CN106590533A - 分级木质素磺酸盐保湿型和结壳型抑尘剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分级木质素磺酸盐保湿型和结壳型抑尘剂的制备方法，其步骤为：利用超滤膜对木质素磺酸盐进行分级，获得小分子量和大分子量木质素磺酸盐，并分别根据大小分子量木质素磺酸盐在保湿性能和结壳性能的差异，制备以小分子量木质素磺酸盐为主复配其他助剂的保湿型抑尘剂和以大分子量木质素磺酸盐为主复配其他助剂的结壳型抑尘剂。本发明将木质素磺酸盐的保湿性和结壳性分别加以利用，开发保湿型和结壳型复合抑尘剂，可以有效提高其抑尘效果。由于木质素磺酸盐来源丰富且可再生、无毒且可生物降解，因此本发明制备的保湿型和结壳型抑尘剂具有使用安全、绿色环保的特点。

Description

分级木质素磺酸盐保湿型和结壳型抑尘剂
技术领域
本发明属于环境污染治理领域，主要涉及分级木质素磺酸盐制备抑尘剂。
背景技术
木质素是仅次于纤维素的第二大可再生植物资源，是可被人类利用的最丰富的绿色资源之一。木质素磺酸盐是造纸工业通过酸法制浆得到的副产物，来源丰富、价格低廉、无毒，而且其相对分子量分布较宽。木质素磺酸盐具有磺酸根强亲水基团和羧酸、酚羟基等弱电离基团，具有较好的水溶性。目前木质素磺酸盐广泛应用在混凝土减水剂、选矿浮选剂和冶炼矿粉粘结剂、耐火材料等方面。
随着国民经济的高速发展，扬尘污染已经成为影响我国环境的一个重要因素，给经济发展、环境治理和人民的身体健康都带来了巨大的负面影响。因此，扬尘治理非常紧迫而必要。现有的解决办法可分为物理抑尘法和化学抑尘法。物理抑尘法的适用范围有很大的局限性；化学抑尘法是将抑尘剂喷洒到散料堆表面，形成有效的防护层来达到抑尘的目的，其抑尘效果较好。专利CN106010453A公布了一种由凹凸棒黏土-黄原胶-丙烯酸/丙烯酰胺改性吸水性树脂，改性矿物黏土，聚丙烯酸钠，改性天然纤维素和粘多糖制成的抑尘剂，虽然该抑尘剂无毒、无害、安全环保，但是添加较多的合成高分子材料，生物降解性差。专利CN105801770A公开了一种木质素接枝衣康酸的新型生物基抑尘剂制备方式，专利CN101440287B也公开了一种木质素磺酸盐接枝共聚物固沙剂的制备方法，上述两种方法选用了可降解再生的木质素作为抑尘剂和固沙剂，但是这两个专利所述的抑尘固沙剂合成过程复杂，成本相对较高。鉴于对现在抑尘剂存在的问题，研制一种可生物降解、无二次污染、低成本的可再生环保型抑尘剂是十分必要的。
一般来说，抑尘剂根据抑尘作用方式可分为保湿型和结壳型两种，二者的作用在某种程度上是互相抑制的。因此，将抑尘剂分为保湿型抑尘剂和结壳型抑尘剂，是提高抑尘剂使用效果的重要方式。发明人在前期实验中发现，木质素磺酸盐的分子量对木质素磺酸盐的保湿性能和结壳性能影响很大，大分子量木质素磺酸盐的结壳性能明显要优于小分子量木质素磺酸盐，而小分子木质素磺酸盐的保湿性能要高于大分子量木质素磺酸盐。因此提出通过将木质素磺酸盐分为大小分子量木质素磺酸盐，并分别根据大小分子量木质素磺酸盐的性能分别开发保湿型和结壳型抑尘剂，在不经过复杂改性步骤，有效提高木质素磺酸盐基抑尘剂的效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有抑尘剂技术，提供一种具有环保降解且再生性的复合抑尘剂，该抑尘剂可根据抑尘的作用方式分为保湿型和结壳型两种。
本发明技术方案的质量百分比配比如下：
(1)保湿型抑尘剂：
低分子量木质素磺酸盐(固体质量)： 0.5～10％
辅助保湿剂： 1～5％
水： 余量
(2)结壳型抑尘剂：
高分子量木质素磺酸盐(固体质量)： 0.5～10％
辅助结壳剂： 1～5％
水： 余量
所述的辅助保湿剂为氯化钙和甘油中的至少一种。
所述的辅助结壳剂为羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇中的至少一种。
本发明的主要步骤如下：
(1)通过超滤膜对木质素磺酸盐进行获得低分子量木质素磺酸盐和高分子量木质素磺酸盐级分，测定两个级分固含量，用于计算抑尘剂配方中木质素磺酸盐溶液的添加量。
(2)按照比例将辅助保湿剂与低分子量木质素磺酸盐级分混合，充分搅拌完全混合后即制得保湿型复合抑尘剂。
(3)将辅助结壳剂按比例加入水中，加热溶解，完全溶解后按比例加入高分子量木质素磺酸盐级分，混合均匀后即制得结壳型复合抑尘剂。
本发明抑尘剂的创新之处为以酸法浆废液木质素磺酸盐为原料，基于分子量不同的木质素磺酸盐保湿性及结壳性的差异，利用超滤膜分级的方式获得木质素磺酸盐级分，进一步复配其他助剂分别制备高性能的保湿型及结壳型抑尘剂。本发明将木质素磺酸盐分级后使用，提高木质素基使用价值及其抑尘剂的抑尘效果。
具体实施方式
实施例1：
利用截留分子量为6,000g/mol的超滤膜将木质素磺酸盐分级大分子量木质素磺酸盐和小分子量木质素磺酸盐级分，测定两个级分固含量，得到单位体积木质素磺酸盐溶液中木质素磺酸盐的质量，按照小分子量木质素磺酸盐6份(固体质量)，甘油1.5份，氯化钙0.5份，其余92份为水(包括小分子木质素磺酸盐溶液中的水)，配制保湿型抑尘剂。按固体质量比将6份大分子量木质素磺酸盐和0.5份羧甲基纤维素钠混合，继续加水至总质量为100份，充分搅拌溶解，配制结壳型抑尘剂。
实施例2：
利用截留分子量为6,000g/mol的超滤膜将木质素磺酸盐分级大分子量木质素磺酸盐和小分子量木质素磺酸盐级分，测定两个级分固含量，得到单位体积木质素磺酸盐溶液中木质素磺酸盐的质量，按照小分子量木质素磺酸盐5份(固体质量)，甘油2份，其余93份为水(包括小分子木质素磺酸盐溶液中的水)，配制保湿型抑尘剂。按固体质量比将5份大分子量木质素磺酸盐和1份羧甲基纤维素钠混合，继续加水至总质量为100份，充分搅拌溶解，配制结壳型抑尘剂。
实施例3：
利用截留分子量为10,000g/mol的超滤膜将木质素磺酸盐分级大分子量木质素磺酸盐和小分子量木质素磺酸盐级分，测定两个级分固含量，得到单位体积木质素磺酸盐溶液中木质素磺酸盐的质量，按照小分子量木质素磺酸盐5份(固体质量)，氯化钙1份，其余94份为水(包括小分子木质素磺酸盐溶液中的水)，配制保湿型抑尘剂。按固体质量比将4份大分子量木质素磺酸盐和1份羧甲基纤维素钠混合，继续加水至总质量为100份，充分搅拌溶解，配制结壳型抑尘剂。
实施例4：
利用截留分子量为10,000g/mol的超滤膜将木质素磺酸盐分级大分子量木质素磺酸盐和小分子量木质素磺酸盐级分，测定两个级分固含量，得到单位体积木质素磺酸盐溶液中木质素磺酸盐的质量，按照小分子量木质素磺酸盐6份(固体质量)，氯化钙0.5份，甘油1份，其余92.5份为水(包括小分子木质素磺酸盐溶液中的水)，配制保湿型抑尘剂。将聚乙烯醇加热溶解于水中，配制成100g/L的聚乙烯醇水溶液，按固体质量比将5份大分子量木质素磺酸盐和1份聚乙烯醇混合，继续加入水至总质量为100份，充分搅拌溶解，配制结壳型抑尘剂。
实施例5：
利用截留分子量为20,000g/mol的超滤膜将木质素磺酸盐分级大分子量木质素磺酸盐和小分子量木质素磺酸盐级分，测定两个级分固含量，得到单位体积木质素磺酸盐溶液中木质素磺酸盐的质量，按照小分子量木质素磺酸盐3份(固体质量)，氯化钙1份，甘油0.5份，其余95.5份为水(包括小分子木质素磺酸盐溶液中的水)，配制保湿型抑尘剂。将聚乙烯醇加热溶解于水中，配制成100g/L的聚乙烯醇水溶液，按固体质量比将4份大分子量木质素磺酸盐、1份聚乙烯醇和0.5份的羧甲基纤维素钠混合，继续加入水至总质量为100份，充分搅拌溶解，配制结壳型抑尘剂。
实施例6：
利用截留分子量为20,000g/mol的超滤膜将木质素磺酸盐分级大分子量木质素磺酸盐和小分子量木质素磺酸盐级分，测定两个级分固含量，得到单位体积木质素磺酸盐溶液中木质素磺酸盐的质量，按照小分子量木质素磺酸盐4份(固体质量)，甘油1份，其余95份为水(包括小分子木质素磺酸盐溶液中的水)，配制保湿型抑尘剂。将聚乙烯醇加热溶解于水中，配制成100g/L的聚乙烯醇水溶液，按固体质量比将4份大分子量木质素磺酸盐、0.5份聚乙烯醇和1份的羧甲基纤维素钠混合，继续加入水至总质量为100份，充分搅拌溶解，配制结壳型抑尘剂。

Claims (5)

1.分级木质素磺酸盐保湿型和结壳型抑尘剂，所述的方法包括以下步骤：
a.通过截留分子量不同的超滤膜对木质素磺酸盐进行分级，获得低分子量木质素磺酸盐和高分子量木质素磺酸盐；
b.按照下列质量百分比制备保湿型抑尘剂：低分子量木质素磺酸盐(固体质量)0.5～10％，辅助保湿剂1～5％，余量为水；
c.按照下列质量百分比制备结壳型抑尘剂：高分子量木质素磺酸盐(固体质量)0.5～10％，辅助结壳剂1～5％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的分级木质素磺酸盐保湿型和结壳型抑尘剂，其特征在于：所述的木质素磺酸盐来自酸性亚硫酸盐制浆废液或硫酸盐制浆木质素经磺化改性。
3.根据权利要求1所述的分级木质素磺酸盐保湿型和结壳型抑尘剂，其特征在于：木质素磺酸盐分级的超滤膜截留分子量为6,000g/mol、10,000g/mol或20,000g/mol。
4.根据权利要求1所述的分级木质素磺酸盐保湿型和结壳型抑尘剂，其特征在于：所述的辅助保湿剂为氯化钙和甘油中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的分级木质素磺酸盐保湿型和结壳型抑尘剂，其特征在于：所述的辅助结壳剂为羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇中的至少一种。
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