CN106479277A - 料场扬尘抑制剂及其制备方法以及应用 - Google Patents

料场扬尘抑制剂及其制备方法以及应用 Download PDF

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Abstract

一种料场扬尘抑制剂及其制备方法以及应用，构成该扬尘抑制剂的配方组分按重量份数计：氧化淀粉5‑20份，改性纤维素0.8‑2.0份，EVA乳液2‑10份，聚乙烯醇0.6‑0.8份，乳化剂0.1‑1份，渗透剂0.2‑2份，成膜助剂0.05‑0.2份，其余组分为水。其制备方法包括：氧化淀粉的制备方法，原料预处理，原料预混合，原料混合搅拌步骤。根据实际粉尘量确定稀释倍数和喷洒次数，将扬尘抑制剂与水按1∶10‑20稀释，然后注入高压喷洒设备，按照不小于1.5L/m2的用量将此溶液向料堆表面均匀喷洒，干燥后，在物料表面形成具有一定强度的聚合物固化层，即完成料场抑尘。本发明质量稳定，成膜性好、固化层强度高，适用物料范围广泛，喷洒后改善环境，能够抵抗恶劣天气，喷洒周期长。

Description

料场扬尘抑制剂及其制备方法以及应用
技术领域
本发明涉及扬尘抑制剂技术领域，尤其涉及一种料场扬尘抑制剂及其制备方法以及应用。
背景技术
研究结果显示，在城市空气总悬浮颗粒物中，扬尘的贡献率已达到或超过50％，而各大料场又是引起扬尘的主要源头之一。露天堆放的散状物料由于颗粒较小、颗粒重量较轻，在风力带动和雨水冲蚀的作用下，容易引起扬尘污染，不但损失物料，而且破坏环境、危害城市居民身体健康。物料运输过程中，如煤炭铁路运输，运输过程中在风力和颠簸作用下，极易造成煤尘污染，直接造成了煤炭资源的浪费，对沿线的农作物、附近居民以及铁路设施也造成极大的危害。
为了抑制料场扬尘，洒水是目前最普遍的办法，经常洒水是对水资源的严重浪费，对于长时间堆放的静置料场和长距离运输的散状物料均起不到防尘作用，此外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、空气干燥，其实际应用受到很大限制，因此洒水抑尘不是高效节约的防尘方法；另外，机械遮盖法也是较为常见的一种抑尘办法，但其成本高、浪费材料，需要投入大量的人力、物力和时间，操作起来不方便，且进行速度较慢。
喷洒扬尘抑制剂，可以有效避免传统抑尘办法的弊端，且可达到更快速、更有效的抑尘效果。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明一是提供一种由多组分复合而成的料场扬尘抑制剂，二是提供一种料场扬尘抑制剂的制备方法，三是提供一种料场扬尘抑制剂的应用方法。喷洒该扬尘抑制剂可有效抑制扬尘，通过各高分子聚合物之间的相互作用，使粉尘团聚，增大粉尘的粒径和重量，增加料堆表面的摩擦力，在物料表面形成一层具有韧性的粘结性网状壳膜，有效固定住粉尘，使粉尘无法再扬起。提供所述的制备方法和喷洒方法，操作简单易行。
实现上述目的采用以下技术方案：
一种料场扬尘抑制剂，其特征在于，构成该扬尘抑制剂的配方组成按重量份数计：氧化淀粉5-20份，改性纤维素0.8-2.0份，EVA乳液2-10份，聚乙烯醇0.6-0.8份，乳化剂0.1-1份，渗透剂0.2-2份，成膜助剂0.05-0.2份，余量为水。
所述的氧化淀粉，是玉米淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉中的一种或几种，经双氧水氧化、脲醛树脂交联而成的改性淀粉。
所述的改性纤维素，为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种。
所述的EVA乳液，为醋酸乙烯与乙烯共聚合物，是粘结剂的一种。
所述的聚乙烯醇的醇解度为98％，平均聚合度为1650-1850，具有较好的成膜性。
所述的乳化剂为是一类表面活性剂，为乳浊液的稳定剂，为OP系列。
所述的渗透剂为阴非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐中的一种或几种，非离子表面活性剂为聚氧乙烯型，两者结合使用。
所述的成膜助剂也称聚结助剂，为丙二醇苯醚(PPH)或醇酯十二。
本发明提供第二个技术方案：一种料场扬尘抑制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：按照重量份数秤取：氧化淀粉5-20份，改性纤维素0.8-2.0份，EVA乳液2-10份，聚乙烯醇0.6-0.8份，乳化剂0.1-1份，渗透剂0.2-2份，成膜助剂0.05-0.2份，；
步骤二：制备氧化淀粉
在反应釜中加入构成氧化淀粉的玉米淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉中的一种或几种混合物，氧化阶段用30％双氧水做氧化剂，硫酸亚铁做催化剂，硫代硫酸钠做氧化终止剂，在50-60℃温度下反应2h，完成氧化过程，然后加入固含量为30-40％的脲醛树脂进行交联，保温搅拌1h，出料，备用；
步骤三：原料预处理：
将改性纤维素，聚乙烯醇，乳化剂，渗透剂，成膜助剂分别用水溶解，备用；
步骤四：原料预混合：
将溶解好的改性纤维素和聚乙烯醇溶液依次加入到反应釜中，搅拌0.5h；
步骤五：混合搅拌：
按照重量份依次加入氧化淀粉、EVA乳液、乳化剂、渗透剂、成膜助
本发明提供第三个技术方案：一种料场扬尘抑制剂的应用，根据实际粉尘量确定稀释倍数和喷洒次数，将扬尘抑制剂与水按1∶10-20稀释，然后注入高压喷洒设备，按照不小于1.5L/m2的用量将此溶液向料堆表面均匀喷洒，干燥后，在物料表面形成具有一定强度的聚合物固化层，即完成料场抑尘。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明提供的料场扬尘抑制剂组方科学合理，所用原料中的氧化淀粉，是由玉米淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉中的一种或几种，经双氧水氧化、脲醛树脂交联而成的改性淀粉，其原料来源广泛，与原始淀粉相比较，具有糊液黏度低且稳定性高、成膜性好、抗冻融性好等特点。
所用原料中的改性纤维素，为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种，纤维素是分布最广、含量最多的天然多糖，经改性后的纤维素具极好的相容性，起到增稠、粘结、分散、稳定作用，使扬尘抑制剂成为性能稳定的均质乳化分散液。
所用原料中的EVA乳液，为醋酸乙烯与乙烯共聚合物，是粘结剂的一种，具有很好的粘结特性，作为扬尘抑制剂的组成成分，具有优异的成膜性和粘结性，能够与聚乙烯醇配伍，保证成膜连续性的同时，提高固化层的韧性。
所用原料中的聚乙烯醇是良好的成膜剂、粘结剂、分散剂，其性质受醇解度、聚合度的影响，所用的聚乙烯醇的醇解度为98％，平均聚合度为1650-1850，具有较好的成膜性，且膜的机械性能优良、拉伸强度较强。
所用原料中的乳化剂为是一类表面活性剂，为乳浊液的稳定剂，所用的乳化剂为OP系列，是一种性价比高的乳化剂，当它分散在分散质的表面时，形成薄膜或双电层，可使分散相带有电荷，这样就能阻止分散相的小液滴互相凝结，促使扬尘抑制剂称为形成稳定的乳浊液。
所用原料中的渗透剂为阴非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐中的一种或几种，非离子表面活性剂为聚氧乙烯型，两者结合使用扩大了粉尘种类的适用范围，且有效降低了水的表面张力，增强渗透作用。
所用原料中的成膜助剂也称聚结助剂，能促进高分子化合物塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，提高冻融稳定性，能在较广泛的温度范围内成膜，有助于扬尘抑制剂适用于更宽的温度范围，所用的成膜助剂为丙二醇苯醚(PPH)或醇酯十二，能促进高分子化合物塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，提高冻融稳定性，能在较广泛的温度范围内成膜，有助于扬尘抑制剂适用于更宽的温度范围。
本发明用于料场扬尘具有以下优点：首先，喷洒后，成膜性好、固化层强度高；其次，质量稳定，适用物料范围广泛，喷洒后改善环境，能够抵抗恶劣天气，喷洒周期长；再次，因成分中不含有无机物，若用于煤场抑尘，在燃烧过程中不会产生多余的灰分，不会影响煤炭的质量。该扬尘抑制剂主要用于：煤炭及各类金属、非金属采矿区、矿物土方储存卸载场、水泥搅拌站、煤场、钢铁厂、冶金厂、人工沙滩和沙漠化地区等扬尘多的场所。喷洒方法：扬尘抑制剂与水按1∶10-20稀释，然后注入高压喷洒设备，按照不小于1.5L/m2的用量将此溶液向料堆表面均匀喷洒。
附图说明
图1是连续监测十五天实施例1煤场的粉尘浓度图。
图2是连续监测十五天实施例2水泥厂的粉尘浓度图。
图3是连续监测十五天实施例三钢铁厂的粉尘浓度图。
图中，A线代表的是未采取措施料场粉尘浓度情况，B线代表的是喷洒本发明扬尘因之际粉尘浓度情况。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明做进一步详细说明。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。
实施例1：原料用重量份计，该扬尘抑制剂用于煤场扬尘。
将羧甲基纤维素12kg、甲基纤维素5kg用450kg水溶解备用；聚乙烯醇6.5kg用120kg水加热溶解备用；乳化剂4kg、渗透剂10kg、成膜助剂0.5kg分别用20kg水溶解备用；在反应釜中加入水102kg，开动搅拌，先将溶解的羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇预混合，搅拌0.5h，然后依次加入氧化淀粉150kg、EVA乳液80kg、溶解的乳化剂、渗透剂、成膜助剂，搅拌1h左右停机，出料，包装。
将扬尘抑制剂稀释15倍，注入高压喷洒设备，以1.8L/m2的用量均匀喷洒一次，形成10mm左右的固化层，达到抑尘效果。扬尘抑制剂各项技术指标为：pH值：7.10，表面张力：43.4mN.m-1，固化层厚度10.28mm。7月2日喷洒，之后7月3日至17日连续十五天监测实施例1煤场的粉尘浓度，经对比抑尘效率可达80％以上，连续监测十五天实施例一煤场的粉尘浓度见附图1。
实施例2：原料用重量计，该扬尘抑制剂用于水泥厂扬尘。
将羟丙基甲基纤维素10kg、羟乙基纤维素2kg，用465kg溶解备用；聚乙烯醇6kg用100kg水加热溶解备用；乳化剂4.5kg、渗透剂11kg、成膜助剂1kg分别用20kg水溶解备用；在反应釜中加入水140.5kg，开动搅拌，先将溶解的羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇预混合，搅拌0.5h，然后依次加入氧化淀粉140kg、EVA乳液60kg、溶解的乳化剂、渗透剂、成膜助剂，搅拌1h左右停机，出料，包装。
将扬尘抑制剂稀释12倍，注入高压喷洒设备，以2.0L/m2的用量均匀喷洒一次，形成10mm左右的固化层，达到抑尘效果。扬尘抑制剂各项技术指标为：pH值：6.98，表面张力：47.9mN.m-1，固化层厚度10.61mm。8月3日喷洒，之后8月4日至18日连续十五天监测实施例2水泥厂的粉尘浓度，经对比抑尘效率可达80％以上，连续监测十五天实施例二水泥厂的粉尘浓度见附图2。
实施例3：原料用重量计，该扬尘抑制剂用于钢铁厂扬尘。
将羧甲基纤维素14kg、羟乙基纤维素1kg，用440kg水溶解备用；聚乙烯醇7kg用135kg水加热溶解备用；乳化剂6kg、渗透剂16kg、成膜助剂1.2kg分别用20kg水溶解备用；在反应釜中加入水109.8kg，开动搅拌，先将溶解的羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇预混合，搅拌0.5h，然后依次加入氧化淀粉160kg、EVA乳液50kg、溶解的乳化剂、渗透剂、成膜助剂，搅拌1h左右停机，出料，包装。
将扬尘抑制剂稀释20倍，注入高压喷洒设备，以1.5L/m2的用量均匀喷洒一次，24h后再均匀喷洒一次，形成10mm左右的固化层，达到抑尘效果。扬尘抑制剂各项技术指标为：pH值：7.14，表面张力：44.8mN.m-1，固化层厚度10.19mm。8月3日、4日连续两次均匀喷洒，之后8月5日至19日连续十五天监测实施例3钢铁厂的粉尘浓度，经对比抑尘效率可达80％以上，连续监测十五天实施例三钢铁厂的粉尘浓度见附图3。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种料场扬尘抑制剂，其特征在于，构成该扬尘抑制剂的配方组成按重量份数计：氧化淀粉5-20份，改性纤维素0.8-2.0份，EVA乳液2-10份，聚乙烯醇0.6-0.8份，乳化剂0.1-1份，渗透剂0.2-2份，成膜助剂0.05-0.2份，余量为水。
2.根据权利要求1所述的料场扬尘抑制剂，其特征在于，所述的氧化淀粉，是玉米淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉中的一种或几种，经双氧水氧化、脲醛树脂交联而成的改性淀粉。
3.根据权利要求1所述的料场扬尘抑制剂，其特征在于，所述的改性纤维素，为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的料场扬尘抑制剂，其特征在于，所述的EVA乳液，为醋酸乙烯与乙烯共聚合物，是粘结剂的一种。
5.根据权利要求1所述的料场扬尘抑制剂，其特征在于，所述的聚乙烯醇的醇解度为98％，平均聚合度为1650-1850，具有较好的成膜性。
6.根据权利要求1所述的料场扬尘抑制剂，其特征在于，所述的乳化剂为是一类表面活性剂，为乳浊液的稳定剂，为OP系列。
7.根据权利要求1所述的料场扬尘抑制剂，其特征在于，所述的渗透剂为阴非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐中的一种或几种，非离子表面活性剂为聚氧乙烯型，两者结合使用。
8.根据权利要求1所述的料场扬尘抑制剂，其特征在于，所述的成膜助剂也称聚结助剂，为丙二醇苯醚(PPH)或醇酯十二。
9.一种料场扬尘抑制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：按照重量份数秤取：氧化淀粉5-20份，改性纤维素0.8-2.0份，EVA乳液2-10份，聚乙烯醇0.6-0.8份，乳化剂0.1-1份，渗透剂0.2-2份，成膜助剂0.05-0.2份，；
步骤二：制备氧化淀粉
在反应釜中加入构成氧化淀粉的玉米淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉中的一种或几种混合物，氧化阶段用30％双氧水做氧化剂，硫酸亚铁做催化剂，硫代硫酸钠做氧化终止剂，在50-60℃温度下反应2h，完成氧化过程，然后加入固含量为30-40％的脲醛树脂进行交联，保温搅拌1h，出料，备用；
步骤三：原料预处理：
将改性纤维素，聚乙烯醇，乳化剂，渗透剂，成膜助剂分别用水溶解，备用；
步骤四：原料预混合：
将溶解好的改性纤维素和聚乙烯醇溶液依次加入到反应釜中，搅拌0.5h；
步骤五：混合搅拌：
按照重量份依次加入氧化淀粉、EVA乳液、乳化剂、渗透剂、成膜助剂、搅拌1h，出料，包装。
10.一种料场扬尘抑制剂的应用，其特征在于，根据实际粉尘量确定稀释倍数和喷洒次数，将扬尘抑制剂与水按1∶10-20稀释，然后注入高压喷洒设备，按照不小于1.5L/m2的用量将此溶液向料堆表面均匀喷洒，干燥后，在物料表面形成具有一定强度的聚合物固化层，即完成料场抑尘。
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