CN106010451B - 一种软膜型可降解抑尘剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种软膜型可降解抑尘剂的制备方法，属于抑尘剂制备领域。该方法先从甘草根中提取富含羧基的甘草皂苷作改性剂，再将玉米秸秆挤压膨化后调浆，与甘草皂苷混合并辅以复合酶制剂进行生物改性，出料后即得乳胶状的软膜型可降解抑尘剂，本发明制得的抑尘剂施用后成在物料表面形成一层软膜，具有极强的润湿性和吸附性，并且不含腐蚀性的吸湿无机盐，解决了传统硬壳型抑尘剂易碎裂从而影响抑尘效果的问题，并且制备材料为纯生物质，容易降解，又弥补了传统的硬壳黏结型抑尘剂不易降解，残留率高，容易造成二次污染的不足，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种软膜型可降解抑尘剂的制备方法，属于抑尘剂制备领域。
背景技术
世界公害污染中粉尘已成为第一大污染源。针对人类的许多活动，尤其是露天开采煤矿、沙石煤炭运输、城市裸露地面和堆放垃圾废料等都将形成粉尘污染。近些年来，采矿业的大力发展、煤炭运输业的增多、城市基础设施的建设以及垃圾废料的长久堆放，都使扬尘污染变日趋严重。造成扬尘污染的来源是多方面的，其主要污染源来自煤炭在铁路运输过程中由于风速和颠簸使部分煤尘进入大气，造成了空气污染和铁路沿线环境恶化。建筑工地、矿粉、灰、沙、石等易扬尘物料，在运输和贮存过程中造成的扬尘污染。 生活垃圾等在运输和贮存过程中造成的扬尘污染不可忽视。垃圾堆放场附近不仅臭气熏天，而且垃圾漫天飞舞现象随处可见，严重影响了环境与人体健康。这些污染源点多面广，又有利于形成扬尘的气候和自然条件（我国多数北方城市，年平均温度较低、降水量偏少、气候寒冷、空气干燥、风力较强、蒸发量大），更加重了扬尘污染，因此很难统一治理。
随着科技进步和人民生活水平不断提高，人类对居住环境质量的要求越来越高，如何减少降尘对环境的污染已引起人们高度重视，减少扬尘有多种方式，常用的处理方法有抑尘剂、湿法防尘、设置防风林防风网，建造封闭式结构（机械加盖法、篷布遮盖法、塑料薄膜覆盖法、集装箱专用列车法）、洒水法。抑尘剂与其他方式相比，具有成本低廉、便于作业、实用性强、有效期长、防尘效果明显并且符合环保要求等特征。
目前，研发多功能、多组分、环保型的复合型高分子抑尘剂是国内外的主要研究方向。但目前市售的抑尘剂大多为硬壳型，在物料运输过程中，受到震荡后易碎裂，从而失去抑尘作用，因此研制软膜型抑尘剂符合市场需求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前传统的硬壳黏结型抑尘剂不易降解，残留率高，容易造成二次污染，且在受到震荡后易碎裂，失去抑尘效果的缺陷，提供了一种软膜型可降解抑尘剂的制备方法。该方法先从甘草根中提取富含羧基的甘草皂苷作改性剂，再将玉米秸秆挤压膨化后调浆，与甘草皂苷混合并辅以复合酶制剂进行生物改性，出料后即得乳胶状的软膜型可降解抑尘剂，本发明制得的抑尘剂施用后成在物料表面形成一层软膜，具有极强的润湿性和吸附性，并且不含腐蚀性的吸湿无机盐，解决了传统硬壳型抑尘剂易碎裂从而影响抑尘效果的问题，并且制备材料为纯生物质，容易降解，又弥补了传统的硬壳黏结型抑尘剂不易降解，残留率高，容易造成二次污染的不足，具有广阔的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）取晾干后的甘草根粉碎后过60目标准筛，向得到的甘草根粉末中加入其质量8～10倍的无水乙醇，混合均匀后放入80～90℃水浴锅中，保温醇提1～2h后分离得到提取液，将提取液真空减压浓缩至固含量为30～40%，得浓缩液；
（2）将上述浓缩液移入卧式离心机，以5000～7000r/min转速离心分离10～15min，得到下层沉淀物，最后将沉淀物放入烘箱，在40～50℃下干燥4～5h，即得甘草皂苷，备用；
（3）取玉米秸秆用秸秆粉碎机机械粉碎并过40目筛，将过筛后的秸秆粉末转入双螺杆挤压膨化机中并升温至120～130℃，在0.5～0.6MPa的工作压力和400～500r/min的转速下挤压膨化处理2～3h，得预处理柱状秸秆颗粒；
（4）将上述柱状秸秆颗粒二次粉碎并过200目标准筛，按固液比为1:5将过筛秸秆颗粒和去离子水混合，移入超声分散机中，以300～400W功率超声分散15～20min，得到均匀悬浮液；
（5）将上述得到的悬浮液装入陶瓷酶解罐中，再按固液比为1:6向酶解罐中加入备用的甘草皂苷混合均匀得反应底物，再加入底物总量10%的复合酶制剂，常温酶解1～2天，得生物改性原液，其中复合酶制剂是由葡聚糖酶、葡萄糖苷酶和淀粉酶按质量比为1:2:1复配制得；
（6）将上述得到的生物改性原液转入反应釜中，加入改性原液总质量5～8%的锂辉石，启动搅拌器在50～60℃下反应5～7h，出料后即得乳胶状的软膜型可降解抑尘剂。
本发明的应用方法：将本发明制得的抑尘剂和蒸馏水按体积比为1:5进行混合后装入喷雾器，均匀的喷洒在煤矿堆上即可，经检测本发明抑尘剂固含量为28～30%，可稀释使用，在25℃时，其粘度可达55～60mPa·s，保湿时间可达72h以上，经本发明抑尘剂喷洒后的煤矿堆矿灰颗粒损失率为0.5～0.7g/m2，抑尘效率达到99%以上，经历7～8级大风，覆盖软膜层无破裂现象，耐压能力达3～5MPa，软膜层遇水冲刷不迁移，自然干燥后可继续使用。
本发明的有益效果是：本发明制得的抑尘剂施用后成在物料表面形成一层软膜，具有极强的润湿性和吸附性，并且不含腐蚀性的吸湿无机盐，解决了传统硬壳型抑尘剂易碎裂从而影响抑尘效果的问题，并且制备材料为纯生物质，容易降解，又弥补了传统的硬壳黏结型抑尘剂不易降解，残留率高，容易造成二次污染的不足，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
取晾干后的甘草根粉碎后过60目标准筛，向得到的甘草根粉末中加入其质量8～10倍的无水乙醇，混合均匀后放入80～90℃水浴锅中，保温醇提1～2h后分离得到提取液，将提取液真空减压浓缩至固含量为30～40%，得浓缩液；将上述浓缩液移入卧式离心机，以5000～7000r/min转速离心分离10～15min，得到下层沉淀物，最后将沉淀物放入烘箱，在40～50℃下干燥4～5h，即得甘草皂苷，备用；取玉米秸秆用秸秆粉碎机机械粉碎并过40目筛，将过筛后的秸秆粉末转入双螺杆挤压膨化机中并升温至120～130℃，在0.5～0.6MPa的工作压力和400～500r/min的转速下挤压膨化处理2～3h，得预处理柱状秸秆颗粒；将上述柱状秸秆颗粒二次粉碎并过200目标准筛，按固液比为1:5将过筛秸秆颗粒和去离子水混合，移入超声分散机中，以300～400W功率超声分散15～20min，得到均匀悬浮液；将上述得到的悬浮液装入陶瓷酶解罐中，再按固液比为1:6向酶解罐中加入备用的甘草皂苷混合均匀得反应底物，再加入底物总量10%的复合酶制剂，常温酶解1～2天，得生物改性原液，其中复合酶制剂是由葡聚糖酶、葡萄糖苷酶和淀粉酶按质量比为1:2:1复配制得；将上述得到的生物改性原液转入反应釜中，加入改性原液总质量5～8%的锂辉石，启动搅拌器在50～60℃下反应5～7h，出料后即得乳胶状的软膜型可降解抑尘剂。
实例1
取晾干后的甘草根粉碎后过60目标准筛，向得到的甘草根粉末中加入其质量8倍的无水乙醇，混合均匀后放入80℃水浴锅中，保温醇提1h后分离得到提取液，将提取液真空减压浓缩至固含量为30%，得浓缩液；将上述浓缩液移入卧式离心机，以5000r/min转速离心分离10min，得到下层沉淀物，最后将沉淀物放入烘箱，在40℃下干燥4h，即得甘草皂苷，备用；取玉米秸秆用秸秆粉碎机机械粉碎并过40目筛，将过筛后的秸秆粉末转入双螺杆挤压膨化机中并升温至120℃，在0.5MPa的工作压力和400r/min的转速下挤压膨化处理2h，得预处理柱状秸秆颗粒；将上述柱状秸秆颗粒二次粉碎并过200目标准筛，按固液比为1:5将过筛秸秆颗粒和去离子水混合，移入超声分散机中，以300W功率超声分散15min，得到均匀悬浮液；将上述得到的悬浮液装入陶瓷酶解罐中，再按固液比为1:6向酶解罐中加入备用的甘草皂苷混合均匀得反应底物，再加入底物总量10%的复合酶制剂，常温酶解1天，得生物改性原液，其中复合酶制剂是由葡聚糖酶、葡萄糖苷酶和淀粉酶按质量比为1:2:1复配制得；将上述得到的生物改性原液转入反应釜中，加入改性原液总质量5%的锂辉石，启动搅拌器在50℃下反应5h，出料后即得乳胶状的软膜型可降解抑尘剂。
本发明的应用方法：将本发明制得的抑尘剂和蒸馏水按体积比为1:5进行混合后装入喷雾器，均匀的喷洒在煤矿堆上即可，经检测本发明抑尘剂固含量为28%，可稀释使用，在25℃时，其粘度可达55mPa·s，保湿时间可达75h，经本发明抑尘剂喷洒后的煤矿堆矿灰颗粒损失率为0.5g/m2，抑尘效率达到99.2%，经历7级大风，覆盖软膜层无破裂现象，耐压能力达3MPa，软膜层遇水冲刷不迁移，自然干燥后可继续使用。
实例2
取晾干后的甘草根粉碎后过60目标准筛，向得到的甘草根粉末中加入其质量9倍的无水乙醇，混合均匀后放入85℃水浴锅中，保温醇提1h后分离得到提取液，将提取液真空减压浓缩至固含量为35%，得浓缩液；将上述浓缩液移入卧式离心机，以6000r/min转速离心分离13min，得到下层沉淀物，最后将沉淀物放入烘箱，在45℃下干燥4h，即得甘草皂苷，备用；取玉米秸秆用秸秆粉碎机机械粉碎并过40目筛，将过筛后的秸秆粉末转入双螺杆挤压膨化机中并升温至125℃，在0.5MPa的工作压力和450r/min的转速下挤压膨化处理2h，得预处理柱状秸秆颗粒；将上述柱状秸秆颗粒二次粉碎并过200目标准筛，按固液比为1:5将过筛秸秆颗粒和去离子水混合，移入超声分散机中，以350W功率超声分散18min，得到均匀悬浮液；将上述得到的悬浮液装入陶瓷酶解罐中，再按固液比为1:6向酶解罐中加入备用的甘草皂苷混合均匀得反应底物，再加入底物总量10%的复合酶制剂，常温酶解1天，得生物改性原液，其中复合酶制剂是由葡聚糖酶、葡萄糖苷酶和淀粉酶按质量比为1:2:1复配制得；将上述得到的生物改性原液转入反应釜中，加入改性原液总质量7%的锂辉石，启动搅拌器在55℃下反应6h，出料后即得乳胶状的软膜型可降解抑尘剂。
本发明的应用方法：将本发明制得的抑尘剂和蒸馏水按体积比为1:5进行混合后装入喷雾器，均匀的喷洒在煤矿堆上即可，经检测本发明抑尘剂固含量为29%，可稀释使用，在25℃时，其粘度可达58mPa·s，保湿时间可达77h，经本发明抑尘剂喷洒后的煤矿堆矿灰颗粒损失率为0.6g/m2，抑尘效率达到99.4%，经历7级大风，覆盖软膜层无破裂现象，耐压能力达4MPa，软膜层遇水冲刷不迁移，自然干燥后可继续使用。
实例3
取晾干后的甘草根粉碎后过60目标准筛，向得到的甘草根粉末中加入其质量10倍的无水乙醇，混合均匀后放入90℃水浴锅中，保温醇提2h后分离得到提取液，将提取液真空减压浓缩至固含量为40%，得浓缩液；将上述浓缩液移入卧式离心机，以7000r/min转速离心分离15min，得到下层沉淀物，最后将沉淀物放入烘箱，在50℃下干燥5h，即得甘草皂苷，备用；取玉米秸秆用秸秆粉碎机机械粉碎并过40目筛，将过筛后的秸秆粉末转入双螺杆挤压膨化机中并升温至130℃，在0.6MPa的工作压力和500r/min的转速下挤压膨化处理3h，得预处理柱状秸秆颗粒；将上述柱状秸秆颗粒二次粉碎并过200目标准筛，按固液比为1:5将过筛秸秆颗粒和去离子水混合，移入超声分散机中，以400W功率超声分散20min，得到均匀悬浮液；将上述得到的悬浮液装入陶瓷酶解罐中，再按固液比为1:6向酶解罐中加入备用的甘草皂苷混合均匀得反应底物，再加入底物总量10%的复合酶制剂，常温酶解2天，得生物改性原液，其中复合酶制剂是由葡聚糖酶、葡萄糖苷酶和淀粉酶按质量比为1:2:1复配制得；将上述得到的生物改性原液转入反应釜中，加入改性原液总质量8%的锂辉石，启动搅拌器在60℃下反应7h，出料后即得乳胶状的软膜型可降解抑尘剂。
本发明的应用方法：将本发明制得的抑尘剂和蒸馏水按体积比为1:5进行混合后装入喷雾器，均匀的喷洒在煤矿堆上即可，经检测本发明抑尘剂固含量为30%，可稀释使用，在25℃时，其粘度可达60mPa·s，保湿时间可达80h，经本发明抑尘剂喷洒后的煤矿堆矿灰颗粒损失率为0.7g/m2，抑尘效率达到99.8%，经历8级大风，覆盖软膜层无破裂现象，耐压能力达5MPa，软膜层遇水冲刷不迁移，自然干燥后可继续使用。
Claims (1)
1.一种软膜型可降解抑尘剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取晾干后的甘草根粉碎后过60目标准筛，向得到的甘草根粉末中加入其质量8～10倍的无水乙醇，混合均匀后放入80～90℃水浴锅中，保温醇提1～2h后分离得到提取液，将提取液真空减压浓缩至固含量为30～40%，得浓缩液；
（2）将上述浓缩液移入卧式离心机，以5000～7000r/min转速离心分离10～15min，得到下层沉淀物，最后将沉淀物放入烘箱，在40～50℃下干燥4～5h，即得甘草皂苷，备用；
（3）取玉米秸秆用秸秆粉碎机机械粉碎并过40目筛，将过筛后的秸秆粉末转入双螺杆挤压膨化机中并升温至120～130℃，在0.5～0.6MPa的工作压力和400～500r/min的转速下挤压膨化处理2～3h，得预处理柱状秸秆颗粒；
（4）将上述柱状秸秆颗粒二次粉碎并过200目标准筛，按固液比为1:5将过筛秸秆颗粒和去离子水混合，移入超声分散机中，以300～400W功率超声分散15～20min，得到均匀悬浮液；
（5）将上述得到的悬浮液装入陶瓷酶解罐中，再按固液比为1:6向酶解罐中加入备用的甘草皂苷混合均匀得反应底物，再加入底物总量10%的复合酶制剂，常温酶解1～2天，得生物改性原液，其中复合酶制剂是由葡聚糖酶、葡萄糖苷酶和淀粉酶按质量比为1:2:1复配制得；
（6）将上述得到的生物改性原液转入反应釜中，加入改性原液总质量5～8%的锂辉石，启动搅拌器在50～60℃下反应5～7h，出料后即得乳胶状的软膜型可降解抑尘剂。
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