CN105907373A - 一种磁性抑尘剂及其制备方法与抑尘方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁性抑尘剂，该抑尘剂含有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠、羧甲基淀粉钠和磁性纳米颗粒，且相对于1重量份的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇的含量为0.3‑3重量份，瓜尔胶的含量为0.3‑3.5重量份，羧甲基纤维素钠的含量为0.6‑4重量份，十二烷基硫酸钠的含量为0.3‑1.5重量份，羧甲基淀粉钠的含量为1.3‑5重量份，磁性纳米颗粒的含量为3‑5重量份。磁性纳米颗粒的加入，使得抑尘剂对金属矿粉具有较强的吸附能力，且能够保持较长稳定效果。通过在道路表面铺设无纺布，从而在保护道路表面抑尘剂薄膜的同时，增加无纺布表面和粉尘的接触面积，从而进一步提高抑尘效果。

Description

一种磁性抑尘剂及其制备方法与抑尘方法
技术领域
本发明涉及抑尘剂领域，尤其涉及一种磁性抑尘剂及其制备方法与金属矿粉抑尘方法。
背景技术
铁矿石是钢铁生产企业的重要原材料，铁矿石粉的道路运输是保证全国钢铁企业和谐稳定发展的必要。由于在矿场中，路面往往颠簸，再加上风力作用，使运输车矿物表面的矿粉散落地面，导致粉尘污染，矿粉浓度甚至会达到令人窒息的程度，能见度极度降低。这不仅给相关企业和单位造成了经济损失，也给沿途环境造成了严重污染，给周边居民的生产生活造成了严重影响。目前的解决方法是向路面洒水，但这种方法不仅费时费工，而且作用效果差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是公开一种高效的抑尘剂及抑尘方法，尤其是金属矿粉的抑尘，为了解决上述问题，本发明提供一种磁性抑尘剂，该抑尘剂含有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠、羧甲基淀粉钠和磁性纳米颗粒，且相对于1重量份的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇的含量为0.3-3重量份，瓜尔胶的含量为0.3-3.5重量份，羧甲基纤维素钠的含量为0.6-4重量份，十二烷基硫酸钠的含量为0.3-1.5重量份，羧甲基淀粉钠的含量为1.3-5重量份，磁性纳米颗粒的含量为3-5重量份。
进一步地，相对于1重量份的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇的含量为1.4-1.8重量份，瓜尔胶的含量为1.7-2.1重量份，羧甲基纤维素钠的含量为2.1-2.5重量份，十二烷基硫酸钠的含量为0.7-1.1重量份，羧甲基淀粉钠的含量为3-3.4重量份，磁性纳米颗粒的含量为4重量份。
进一步地，聚丙烯酰胺的分子量为1400万-1600万；聚乙烯醇的分子量为50万-100万。
进一步地，磁性纳米颗粒为表面修饰有羟基基团的AlNiCo，SrFeO19，SmCo，NdFeB，FeCrCo或MnAlC纳米颗粒中的任何一种。
进一步地，聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠和羧甲基淀粉钠各自独立地为粉末状，粒径各自独立地为0.01-0.05mm。
进一步地，抑尘剂还含有水，且相对于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量为 0.2-0.3重量份。
进一步地，该方法包括：将聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠和羧甲基淀粉钠、磁性纳米颗粒依次与水混合均匀。
进一步地，包括如下步骤：
(1)通过喷洒装置将磁性抑尘剂喷洒至道路表面，碰洒用量1.5-3升/m2；
(2)待步骤1中的磁性抑尘剂干燥成膜；
(3)沿道路表面的长度方向间隔铺设浸渍有磁性抑尘剂的无纺布；
(4)间隔4-6天，重复步骤(1)至步骤(3)，并将后一次铺设的无纺布和前一次铺设的无纺布交错铺设。
进一步地，步骤(3)中的无纺布在磁性抑尘剂中浸渍时间为24小时，无纺布为克重为30-120g/m2，表面具有网孔的水刺非织造材料，无纺布的材质为纤维素纤维、粘胶纤维或涤纶纤维。
进一步地，步骤(3)中的无纺布沿道路呈10-50cm间隔铺设，无纺布沿道路铺设长度为20-60cm。
本发明具有如下有益效果：
1、磁性纳米颗粒的加入，使得抑尘剂对金属矿粉具有较强的吸附能力，且能够保持较长稳定效果。
2、通过在道路表面铺设无纺布，从而在保护道路表面抑尘剂薄膜的同时，增加无纺布表面和粉尘的接触面积，从而进一步提高抑尘效果。
具体实施方式
应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。
本发明提供一种磁性抑尘剂，其中，该磁性抑尘剂含有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠和羧甲基淀粉钠，且相对于1重量份的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇的含量为0.3-3重量份，瓜尔胶的含量为0.3-3.5重量份，羧甲基纤维素钠的含量为0.6-4重量份，十二烷基硫酸钠的含量为0.3-1.5重量份，羧甲基淀粉钠的含量为1.3-5重量份，磁性纳米颗粒的含量为3-5重量份。
其中，为了进一步提高制铁矿石运输扬尘的效果，优选情况下，相对于1重量份的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇的含量为1.4-1.8重量份，瓜尔胶的含量为1.7-2.1重量份，羧甲基纤维素钠的含量为2.1-2.5重量份，十二烷基硫酸钠的含量为0.7-1.1重量份，羧甲基淀粉钠的含量为3-3.4重量份，磁性纳米颗粒的含量为4重量份。
其中，聚丙烯酰胺的分子量可以为1400万-1600万；所述聚乙烯醇的分子量可以为50万-100万。所述聚丙烯酰胺的分子量和所述聚乙烯醇的分子量均为粘均分子量，分别按照GB 17514-1998和GB 12010-2010的方法测定。
其中，所述羧甲基纤维素钠和所述羧甲基淀粉钠可以为市售的各种羧甲基纤维素钠和羧甲基淀粉钠。例如，所述羧甲基纤维素钠可以为符合GB/T5005-2001规定的羧甲基纤维素钠；所述羧甲基淀粉钠在2重量％的水溶液中的粘度可以为80-200mPa·s。
其中，为了使所述磁性抑尘剂更容易形成胶状溶液，优选情况下，聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠和羧甲基淀粉钠各自独立地为粉末状，粒径各自独立地为0.01-0.05mm。
其中，为了所述磁性抑尘剂的磁力性能稳定，使用表面修饰有羟基基团的AlNiCo，SrFeO19，SmCo，NdFeB或FeCrCo纳米颗粒，羟基基团使得磁性纳米颗粒能够在磁性抑尘剂中均匀扩散，从而形成的磁性抑尘剂薄膜磁力均匀，抑尘效果稳定，磁性纳米颗粒的加入，尤其对金属矿层具有更强的抑尘效果。
本发明的磁性抑尘剂在储存状态下可以为粉末状固体，且磁性抑尘剂的各组分可以分开独立存放。
其中，本发明的磁性抑尘剂在使用状态下为含水的胶状溶液，因此优选情况下，所述磁性抑尘剂还含有水，且相对于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量为0.2-0.3重量份。
另一方面，本发明还提供了如上所述的磁性抑尘剂在抑制铁矿石运输扬尘中的用途。
再一方面，本发明还提供了使用状态下的所述磁性抑尘剂的制备方法，其中，该方法包括：将聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠和羧甲基淀粉钠依次与水混合均匀中。
再一方面，本发明还提供了一种抑制铁矿石运输扬尘的方法，其中，该方法包括：在铁矿石的堆积表面喷洒使用状态下的所述磁性抑尘剂。
其中，相对于每平方米铁矿石的堆积表面，所述磁性抑尘剂的喷洒量可以为1.5-3升。
其中，所述铁矿石的粒径为0.25-10mm；本发明的磁性抑尘剂和方法特别适合抑制0.25-10mm粒径的铁矿石的运输扬尘。
以下通过实施例进一步详细说明本发明：
实施例1
将1重量份的聚丙烯酰胺、1.65重量份的聚乙烯醇、1.9重量份的瓜尔胶，2.3重量份的羧甲基纤维素钠，0.9重量份的十二烷基硫酸钠依次和3.2重量份的羧甲基淀粉钠与水混合均匀，并加入4重量份的表面修饰有羟基基团的 AlNiCo纳米颗粒，继续搅拌，得到胶状溶液，水的用量使得相对于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量为0.25重量份。本实施例得到的胶状溶液即为使用状态下的磁性抑尘剂。
实施例2
将1重量份的聚丙烯酰胺、1.4重量份的聚乙烯醇、2.1重量份的瓜尔胶，2.1重量份的羧甲基纤维素钠，1.1重量份的十二烷基硫酸钠依次和3.0重量份的羧甲基淀粉钠与水混合均匀，再加入3重量份的表面修饰有羟基基团的SrFeO19纳米颗粒，继续搅拌，得到胶状溶液，水的用量使得相对于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量为0.25重量份。本实施例得到的胶状溶液即为使用状态下的磁性抑尘剂。
实施例3
将1重量份的聚丙烯酰胺、1.8重量份的聚乙烯醇、1.7重量份的瓜尔胶，2.5重量份的羧甲基纤维素钠，0.7重量份的十二烷基硫酸钠依次和3.4重量份的羧甲基淀粉钠与水混合均匀，再加入5重量份的表面修饰有羟基基团的SmCo纳米颗粒，继续搅拌，得到胶状溶液，水的用量使得相对于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量为0.25重量份。本实施例得到的胶状溶液即为使用状态下的磁性抑尘剂。
实施例4
将1重量份的聚丙烯酰胺、0.3重量份的聚乙烯醇、3.5重量份的瓜尔胶，0.6重量份的羧甲基纤维素钠，1.5重量份的十二烷基硫酸钠依次和1.3重量份的羧甲基淀粉钠与水混合均匀，再加入3重量份的表面修饰有羟基基团的NdFeB的纳米颗粒，继续搅拌得到胶状溶液，水的用量使得相对于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量为0.25重量份。本实施例得到的胶状溶液即为使用状态下的磁性抑尘剂。
实施例5
将1重量份的聚丙烯酰胺、3重量份的聚乙烯醇、0.3重量份的瓜尔胶，4重量份的羧甲基纤维素钠，0.3重量份的十二烷基硫酸钠依次和5重量份的羧甲基淀粉钠与水混合均匀，再加入5重量份的表面修饰有羟基基团的FeCrCo纳米颗粒，继续搅拌，得到胶状溶液，水的用量使得相对于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量为0.25重量份。本实施例得到的胶状溶液即为使用状态下的磁性抑尘剂。
本发明的一种磁性抑尘剂的抑尘方法如下：
通过喷洒装置将磁性抑尘剂喷洒至金属矿场运输道路表面，喷洒用量1.5-3升/m2，喷洒结束6小时后，抑尘剂干燥成膜，在道路表面间隔铺设浸渍有磁性 抑尘剂的无纺布。其中，无纺布在磁性抑尘剂中浸渍时间为24小时，无纺布为克重为30-120g/m2，表面具有网孔的水刺非织造材料，纤维素纤维、粘胶纤维等可降解纤维材料。其中，的无纺布沿道路呈10-50cm间隔铺设，无纺布沿道路铺设长度为20-60cm。
测试实施例1
将实施例1中的磁性抑尘剂通过上述方法抑尘，并测试道路防尘的粉尘浓度TSP测试结果。
测试对比例1
将实施例1中的磁性抑尘剂直接喷洒在道路表面，并测试道路防尘的粉尘浓度TSP测试结果。
测试对比例2
按照实施例1相同的方法制备磁性抑尘剂，所不同的是，不加入纳米磁性颗粒，将该磁性抑尘剂直接喷洒在道路表面，并测试道路防尘的粉尘浓度TSP测试结果。
表1
通过表1可以看出，本发明的磁性抑尘剂结膜速度快，经过6h即能够有效 结膜，且由于磁性抑尘剂中的纳米磁性颗粒能够长时间有效固定和吸附金属矿粉尘，能够迅速解决现场扬尘现象。
应用对比例1，由于在使用过程中，汽车等交通工具在道路上反复行驶并碾压保护膜，2天后，磁性抑尘剂结膜的效果减弱，4天后，磁性抑尘剂结膜效果甚微。
而应用实施例1中的抑尘方法，在4天后仍能保持较高的防尘效果，应用对比实施例1采用无纺布铺设路面，使道路上的保护膜能够获得更好的保护并提高使用有效时间，通过在道路表面间隔铺设浸渍有实施例中所制备的磁性抑尘剂的克重为30-120g/m2无纺布，该无纺布在磁性抑尘剂中浸渍24小时，从而使抑尘剂充分渗透无纺布内部的纤维间隙。无纺布是表面具有网孔的水刺非织造材料，该结构更有利于抑尘剂充分渗透无纺布内部纤维间隙，也大大增加了无纺布的表面积，从而提高无纺布中的抑尘剂和空气中落下的降尘的接触面积，从而提高抑尘效果。无纺布为可降解的纤维素纤维、粘胶纤维，这些纤维容易被磁性抑尘剂润湿，能够减少浸润时间，同时由于克重较小，在使用后容易降解，并有利于尘土结块。无纺布沿道路呈10-50cm间隔铺设，无纺布沿道路铺设长度为20-60cm，则可以大大减少无纺布的铺设量，也可以防止无纺布铺设面积过大，避免兜风效果，而且无纺布的铺设一方面可以为道路表面的磁性保护膜提供缓冲保护，另一方面无纺布较大表面积可以充分吸收降尘，防止二次扬尘。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磁性抑尘剂，其特征在于，该抑尘剂含有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠、羧甲基淀粉钠和磁性纳米颗粒，且相对于1重量份的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇的含量为0.3-3重量份，瓜尔胶的含量为0.3-3.5重量份，羧甲基纤维素钠的含量为0.6-4重量份，十二烷基硫酸钠的含量为0.3-1.5重量份，羧甲基淀粉钠的含量为1.3-5重量份，磁性纳米颗粒的含量为3-5重量份。
2.如权利要求1所述的磁性抑尘剂，其特征在于，相对于1重量份的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇的含量为1.4-1.8重量份，瓜尔胶的含量为1.7-2.1重量份，羧甲基纤维素钠的含量为2.1-2.5重量份，十二烷基硫酸钠的含量为0.7-1.1重量份，羧甲基淀粉钠的含量为3-3.4重量份，磁性纳米颗粒的含量为4重量份。
3.如权利要求1所述的磁性抑尘剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的分子量为1400万-1600万；所述聚乙烯醇的分子量为50万-100万。
4.如权利要求1所述的磁性抑尘剂，其特征在于，所述磁性纳米颗粒为表面修饰有羟基基团的AlNiCo，SrFeO19，SmCo，NdFeB，FeCrCo或MnAlC纳米颗粒中的任何一种。
5.如权利要求1所述的磁性抑尘剂，其特征在于，聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠和羧甲基淀粉钠各自独立地为粉末状，粒径各自独立地为0.01-0.05mm。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的抑尘剂，其中，所述抑尘剂还含有水，且相对于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量为0.2-0.3重量份。
7.权利要求6所述的抑尘剂的制备方法，其中，该方法包括：将聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠和羧甲基淀粉钠、磁性纳米颗粒依次与水混合均匀。
8.一种使用如权利要求6所述的一种磁性抑尘剂的抑尘方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)通过喷洒装置将磁性抑尘剂喷洒至道路表面，碰洒用量1.5-3升/m2；
(2)待步骤1中的磁性抑尘剂干燥成膜；
(3)沿道路表面的长度方向间隔铺设浸渍有所述磁性抑尘剂的无纺布；
(4)间隔4-6天，重复步骤(1)至步骤(3)，并将后一次铺设的无纺布和前一次铺设的无纺布交错铺设。
9.如权利要求8所述的抑尘方法，其特征在于，所述步骤(3)中的无纺布在磁性抑尘剂中浸渍时间为24小时，所述无纺布为克重为30-120g/m2，表面具有网孔的水刺非织造材料，所述无纺布的材质为纤维素纤维、粘胶纤维或涤纶纤维。
10.如权利要求8所述的抑尘方法，其特征在于，所述步骤(3)中的无纺布沿道路呈10-50cm间隔铺设，无纺布沿道路铺设长度为20-60cm。
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