CN104726064A - 一种高分子有机抑尘剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高分子有机抑尘剂，原料以重量份数配制，由2-5份十二烷基苯磺酸钠，10-20份丙三醇，20-40份op-10，1-10份丙烯酰胺，0.1-0.4份过硫酸铵，0.2-0.6份过硫酸钾，2-5份水玻璃，20-50份水。本发明的制备工艺不复杂，设备要求低。本发明产品用量少，成本低，具有很好的抑尘能力，可广泛应用于煤炭及各类金属、非金属采矿区、矿物粉渣堆料场、煤炭及矿粉运输、矿物土方储存卸载场、建筑物拆除、在建道路沿线、火电厂、水泥厂、钢铁厂、冶金厂、粉尘车间、人工沙滩和沙漠化地区等场所，是一种绿色环保的药剂。
Description
技术领域
本发明涉及粉尘污染控制技术领域，特别是对开放性尘源，如建筑工地、易扬尘物料堆、道路、裸露地面等，污染和控制技术。
背景技术
随着经济的发展，粉尘污染已成为导致大气质量不佳又难以控制的主要污染物。扬尘造成的污染容易引发生态平衡的破坏，影响周边人们的身心健康和生命安全，引发民事纠纷，缩短作业机器的服务寿命，制约地区经济发展等，因此，粉尘防治的重要性越来越突出。
我国对固定工业污染源，特别是能源燃烧和生产工艺过程中排放颗粒物的研究有较长的历史，并有一套较完整的测试、治理、管理方法。然而，对开放性尘源，如建筑工地、易扬尘物料堆、道路、裸露地面等的扬尘污染和控制尚无系统的研究，使得扬尘对大气中可吸入颗粒物(PM)污染的贡献越来越显著。特别是，随着近年来城市建设速度不断加快，开工建设的工程项目不断增加，旧城拆迁改造、地铁工程建设、建筑工地施工和道路施工等引发的扬尘污染问题也日益突出，扬尘污染防治形势严峻。
国内外一般对开放性尘源的防治对策主要有洒水抑尘、苫盖抑尘、设置挡风抑尘墙抑尘、建造封闭式结构、化学抑尘等。洒水抑尘不仅造成大量水资源的浪费，而且由于我国北方地区夏季气温高，蒸发快(一般喷洒一次只能保持10min左右)，而冬季气温低，易结冰，因此，其实际应用受到很大限制；散料的苫盖编织布强度低、光滑、重量轻、易兜风，使用寿命短，成本高，不仅造成了资源的浪费，而且苫盖和拆剁的工序麻烦，不利于作业的提速增效；挡风抑尘墙和建造封闭式结构抑尘一次性投资巨大，且不能捕捉漂浮在空气中的粉尘，对于不断有新的粉尘产生的作业区，其抑尘能力有限；化学抑尘的方法从诞生之日起就为世界各国所广泛采用，取得了良好的效果，在科研和工业运行中被认为是解决开放性尘源扬尘污染的最佳方法。在我国，化学抑尘技术虽然起步较晚，但发展很快，特别是近年来，我国在化学抑尘方面的研究取得了长足的发展。
发明内容
本发明的目的在于：提供的环保用的抑尘剂，该剂具有很好的抑尘能力，可广泛应用于煤炭及各类金属、非金属采矿区、矿物粉渣堆料场、煤炭及矿粉运输、矿物土方储存卸载场、建筑物拆除、在建道路沿线、火电厂、水泥厂、钢铁厂、冶金厂、粉尘车间、人工沙滩和沙漠化地区等场所，是一种绿色环保的药剂。
本发明的目的是这样实现的：
一种高分子有机抑尘剂，原料以重量份数配制，由2-5份十二烷基苯磺酸钠，10-20份丙三醇，20-40份op-10，1-10份丙烯酰胺，0.1-0.4份过硫酸铵，0.2-0.6份过硫酸钾，2-5份水玻璃，20-50份水。
本发明一种高分子有机抑尘剂的最佳配制为：3份十二烷基苯磺酸钠，15份丙三醇，40份op-10，8份丙烯酰胺，0.4份过硫酸铵，0.6份过硫酸钾，4份水玻璃，30份水。
本发明一种高分子有机抑尘剂的制备方法为：先将丙烯酰胺溶解成10％的水溶液备用；将过硫酸铵溶解成1％的水溶液备用；将过硫酸钾溶解成1％的水溶液备用；将水加入到反应釜中，搅拌(搅拌速度为120-180转/分钟)，升温到60-80℃，然后加入十二烷基苯磺酸钠，恒温搅拌30-45分钟；再加入丙三醇和op-10，恒温搅拌30-45分钟；然后加入丙烯酰胺溶液，再加入过硫酸铵溶液和过硫酸钾溶液，搅拌，恒温聚合反应1-3小时，最后加入水玻璃，搅拌30-45分钟，混合均匀后停止搅拌，自然冷却即为产品。
本发明的高分子有机抑尘剂，其性能参数为：外观：白色至淡黄色粘稠液体，PH(1:100倍稀释)6.0-8.0；固含量≥25％；达到产品的设计要求，彰显技术进步。
本发明的高分子有机抑尘剂，合成所需的药剂，十二烷基苯磺酸钠，丙三醇，op-10，丙烯酰胺，过硫酸铵，过硫酸钾，水玻璃，均为市售产品。本发明的制备工艺不复杂，设备要求低。
本发明一种高分子有机抑尘剂，用量少，成本低，具有很好的抑尘能力，可广泛应用于煤炭及各类金属、非金属采矿区、矿物粉渣堆料场、煤炭及矿粉运输、矿物土方储存卸载场、建筑物拆除、在建道路沿线、火电厂、水泥厂、钢铁厂、冶金厂、粉尘车间、人工沙滩和沙漠化地区等场所，是一种绿色环保的药剂。
具体实施方式
下面对照实施例对本发明产品作进一步的说明。
实施例1
原料以重量份数配制，由2份十二烷基苯磺酸钠，10份丙三醇，20份op-10，1份丙烯酰胺，0.1份过硫酸铵，0.2份过硫酸钾，2份水玻璃，50份水。制备：先将丙烯酰胺溶解成10％的水溶液备用；将过硫酸铵溶解成1％的水溶液备用；将过硫酸钾溶解成1％的水溶液备用；将水加入到反应釜中，搅拌(搅拌速度为120-180转/分钟)，升温到60℃，然后加入十二烷基苯磺酸钠，恒温搅拌30分钟，再加入丙三醇和op-10，恒温搅拌30分钟。然后加入丙烯酰胺溶液，再加入过硫酸铵溶液和过硫酸钾溶液，搅拌，恒温聚合反应1-3小时，最后加入水玻璃，搅拌30分钟，混合均匀后停止搅拌，自然冷却即为产品。
本发明产品的性能试验：
本实施例与市售产品对抗风蚀性能风洞实验的对比结果见表1。市售无机抑尘剂主要成分为硅酸钠、铝酸钠、磷酸、氯化钙、氢氧化钠和石膏的混合体；市售有机抑尘剂主要成分为水溶性聚合物和乳化聚合物；市售混合型抑尘剂主要成分为：乙二醛-水玻璃、丙烯酸钙、石灰-聚丙烯酰胺、木质素磺酸钠和磺酸钙、水玻璃-硫酸铝-草酸等。
在尺寸为31cm×21cm×4cm铁盘模型内，装满沙丘沙并将之摊平，用喷枪将1％的不同种抑尘剂均匀地喷洒在沙盘上，自然风干后，将模型固沙试样置于实验段，并使之分别与风洞底部相平和与底部成30度角2种方式放置，在7、15、20m/s的净风和饱和风沙流状态下进行吹蚀实验。
表1
从上表数据可知：在相同情况下下，本发明高分子有机抑尘剂抗风蚀能力远好于其他市售产品，能够起到良好的抑尘能力。
抑尘剂的抗压实验
本产品与市售产品对抗压能力的对比结果见表2。
将参有10％抑尘剂的沙料做成7.07cm×7.07cm×7.07cm立方体，放在室内一定时间自然风干。然后将试块放到压力机上测试。
表2
| 样品 | 抗压强度/MPa |
| 市售无机抑尘剂 | 1.87 |
| 市售有机抑尘剂 | 1.96 |
| 市售混合型抑尘剂 | 2.98 |
| 高分子有机抑尘剂 | 3.17 |
从上表数据可知：在相同情况下，本发明高分子有机抑尘剂的抗压能力远好于其他市售产品，能够起到良好的抗压能力。
实施例2
原料以重量份数配制，3份十二烷基苯磺酸钠，15份丙三醇，40份op-10，8份丙烯酰胺，0.4份过硫酸铵，0.6份过硫酸钾，4份水玻璃，30份水。经制备：先将丙烯酰胺溶解成10％的水溶液备用；将过硫酸铵溶解成1％的水溶液备用；将过硫酸钾溶解成1％的水溶液备用；将水加入到反应釜中，搅拌(搅拌速度为120-180转/分钟)，升温到60℃，然后加入十二烷基苯磺酸钠，恒温搅拌30分钟，再加入丙三醇和op-10，恒温搅拌30分钟。然后加入丙烯酰胺溶液，再加入过硫酸铵溶液和过硫酸钾溶液，搅拌，恒温聚合反应1-3小时，最后加入水玻璃，搅拌30分钟，混合均匀后停止搅拌，自然冷却即为产品。
本发明产品的性能试验：
本实施例与市售产品对抗风蚀性能风洞实验的对比结果见表3。市售无机抑尘剂主要成分为硅酸钠、铝酸钠、磷酸、氯化钙、氢氧化钠和石膏的混合体；市售有机抑尘剂主要成分为水溶性聚合物和乳化聚合物；市售混合型抑尘剂主要成分为：乙二醛-水玻璃、丙烯酸钙、石灰-聚丙烯酰胺、木质素磺酸钠和磺酸钙、水玻璃-硫酸铝-草酸等。
在尺寸为31cm×21cm×4cm铁盘模型内，装满沙丘沙并将之摊平，用喷枪将1％的不同种抑尘剂均匀地喷洒在沙盘上，自然风干后，将模型固沙试样置于实验段，并使之分别与风洞底部相平和与底部成30度角2种方式放置，在7、15、20m/s的净风和饱和风沙流状态下进行吹蚀实验。
表3
从上表数据可知：在相同情况下下，本发明高分子有机抑尘剂抗风蚀能力远好于其他市售产品，能够起到良好的抑尘能力。
抑尘剂的抗压实验
本实施例与市售产品对抗压能力的对比结果见表4。
将参有10％抑尘剂的沙料做成7.07cm×7.07cm×7.07cm立方体，放在室内一定时间自然风干。然后将试块放到压力机上测试。
表4
| 样品 | 抗压强度/MPa |
| 市售无机抑尘剂 | 1.87 |
| 市售有机抑尘剂 | 1.96 |
| 市售混合型抑尘剂 | 2.98 |
| 高分子有机抑尘剂 | 5.75 |
从上表数据可知：在相同情况下，本发明高分子有机抑尘剂的抗压能力远好于其他市售产品，能够起到良好的抗压能力。
实施例3
原料以重量份数配制，由5份十二烷基苯磺酸钠，20份丙三醇，40份op-10，10份丙烯酰胺，0.4份过硫酸铵，0.6份过硫酸钾，5份水玻璃，20份水。经制备：先将丙烯酰胺溶解成10％的水溶液备用；将过硫酸铵溶解成1％的水溶液备用；将过硫酸钾溶解成1％的水溶液备用；将水加入到反应釜中，搅拌(搅拌速度为120-180转/分钟)，升温到60℃，然后加入十二烷基苯磺酸钠，恒温搅拌30分钟，再加入丙三醇和op-10，恒温搅拌30分钟。然后加入丙烯酰胺溶液，再加入过硫酸铵溶液和过硫酸钾溶液，搅拌，恒温聚合反应1-3小时，最后加入水玻璃，搅拌30分钟，混合均匀后停止搅拌，自然冷却即为产品。
本发明产品的性能试验：
本实施例与市售产品对抗风蚀性能风洞实验的对比结果见表5。市售无机抑尘剂主要成分为硅酸钠、铝酸钠、磷酸、氯化钙、氢氧化钠和石膏的混合体；市售有机抑尘剂主要成分为水溶性聚合物和乳化聚合物；市售混合型抑尘剂主要成分为：乙二醛-水玻璃、丙烯酸钙、石灰-聚丙烯酰胺、木质素磺酸钠和磺酸钙、水玻璃-硫酸铝-草酸等。
在尺寸为31cm×21cm×4cm铁盘模型内，装满沙丘沙并将之摊平，用喷枪将1％的不同种抑尘剂均匀地喷洒在沙盘上，自然风干后，将模型固沙试样置于实验段，并使之分别与风洞底部相平和与底部成30度角2种方式放置，在7、15、20m/s的净风和饱和风沙流状态下进行吹蚀实验。
表5
从上表数据可知：在相同情况下下，本发明高分子有机抑尘剂抗风蚀能力远好于其他市售产品，能够起到良好的抑尘能力。
抑尘剂的抗压实验
本实施例与市售产品对抗压能力的对比结果见表6。
将参有10％抑尘剂的沙料做成7.07cm×7.07cm×7.07cm立方体，放在室内一定时间自然风干。然后将试块放到压力机上测试。
表6
| 样品 | 抗压强度/MPa |
| 市售无机抑尘剂 | 1.87 |
| 市售有机抑尘剂 | 1.96 |
| 市售混合型抑尘剂 | 2.98 |
| 高分子有机抑尘剂 | 6.11 |
从上表数据可知：在相同情况下，本发明高分子有机抑尘剂的抗压能力远好于其他市售产品，能够起到良好的抗压能力。
Claims (3)
1.一种高分子有机抑尘剂，原料以重量份数配制，由2-5份十二烷基苯磺酸钠，10-20份丙三醇，20-40份op-10，1-10份丙烯酰胺，0.1-0.4份过硫酸铵，0.2-0.6份过硫酸钾，2-5份水玻璃，20-50份水。
2.根据权利要求1所述的高分子有机抑尘剂，其最佳配制量为：3份十二烷基苯磺酸钠，15份丙三醇，40份op-10，8份丙烯酰胺，0.4份过硫酸铵，0.6份过硫酸钾，4份水玻璃，30份水。
3.一种高分子有机抑尘剂的制备方法，步骤为：
将丙烯酰胺溶解成10％的水溶液备用；
将过硫酸铵溶解成1％的水溶液备用；
将过硫酸钾溶解成1％的水溶液备用；
将水加入到反应釜中，搅拌(搅拌速度为120-180转/分钟)，升温到60-80℃；
加入十二烷基苯磺酸钠，恒温搅拌30-45分钟；
加入丙三醇和op-10，恒温搅拌30-45分钟；
加入丙烯酰胺溶液；
加入过硫酸铵溶液和过硫酸钾溶液，搅拌，恒温聚合反应1-3小时；
加入水玻璃，搅拌30-45分钟，混合均匀后停止搅拌；
自然冷却。
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