CN108395879B - 一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂及其制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂及其制备和使用方法，属于环境保护领域。上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂由以下重量份组分组成：混合表面活性剂10‑60份、润湿剂30‑70份、吸湿剂5‑20份、防腐剂1‑5份、水5‑20份；其中，所述混合表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和异构脂肪醇聚氧乙烯醚以及磺化琥珀酸二环己酯钠盐和有机硅表面活性剂的混合物；所述润湿剂是异构醇和异构脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物；所述吸湿剂是聚乙二醇和丙三醇的混合物。本发明制备的治理粉尘用高效润湿型抑尘剂具有超低表面张力、持久润湿性和长久吸湿保湿性的新型保湿、润湿型抑尘剂，可以大幅度的提高抑尘效率，防止扬尘发生，满足节能环保要求。

Description

一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂及其制备和使用方法

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂及其制备和使用方法。

背景技术

人类的很多活动都会产生细颗粒物质或粉尘，粉尘污染在大气污染中占有很大的比重。例如，火力发电厂、供热厂、采矿场、采石场、水泥厂、石料加工厂、有色金属和黑色金属冶炼厂、纺织厂、化工厂、沥青厂等都是主要的产尘源，建筑工地、露天散体物料堆放场、裸露干燥土地等的扬尘都非常严重。粉尘污染对人类和环境的影响是多方面的，如对人造成毒害和刺激，降低能见度，引起设备磨损腐蚀，对农作物、草原、牲畜生长造成危害，对环境影响也十分突出。可吸入粉尘通过呼吸系统进入人体后,会形成感观刺激甚至造成永久性毒害,导致矿工患尘肺病,严重损害矿工健康。专家测算,我国每年因尘肺病造成的直接经济损失达80多亿元。高浓度煤尘也是煤矿安全生产的重大隐患。当煤尘浓度在30～2000g/m³范围、遇到明火时就会发生爆炸。2005年11月27日发生在黑龙江省七台河东风煤矿的造成171名矿工死亡的特大矿难事故，就是由煤尘爆炸引起的。因此对粉尘的治理迫在眉睫，研究粉尘防治新理论与新技术意义重大。

常用的抑尘方法有洒水、修筑无尘碎石路面结构和采用化学抑尘剂。化学抑尘剂依据使用场所及作用的不同，一般可分为黏结剂、凝聚剂和湿润剂三类。黏结剂常用于土质路面的固土、物料运输过程中的抑尘，黏结机理的核心是使路面具有足够的强度，路面上运动物体的动态压力、摩擦剪切作用、冷凝拉伸破坏，均不能使路面材料结构受到破坏。凝聚剂具有吸收大气中的水分和保水作用，可应用于路面扬尘、物料运输等场合。凝聚剂防尘机理的核心是使路面磨耗层的粒径分布集中在d>80目，由斯托克斯公式可以得出，粉尘沉降速度大于0.1m/s。湿润剂能够改善某些有机或无机化学材料的渗透力，常用于提高水的抑尘效率。润湿机理的核心是使路面始终保持一定的水分(40％～10％)，即利用湿润粉尘，使粉尘密度增大，粉尘加速下降，从而抑制路面扬尘的产生。

目前，国际上广泛使用的湿润剂有：波兰的卡波，日本的P剂、Q剂，德国的非离子型湿润剂，英、美等国的Dustally、M-R型湿润剂，美国的NDZEs湿润剂等。我国从20世纪80年代开始推广湿润剂，国产的湿润剂主要有江西赣州的HJ-I、水电部的sDLY、山西的sR-l、北京丰台的H-86等，缺点是每一种湿润剂的适用范围很小。

在中国发明专利CN 104312538 B公开了一种治理粉尘用润湿型抑尘剂，其组成包括50％～70％的烷基磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚组成的混合表面活性剂，10％～25％的多元醇和单元醇组成的润湿剂混合物，1％～10％的防腐剂，该抑尘剂配成500～800倍水溶液后，表面张力在29mN/m以内，具有较好的抑尘效果，但由于烷基酚聚氧乙烯醚的生物降解性较差，有些国家和地区已开始限制其用量。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂及其制备和使用方法，本发明的抑尘剂具有表面张力更低、润湿性更为持久、吸湿保湿性更长久的治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，可以大幅度的提高抑尘效率，防止扬尘发生，满足节能环保要求。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，本发明提供一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，由以下重量份组分组成：混合表面活性剂10-60份、润湿剂30-70份、吸湿剂5-20份、防腐剂1-5份、水5-20份；其中，

所述混合表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和异构脂肪醇聚氧乙烯醚以及磺化琥珀酸二环己酯钠盐和有机硅表面活性剂的混合物；

所述润湿剂是异构醇和异构脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物；

所述吸湿剂是聚乙二醇和丙三醇的混合物。

进一步的，所述混合表面活性剂按照质量百分比由以下物质组成：

进一步的，所述润湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

异构醇 50-80％

异构脂肪醇聚氧乙烯醚 20-50％。

进一步的，所述吸湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

聚乙二醇 30-80％

丙三醇 20-70％。

优选的，所述异构脂肪醇聚氧乙烯醚为异构十醇聚氧乙烯醚、异构十一醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚的一种或多种。

优选的，所述有机硅表面活性剂为有机硅琥珀酸酯表面活性剂、有机硅PEO表面活性剂、有机硅季铵盐表面活性剂、聚醚改性有机硅表面活性剂中的一种或多种。其中有机硅琥珀酸酯表面活性剂、有机硅PEO表面活性剂、有机硅季铵盐表面活性剂是通过现有技术中的制备方法制备的，聚醚改性有机硅表面活性剂来自市售。

优选的，所述异构醇为异丁醇、异构十醇、异构十一醇、异构十三醇中的一种或多种。

本发明以非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚和异构脂肪醇聚氧乙烯醚、阴离子表面活性剂磺化琥珀酸二环己酯钠盐和有机硅表面活性剂复配，用于粉尘的治理。其中，有机硅表面活性剂可以大幅度降低水的表面张力，同时增加对粉尘的渗透性和润湿型。脂肪醇聚氧乙烯醚，可以辅助降低体系的表面张力，并且进一步增加润湿和渗透性；异构醇和异构脂肪醇聚氧乙烯醚的运用可以增加润湿效果，进一步辅助降低表面张力；聚乙二醇和丙三醇具有较好的吸水保湿的效果。同时为了增加储存时间，加入适量的防腐剂。

本发明抑尘剂是由多种表面活性剂组成，抑尘剂剂溶于水时，其分子完全被水分子包围，亲水基一端被水分子吸引，疏水基一端则被排斥伸向空中，这样湿润剂物质的分子在水溶液表面形成紧密的定向排列层(界面吸附层)，使水的表层分子与空气接触状态发生变化，接触面积大大缩小，导致水的表面张力降低，同时朝向空气的疏水基与粉尘之间有吸附作用，而把尘粒带入水中，使得粉尘得到充分湿润。本发明通过混合表面活性剂间的合理复配，辅以特定润湿剂及吸湿剂，使得制备的抑尘剂具有较好的抑尘效果，并能保持长久有效。

另一方面，本发明还提供一种上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的制备方法，按比例称取混合表面活性剂、润湿剂、吸湿剂、防腐剂和水，放入搅拌器中搅拌均匀即可。

再一方面，本发明还提供一种上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的使用方法，所述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂与水质量比为1：400-800，混合均匀，即可使用。

本发明提供了一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂及其制备和使用方法，具有以下有益效果：

1)本发明选用的混合表面活性剂可以扩大对于粉尘种类的适用范围，且本发明的各组成部分相容性优异，不存在分层或搅拌不均的问题，各组分均为环保产品，对人体和环境不会产品危害，不会因为产品的使用而产生二次污染；

2)本发明抑尘剂与水配比在400-800倍的情况下，可以使其表面张力降低到26mN/m以下，此溶液可以快速捕捉不同粒径的粉尘，抑尘剂用量少，水的用量少，效率高；

3)本发明的抑尘剂与水配比在400-800倍的情况下，可以快速浸润粉尘，200目粉煤在本发明的抑尘剂水溶液中沉降时间小于10s；

4)本发明的抑尘剂与水配比在400-800倍的情况下，抑尘剂水溶液的水滴在200目粉煤静态接触角小于15°。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

下述实施例中所用的材料、试剂等，均可从商业途径得到。

本发明提供一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂及其制备和使用方法，具体物质用量及实验过程参见下述实施例。

实施例1：

一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，由以下重量份组分组成：混合表面活性剂10份、润湿剂30份、吸湿剂5份、防腐剂1份、水5份；其中，

混合表面活性剂按照质量百分比由以下物质组成：

润湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

异构十一醇 50％

异构十一醇聚氧乙烯醚 50％。

吸湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

聚乙二醇 30％

丙三醇 70％。

上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、润湿剂、吸湿剂、防腐剂和水，放入搅拌器中搅拌均匀即可。

上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的使用方法为：所述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂与水质量比为1：400，混合均匀，即可使用。

实施例2：

一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，由以下重量份组分组成：混合表面活性剂30份、润湿剂40份、吸湿剂10份、防腐剂2份、水10份；其中，

混合表面活性剂按照质量百分比由以下物质组成：

润湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

吸湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

聚乙二醇 40％

丙三醇 60％。

上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、润湿剂、吸湿剂、防腐剂和水，放入搅拌器中搅拌均匀即可。

上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的使用方法为：所述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂与水质量比为1：500，混合均匀，即可使用。

实施例3：

一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，由以下重量份组分组成：混合表面活性剂60份、润湿剂50份、吸湿剂15份、防腐剂1份、水5份；其中，

混合表面活性剂按照质量百分比由以下物质组成：

润湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

异构十一醇 40％

异构十三醇 30％

异构十一醇聚氧乙烯醚 30％。

吸湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

聚乙二醇 50％

丙三醇 50％。

上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、润湿剂、吸湿剂、防腐剂和水，放入搅拌器中搅拌均匀即可。

上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的使用方法为：所述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂与水质量比为1：600，混合均匀，即可使用。

实施例4：

一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，由以下重量份组分组成：混合表面活性剂40份、润湿剂60份、吸湿剂20份、防腐剂5份、水20份；其中，

混合表面活性剂按照质量百分比由以下物质组成：

润湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

异丁醇 30％

异构十三醇 50％

异构十三醇聚氧乙烯醚 20％。

吸湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

聚乙二醇 60％

丙三醇 40％。

上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、润湿剂、吸湿剂、防腐剂和水，放入搅拌器中搅拌均匀即可。

上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的使用方法为：所述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂与水质量比为1：700，混合均匀，即可使用。

实施例5：

一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，由以下重量份组分组成：混合表面活性剂50份、润湿剂70份、吸湿剂20份、防腐剂5份、水20份；其中，

混合表面活性剂按照质量百分比由以下物质组成：

润湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

吸湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

聚乙二醇 80％

丙三醇 20％。

上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、润湿剂、吸湿剂、防腐剂和水，放入搅拌器中搅拌均匀即可。

上述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的使用方法为：所述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂与水质量比为1：800，混合均匀，即可使用。

因篇幅有限，为进一步说明本发明制备的治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的性能，仅以实施例3为例构建对比例如下。

对比例1：

一种抑尘剂，去掉混合表面活性剂中的异构十三醇聚氧乙烯醚和润湿剂中的异构十一醇聚氧乙烯醚，其余条件与实施例3相同，制备及使用方法也与实施例3相同。

对比例2：

一种抑尘剂，去掉混合表面活性剂中的磺化琥珀酸二环己酯钠盐，其余条件与实施例3相同，制备及使用方法也与实施例3相同。

对比例3：

一种抑尘剂，去掉混合表面活性剂中的有机硅表面活性剂，其余条件与实施例3相同，制备及使用方法也与实施例3相同。

对比例4：

一种抑尘剂，将混合表面活性剂中的异构十三醇聚氧乙烯醚、磺化琥珀酸二环己酯钠盐和有机硅表面活性剂替换为等质量的烷基酚聚氧乙烯醚，其余条件与实施例3相同，制备及使用方法也与实施例3相同。

对上述实施例1-5和对比例1-4制备的抑尘剂用水稀释后的表面张力、粉尘润湿效果和接触角等性能进行测试，测试结果见表1。

表1

由表1可知，本发明制备的治理粉尘用高效润湿型抑尘剂能够快速润湿捕捉粉尘，提高粉尘表面的吸湿性和保湿性，且其自然渗透性也较好。

根据路面情况使用洒水车喷洒本发明制备的治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，喷洒量为1kg/m²，可保持路面不扬尘14天以上，证明其可长久的保持吸湿性和保湿型，进而提高粉尘的抗风性能。

综上可知，本发明制备的治理粉尘用高效润湿型抑尘剂具有超低表面张力、持久润湿性和长久吸湿保湿性的新型保湿、润湿型抑尘剂，可以大幅度的提高抑尘效率，防止扬尘发生，满足节能环保要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，其特征在于，由以下重量份组分组成：混合表面活性剂10-60份、润湿剂30-70份、吸湿剂5-20份、防腐剂1-5份、水5-20份；其中，

所述混合表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和异构脂肪醇聚氧乙烯醚以及磺化琥珀酸二环己酯钠盐和有机硅表面活性剂的混合物；

所述润湿剂是异构醇和异构脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物；

所述吸湿剂是聚乙二醇和丙三醇的混合物；

所述异构脂肪醇聚氧乙烯醚为异构十醇聚氧乙烯醚、异构十一醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚的一种或多种；

所述有机硅表面活性剂为有机硅琥珀酸酯表面活性剂、有机硅PEO表面活性剂、有机硅季铵盐表面活性剂、有机硅聚醚表面活性剂中的一种或多种；

所述异构醇为异丁醇、异构十醇、异构十一醇、异构十三醇中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，其特征在于，所述混合表面活性剂按照质量百分比由以下物质组成：

3.根据权利要求1所述的治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，其特征在于，所述润湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

异构醇 50-80％

异构脂肪醇聚氧乙烯醚 20-50％。

4.根据权利要求1所述的治理粉尘用高效润湿型抑尘剂，其特征在于，所述吸湿剂按照质量百分比由以下物质组成：

聚乙二醇 30-80％

丙三醇 20-70％。

5.权利要求1至4任一所述的治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的制备方法，其特征在于，按比例称取混合表面活性剂、润湿剂、吸湿剂、防腐剂和水，放入搅拌器中搅拌均匀即可。

6.权利要求1至4任一所述的治理粉尘用高效润湿型抑尘剂的使用方法，其特征在于，所述治理粉尘用高效润湿型抑尘剂与水质量比为1：400-800，混合均匀，即可使用。