，其特征在于：所述的水性环氧树脂的固含量为30%～100%。
5.根据权利要求1所述的网状结构高分子薄膜抑尘剂，其特征在于：所述的水为自来水。
6.权利要求1-5中任一项所述的网状结构高分子薄膜抑尘剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照下列重量百分比备料：
Figure FDA0000406914330000012
（2）将环氧树脂溶于水中，搅拌均匀，得到环氧树脂水溶液；
（3）将乙酰胺溶于环氧树脂水溶液；
（4）将水凝胶型高分子聚合物溶于乙酰胺和环氧树脂的溶液中；
（5）将硬脂酸钠分散于上述混合溶液中即得网状结构高分子薄膜抑尘剂。
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