CN105860933A

CN105860933A - 一种可抑制粉尘飞扬的润湿剂

Info

Publication number: CN105860933A
Application number: CN201610272947.7A
Authority: CN
Inventors: 聂文; 刘阳昊; 彭慧天; 魏文乐; 刘强; 马骁; 华赟; 蔡鹏�; 晋虎
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: CN105860933B

Abstract

本发明公开了一种可抑制粉尘飞扬的润湿剂，其包括：0.05％‑0.25％的羧甲基纤维素钠、0.3％‑1.2％的聚丙烯酰胺、0.2％‑0.4％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.1‑0.5％的α‑烯基磺酸钠、0.3％‑1％的玉米淀粉接枝丙烯酸钠、0.08％‑0.13％的硅树脂聚醚乳液、0.1％‑0.5％的十二烷基二甲基甜菜碱、0.1％‑0.3％的羧甲基壳聚糖、0.05％‑0.1％的二辛基磺基琥珀酸钠、0.4％‑0.6％的乙二醇、0.2％‑0.4％的氯化钙，余量为水。使喷雾雾滴迅速捕捉并包裹粉尘颗粒，加快了颗粒沉降速度，喷雾雾滴可以覆盖煤岩体表面及地面的粉尘，防止了二次扬尘，提高了除尘效率。

Description

一种可抑制粉尘飞扬的润湿剂

技术领域

本发明涉及煤矿井下工作面湿式控尘润湿剂，尤其涉及一种可抑制粉尘飞扬的润湿剂。

背景技术

随着我国煤矿机械化程度的提高，在井下工作面采煤和掘进过程中，采煤机和掘进机截齿对煤岩体的挤压和抛出会产生大量的粉尘。据实测，在不采取任何防尘措施的条件下，综掘工作面的粉尘浓度可达到2000mg/m³-3000mg/m³，综采工作面的粉尘浓度可达2500mg/m³-3000mg/m³，而综放工作面由于移架、放煤等工序均能够大量产尘，有些煤矿的瞬时原始总粉尘浓度甚至高达8000mg/m³-10000mg/m³。这些粉尘尤其是呼吸性粉尘，极易通过呼吸系统进入人体肺部，长期吸入粉尘会严重危害作业人员身体健康，甚至导致尘肺病的发生。因此，对粉尘的治理迫在眉睫。湿式除尘是目前我国煤矿应用最为广泛也最有效的降尘手段，但是水的表面张力很大，粉尘又很难被水润湿，降尘效果不佳，而且呼吸性粉尘粒径小，随气流一起绕流，很难被水捕捉，因此需要在水中加入润湿剂，提高粉尘的润湿性。

近年来，我国在研究润湿剂方面已做了很多工作，各种抑尘剂的研究成果已不断涌现，但仍存在着一些问题。如：降尘剂雾滴在空气中与粉尘颗粒的凝结速度慢、蒸发速度快、保湿性能弱等问题，从而导致降尘效果不明显。

由此可见，该技术有待于进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于一种可抑制粉尘飞扬的润湿剂，使喷雾雾滴可以覆盖煤岩体表面及地面的粉尘，防止二次扬尘，提高除尘效率。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种可抑制粉尘飞扬的润湿剂，其中，按照重量百分比包括以下组分：

所述的可抑制粉尘飞扬的润湿剂，其中，按照重量百分比包括以下组分：

所述的可抑制粉尘飞扬的润湿剂，其中，其按照重量百分比包括以下组分：

本发明提供的一种可抑制粉尘飞扬的润湿剂，在喷雾用水中加入此润湿剂，能够有效降低水的表面张力，并且针对粉尘的疏水性，其所含的亲水基团可以改变粉尘颗粒难润湿的特性，提高粉尘的润湿性；同时其具有良好的促凝性能，可以迅速捕捉并包裹粉尘颗粒，提高其降落至地面的速度；另外，其能够保水保湿，长时间覆盖煤岩体及地面上的粉尘，抑制粉尘飞扬扩散。本发明中所含的表面活性剂聚丙烯酰胺，又称絮凝剂PAM，是一种水溶性线性高分子聚合物，成网状结构，具有良好的絮凝和粘结作用，其添加在降尘剂中可促进雾滴与尘粒的凝结，使尘粒降至地面后，可长时间保持粘连状态，防止二次扬尘；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠是一种润湿剂，且是一种极低刺激性的两性表面活性剂，可广泛与阳离子、阴离子、非离子表面活性剂配伍，质地稳定，并且有良好的粘度调节作用，二者均无毒无刺激；玉米淀粉接枝丙烯酸钠是一种新型的淀粉接枝共聚物，其主链骨架是淀粉，在其主链或接枝侧链上含有亲水性基团(-OH-COOH-CONH₂等)，经过交联产生的一种共聚物，其具有高度的保水性能和絮凝性能，能提高煤尘润湿性和凝聚能力；甲壳素衍生物-羧甲基壳聚糖是一种新型绿色环保高分子聚合物，其表面具有大量的亲水基团(如氨基、羟基等)，使煤尘更易润湿；乙二醇作为一种防冻剂，同时具有调节溶液粘稠度的作用；二辛基磺基琥珀酸钠该降尘剂的润湿剂，其能够显著降低水的表面张力，提高水对粉尘的润湿性，从而实现了粉尘的高效沉降。而且可抑制粉尘飞扬的润湿剂按照一定的重量百分比溶于水并达到使用浓度后，可以有效解决降尘剂雾滴在空气中与粉尘颗粒的凝结速度慢、蒸发速度快、保湿性能弱从而导致的降尘效果不明显的问题，在已有的降尘剂的基础上进一步提高了降尘效果，同时降低了成本。

附图说明

图1为本发明中玉米淀粉接枝丙烯酸钠的制备流程。

具体实施方式

本发明提供了一种可抑制粉尘飞扬的润湿剂，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种可抑制粉尘飞扬的润湿剂，其按照重量百分比包括：0.05％-0.25％的羧甲基纤维素钠、0.3％-1.2％的聚丙烯酰胺、0.2％-0.4％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.1-0.5％的α-烯基磺酸钠、0.3％-1％的玉米淀粉接枝丙烯酸钠、0.08％-0.13％的硅树脂聚醚乳液、0.1％-0.5％的十二烷基二甲基甜菜碱、0.1％-0.3％的羧甲基壳聚糖、0.05％-0.1％的二辛基磺基琥珀酸钠、0.4％-0.6％的乙二醇、0.2％-0.4％的氯化钙，余量为水。

其中，玉米淀粉接枝丙烯酸钠是以玉米淀粉为原料，过硫酸钾为引发剂，丙烯酸钠为接枝单体，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，NaOH为中和剂，在淀粉完全糊化后采用水溶液聚合法制备而成。当然玉米淀粉接枝丙烯酸钠在制备过程需要的具体条件以及具体操作规范，可以采用现有技术中的相关参数，在此不再一一赘述

更进一步的，其按照重量百分比包括：0.1％-0.2％的羧甲基纤维素钠、0.6％-0.9％的聚丙烯酰胺、0.25％-0.35％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.25％-0.35％的α-烯基磺酸钠、0.5％-0.7％的玉米淀粉接枝丙烯酸钠、0.1％-0.12％的硅树脂聚醚乳液、0.2％-0.3％的十二烷基二甲基甜菜碱、0.15％-0.25％的羧甲基壳聚糖、0.06％-0.08％的二辛基磺基琥珀酸钠、0.45％-0.55％的乙二醇、0.25％-0.35％的氯化钙，余量为水。

为了更详尽的描述本发明技术方案，以下列举更详尽的实施例进行说明。

实施例1

按照以下质量标准分别称取：羧甲基纤维素钠1kg、聚丙烯酰胺6kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠2.5kg、α-烯基磺酸钠2.5kg、玉米淀粉接枝丙烯酸钠5kg、硅树脂聚醚乳液1kg、十二烷基二甲基甜菜碱2kg、羧甲基壳聚糖1.5kg、二辛基磺基琥珀酸钠0.6kg、乙二醇4.5kg、氯化钙2.5kg。将以上配方原料加入970.9kg的清水中，充分混合后制备形成1000kg的湿式控尘用润湿剂。该配比下的润湿剂絮凝、保水性能良好，降尘效果优异。

其中，在该配方中，各种原料所占百分比分别为：羧甲基纤维素钠0.1％、聚丙烯酰胺0.6％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.25％、α-烯基磺酸钠0.25％、玉米淀粉接枝丙烯酸钠0.5％、硅树脂聚醚乳液0.1％、十二烷基二甲基甜菜碱0.2％、羧甲基壳聚糖0.15％、二辛基磺基琥珀酸钠0.06％、乙二醇0.45％、氯化钙0.25％，余量为水。

实施例2

按照以下质量标准分别称取：羧甲基纤维素钠2kg、聚丙烯酰胺9kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3.5kg、α-烯基磺酸钠3.5kg、玉米淀粉接枝丙烯酸钠7kg、硅树脂聚醚乳液1.2kg、十二烷基二甲基甜菜碱3kg、羧甲基壳聚糖2.5kg、二辛基磺基琥珀酸钠0.8kg、乙二醇5.5kg、氯化钙3.5kg。将以上配方原料加入958.5kg的清水中，充分混合后制备形成1000kg的湿式控尘用润湿剂。该配比下的润湿剂质地均匀、产生泡沫大小适中，絮凝效果良好。

其中，在该配方中，各种原料所占百分比分别为：羧甲基纤维素钠0.2％、聚丙烯酰胺0.9％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.35％、α-烯基磺酸钠0.35％、玉米淀粉接枝丙烯酸钠0.7％、硅树脂聚醚乳液0.12％、十二烷基二甲基甜菜碱0.3％、羧甲基壳聚糖0.25％、二辛基磺基琥珀酸钠0.08％、乙二醇0.55％、氯化钙0.35％，余量为水。

实施例3

按照以下质量标准分别称取：羧甲基纤维素钠1.5kg、聚丙烯酰胺7kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3kg、α-烯基磺酸钠3kg、玉米淀粉接枝丙烯酸钠6kg、硅树脂聚醚乳液1.1kg、十二烷基二甲基甜菜碱2.5kg、羧甲基壳聚糖2kg、二辛基磺基琥珀酸钠0.7kg、乙二醇5kg、氯化钙3kg。将以上配方原料加入965.2kg的清水中，充分混合后制备形成1000kg的湿式控尘用润湿剂。该配比下的润湿剂质地均匀，泡沫丰富，促凝及润湿效果极其明显。

其中，在该配方中，各种原料所占百分比分别为：羧甲基纤维素钠0.15％、聚丙烯酰胺0.7％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.3％、α-烯基磺酸钠0.3％、玉米淀粉接枝丙烯酸钠0.6％、硅树脂聚醚乳液0.11％、十二烷基二甲基甜菜碱0.25％、羧甲基壳聚糖0.2％、二辛基磺基琥珀酸钠0.07％、乙二醇0.5％、氯化钙0.3％，余量为水。

将实施例1、实施例2与实施例3所示的润湿剂在某煤矿井下综掘工作面进行了现场测试，并分别测定了综掘工作面未采用任何防尘措施、仅采用清水喷雾以及在清水中添加本发明3个实施例后进行喷雾情况下的粉尘浓度，如表1所示的，表1为采用不同措施时综采工作面各测定的粉尘数据。

表1

从表1可以看出，应用实施例1、实施例2、与实施例3所述可抑制粉尘飞扬扩散的润湿剂后，工作面平均降尘率全尘和呼尘分别为：78.4％和85.2％，77.4％和87.0％，78.4％和87.7％。与清水相比，实施例1、实施例2与实施例3平均降尘率全尘和呼尘分别提高了：34.3百分点和38.0个百分点，33.3个百分点和39.8个百分点，34.3个百分点和40.5个百分点，大幅度提高了降尘效率与降尘效果，是现有技术的极大进步。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims

1.一种可抑制粉尘飞扬的润湿剂，特征在于，其按照重量百分比包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的可抑制粉尘飞扬的润湿剂，其特征在于，按照重量百分比包括以下组分：

3.根据权利要求1所述的可抑制粉尘飞扬的润湿剂，其特征在于，其按照重量百分比包括以下组分：

4.根据权利要求1所述的可抑制粉尘飞扬的润湿剂，其特征在于，其按照重量百分比包括以下组分：

5.根据权利要求1所述的可抑制粉尘飞扬的润湿剂，其特征在于，其按照重量百分比包括以下组分：