CN107964394A - 一种复合环保型扬尘抑制剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种复合环保型扬尘抑制剂及制备方法，属于抑尘剂制备领域。制备原料包括农作物秸秆、变性淀粉、强碱物质、辅料、水，其质量比例为5～15:2～6:0.6～1.2:0.1～0.2:300。将农作物秸秆与变性淀粉超声搅拌混合，混匀后得到粉体A；使用时按上述质量比将粉体A投入常温水中并超声搅拌，搅拌均匀后投入强碱物质及辅料，连续超声搅拌15～30min，停止搅拌静置，即可得到本产品。本发明对粉尘具有粘结、凝并、润湿的作用，干燥后可在物料表面形成一层连续的、完整的壳膜，并将粉尘颗粒覆盖在壳膜内，且其具有一定的机械强度和韧性。本发明对人体、设备和环境无毒害作用，长期处于资源环境中可被微生物分解，可在常温下制备，实现现用现配，相对于液体抑尘剂更易于运输、储存。

Description

一种复合环保型扬尘抑制剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合环保型扬尘抑制剂及制备方法，属于抑尘剂制备领域。

背景技术

随着我国的经济发展，尤其随着城市化进程和大规模的基础建设的推进，扬尘问题愈发显著，已严重影响经济的发展和国民的健康生活。以煤炭为例，其在开采、存放、运输的过程中，易产生大量细小的扬尘，极易被人吸入肺中，长期处于煤炭环境中的工作者近年来患肺病的概率居高。而煤尘细小易被风雨带走，我国每年因煤尘逃逸也造成了不可估量的经济损失。扬尘是导致全年空气质量不佳主要原因，且又难以控制。抑尘剂可有效控制颗粒性物质的飞扬，在施工工地、道路、矿山、公园、厂区、煤料场等使用的效果已得到认可。

因此开展对扬尘抑制的研究，对于改善大气环境质量和公众生活环境，都有着十分重要的意义。传统的抑尘方式如洒水、防尘网等已越来越不适应当今抑尘要求，抑尘剂具有较好的环境效益和经济效益，有极其广阔的发展前景，因而受到广泛关注。抑尘剂也向着复合型、专用型、环保型方向发展，国内外竞相针对此类抑制剂开展研究。美国研制出含有聚乙烯醇、甘油、聚硅氧烷树脂等成分的抑制剂；澳大利亚利用甘蔗渣、糖浆为原料研制出一种生态型抑尘剂；我国程淑艳等以废纸为原料制得羧甲基纤维素然后制备扬尘抑制剂，曹丽琼等以废可乐瓶为原料提取乙二醇制备扬尘抑制剂。

虽然抑尘剂已广泛应用于散料堆场、建筑工地、港口等地，但仍存在一些不足。化学抑尘剂往往直接添加化工原料，制备工艺复杂，条件苛刻，不便于工业化利用，且有时直接添加化工原料，对环境造成一定影响。专利CN104694083A公布了一种以聚乙二醇、硫酸钠、明胶等为主要原料在超低温-40℃到-30℃冻干后，多次粉碎后制得复合型化学抑尘剂。CN102212337A公布了一种以废纸为原料经过碱化、醚化反应制备得到煤尘抑制剂。专利CN105542717A公布了一种以棕竹茎为原料，经过膨化、纤维化，再经反应制备得到抑尘剂。上述抑尘剂在制备过程中工艺复杂，并会产生大量的含酸含碱废水，难以处理，造成对环境的影响。

相比上述抑尘剂，专利CN1450143A和CN102352217A均以玉米秸秆、淀粉、碱为原料制备环保型抑尘剂，抑尘剂效果优异，价格低廉，且工艺简单易于操作。但存在如长时间不用，尤其是在夏天，抑尘剂极易腐败，丧失抑尘性能；液体抑尘剂较固体不易运输；由于粒径较大，在散料堆厂现有喷洒管路系统中不易推广使用等问题，限制了该抑尘剂的使用，为此，本发明专利针对上述问题，开展针对性的研究，开发出另一种复合环保型扬尘抑制剂。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可常温制备、随用随配的新型复合型环保扬尘抑制剂及其制备方法。一种复合环保型扬尘抑制剂，其特征在于，农作物秸秆、变性淀粉、强碱物质、辅料、水，其质量比例为(5～15):(2～6):(0.6～1.2):(0.1～0.2):300；辅料为粘性增强物质。其中的农作物秸秆包括小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗中的一种或几种。进一步，其中的农作物秸秆经自然晾晒干燥后，将其粉碎至1～2mm，再用微波干燥，粉碎至80～100目。

本发明专利是按以下方式实现的：

1)将秸秆晾晒干燥后，将其粉碎为尺寸1～2mm的料体后，用微波干燥，再行粉碎至80～100目；按质量比5～15:2～6与变性淀粉进行超声搅拌混合，混匀后得到粉体A；

2)将粉体A投入300质量份的水中，开启超声搅拌；

3)待上述溶液混合均匀后，投入0.6～1.2质量份的粉体B，继续进行超声搅拌；加入0.1～0.2质量份辅料C；

4)搅拌15～30分钟后停止搅拌，静置后即可得抑尘剂。

上述变性淀粉可为预糊化(α-化)淀粉、油脂变性淀粉、金属离子变性淀粉、交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉、α、β、γ-环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉、羧甲基变性淀粉和羧烷基变性淀粉中的任意一种或几种。上述粉体B为含氢氧根的强碱物质，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等，优选氢氧化钠。上述辅料C为粘性增强物质，如聚乙烯醇、聚乙二醇、瓜尔胶、羟丙基纤维素。该工艺制备出的扬尘抑制剂pH为8～9之间，粘度值在220～370mPa·s之间，具有较高的粘附性，经实际应用，可有效防止扬尘，在不同风速和降雨下测试了其抑尘性能，效果优良。

本发明相比现有技术的显著效果是：

1)本发明所使用原料之一变性淀粉优选羧甲基纤维素钠，在较低温度下即可实现高粘性，相较于以普通淀粉为原料制备的抑尘剂，该抑尘剂可在常温下达到与之前抑尘剂相同的性能，但制备工艺更为简单；

2)本发明所制备抑尘剂性状为粉末，相对于液体形式的抑尘剂更有利于运输、便于携带，根据用户需求可直接在操作现场按照上述比例与水溶液进行调配，操作灵活、简便、减少浪费，适合大规模推广使用或民用；

3)本发明以农业废弃物秸秆为制备原料，做到以废治污，大大降低了生产成本。所制备抑尘剂可被微生物自然分解，不影响植株、种子自然生长，具有绿色、环保、无公害、无污染的优点。

附图说明

图1秸秆粒径质量分布

图2抑尘剂喷洒前后颗粒物表面SEM图

a抑尘剂喷洒前 b抑尘剂喷洒后

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明。具体实验方案及性能指标见表1。将秸秆晾晒干燥后，将其粉碎为尺寸1～2mm的料体后，用微波干燥，再行粉碎至80～100目；下述实例中秸秆粒径质量分布结果如图1。

下述实例中喷洒前后颗粒物表面形貌特征如图2，由图可见，喷洒抑尘剂后可在颗粒物表面形成一层薄膜，有利于抑制颗粒物运动，实现抑尘性能。

实施例1：将10g粉碎后的玉米秸秆与3g羧甲基纤维素钠混合均匀后，放入300g水常温超声搅拌，加入0.8g氢氧化钠、0.1g聚乙烯醇持续超声搅拌，15分钟后停止搅拌，自然冷却。

实施例2：将10g粉碎后的小麦秸秆与3g马铃薯变性淀粉混合均匀后，放入300g水常温超声搅拌，加入0.9g氢氧化钠、0.15g聚乙烯醇持续超声搅拌，20分钟后停止搅拌，自然冷却。

实施例3：将10g粉碎后的玉米秸秆与3g羧烷基纤维素钠混合均匀后，放入300g水常温超声搅拌，加入1.0g氢氧化钠、0.2g聚乙烯醇持续超声搅拌，20分钟后停止搅拌，自然冷却。

实施例4：将10g粉碎后的甘蔗秆与4g羧甲基纤维素钠混合均匀后，放入300g水常温超声搅拌，加入1.2g氢氧化钙、0.1g聚乙烯醇持续超声搅拌，20分钟后停止搅拌，自然冷却。

实施例5：将10g粉碎后的甜菜秆与4g马铃薯变性淀粉混合均匀后，放入300g水常温超声搅拌，加入0.9g氢氧化钙、0.15g聚乙烯醇持续超声搅拌，30分钟后停止搅拌，自然冷却。

实施例6：将10g粉碎后的玉米秸秆与4g羧甲基纤维素钠混合均匀后，放入300g水常温超声搅拌，加入1.0g氢氧化钙、0.2g聚乙烯醇持续超声搅拌，20分钟后停止搅拌，自然冷却。

表1各实例抑尘剂性能表

Claims (6)

1.一种复合环保型扬尘抑制剂，其特征在于，农作物秸秆、变性淀粉、强碱物质、辅料、水，其质量比例为(5～15):(2～6):(0.6～1.2):(0.1～0.2):300；辅料为粘性增强物质。

2.按照权利要求1所述的环保型扬尘抑制剂，其中的农作物秸秆包括小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗中的一种或几种。

3.按照权利要求1或2所述的环保型扬尘抑制剂，其中的农作物秸秆经自然晾晒干燥后，将其粉碎至1～2mm，再用微波干燥，进一步粉碎至80～100目。

4.按照权利要求1所述的环保型扬尘抑制剂，其中的变性淀粉为预糊化(α-化)淀粉、油脂变性淀粉、金属离子变性淀粉、交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉、α、β、γ-环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉、羧甲基变性淀粉和羧烷基变性淀粉中的任意一种或几种。

5.按照权利要求1所述的环保型扬尘抑制剂，其中的辅料为聚乙烯醇、聚乙二醇、瓜尔胶、羟丙基纤维素中任意一种。

6.制备如权利要求1-5任意一项所述环保型扬尘抑制剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将秸秆晾晒干燥后，将其粉碎为尺寸1～2mm的料体后，用微波干燥，再行粉碎至80～100目；按质量比5～15:2～6与变性淀粉进行超声搅拌混合，混匀后得到粉体A；

2)将粉体A投入300质量份的水中，开启超声搅拌；

3)待上述溶液混合均匀后，投入0.6～1.2质量份的粉体B，继续进行超声搅拌；加入0.1～0.2质量份辅料C；

4)搅拌15～30分钟后停止搅拌，静置后得抑尘剂。