CN108559450B - 一种降尘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扬尘控制技术领域，公开了一种降尘剂，该降尘剂按照质量百分比计包括如下组分：羧甲基纤维素0.1‑0.6％，聚丙烯酰胺0.3‑0.7％，羟丙基甲基纤维素0.1‑0.6％，锂基膨润土0.1‑0.6％，甘油0.8‑1.5％，其余为水；该降尘剂降尘效果好，可以把扬尘指标从60‑80g每平方米降到0.2‑10g每平米之间，对人体感觉没有明显粘粘感，并保持8小时之久；并提供该降尘剂的制备方法。

Description

一种降尘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及扬尘控制技术领域，具体涉及一种降尘剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展和生活水平的提高，人们对大气污染日益关注，其中城市道路上的扬尘是最直接影响到人们生活的一种大气污染。扬尘是由于地面上的尘土在风力、人为带动及其他带动飞扬而进入大气的开放性污染源，是环境空气中总悬浮颗粒物的重要组成部分。扬尘对人体健康的危害极大，轻者引发呼吸道疾病、诱发哮喘，严重时引发支气管炎、肺病等疾病，长期吸入空气中灰尘甚至会导致肺癌。

针对城市道路降尘，目前采用的方法主要有：(1)洒水：此方法简单、不污染环境、费用较低，但是由于水蒸发快，需要持续撒水，导致大量水资源的浪费；而且撒水设备需要配备大型储水装置，因此撒水设备体积大，占地空地空间大，制造成本高；(2)降尘剂：现有降尘剂主要原理是利用降尘剂对粉尘进行润湿、粘附，使粉尘吸湿后增重，从而沉降。根据环卫主管部门“以克论净”标准检测，现有降尘剂的降尘效果一般只能从60-80g每平方米降到20-40g每平方米，粉尘与降尘剂的混合物比较粘，对人们感官具有明显粘感，仍然会影响到人们在城市道路上通车和行走。因此，本申请人经过多方面研究，研制出一种效率高、降尘效果好降尘剂。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种降尘剂，该降尘剂降尘效率高、效果好，并提供该降尘剂的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种降尘剂，按照质量百分比计包括如下组分：羧甲基纤维素0.1-0.6％，聚丙烯酰胺0.3-0.7％，羟丙基甲基纤维素0.1-0.6％，锂基膨润土0.1-0.6％，甘油0.8-1.5％，其余为水。

在本发明中，优选的，该降尘剂按照质量百分比计包括如下组分：羧甲基纤维素0.5-0.6％，聚丙烯酰胺0.5-0.7％，羟丙基甲基纤维素0.3-0.5％，锂基膨润土0.4-0.6％，甘油1％，其余为水。

在本发明中，优选的，所述锂基膨润土的制备方法包括如下步骤：将膨润土浸泡于摩尔浓度为0.5-1.0mol/L的HCl溶液中3-5h，用摩尔浓度为0.5-1.0mol/L的NaOH中和调节pH为7.0-7.5，过滤，收集滤渣，将滤渣用清水漂洗3-5次，然后干燥、粉碎，过100-120目筛，得到膨润土精制土；将所得的膨润土精制土烘干后，投入摩尔浓度为1.0-2.0mol/L的LiCl溶液中，搅拌5-8h，经沉淀、过滤、洗涤、晾干，得到锂基膨润土。

在本发明中，优选的，所述降尘剂还包括助剂，所述助剂占所述降尘剂重量的0.06-0.2％；所述助剂为双乙酰酒石酸单甘油酯和水溶性硅酮乳液，两者的重量比为3：2。

在本发明中，进一步的，所述降尘剂的制备方法包括如下步骤：(1)将锂基膨润土放入搅拌机中，边搅拌边加入与所述锂基膨润土等重量的水，充分搅拌制成膏状，静置12-16h；(2)将步骤(1)得到的膏状锂基膨润土加热至100-120℃下活化2-3h后，降温至40-60℃，按照所述比例加入甘油和聚丙烯酰胺，搅拌至混合均匀；停止搅拌，再降温至-10～0℃后，保持30-45min；(3)将步骤(2)得到的混合料投入胶体研磨机中，再按照所述比例加入羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和剩余各组分，充分混合后研磨20-30min，得到所述降尘剂。

在本发明中，进一步的，所述降尘剂的使用方法包括如下步骤：将所述降尘剂与水按照重量比为1:4-8混合均匀，即可使用。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明的降尘剂包括羧甲基纤维素、聚丙烯酰、羟丙基甲基纤维素、锂基膨润土、甘油和水，其中锂基膨润土具有很强的吸附剂，与聚丙烯酰胺配合使用，结合聚丙烯酰胺良好的絮凝性作用，在甘油水溶液中溶解后与锂基膨润土结合形成粒径较大的絮团，使得本降尘剂吸附粉尘后，在重力的作用下能够快速沉降；羧甲基纤维素属于阴离子型纤维素醚类，溶解性好，能够附着于锂基膨润土与聚丙烯酰胺所形成的絮团表面，降低了水的表面张力，促进水与扬尘的接触能力；羟丙基甲基纤维素属于非离子型纤维素混合醚，是一种不活跃的、黏弹性的聚合物，主要作为赋形剂使用，能够增加降尘剂中絮团骨架的稳定性；六大组分的配伍，共同作用，使得本发明的降尘剂能够把扬尘指标从60-80g/m³降到0.2-10g/m³之间，对人体感官没有明显粘粘感，并降尘效果保持8小时之久，相比现有降尘剂，降尘效果显著提高；同时六大组分均易生物降解，对环境危害小。

(2)本发明的降尘剂中锂基膨润土是天然膨润土经过盐酸酸化处理、碱中和、水漂洗、干燥等工艺，去除膨润土中杂质，同时提高了吸附性能与水化膨胀性能，再由氯化锂改性制备成锂基膨润土，使其充分溶胀后粘度性大大提高。

(3)本发明的降尘剂中还可添加双乙酰酒石酸单甘油酯和水溶性硅酮乳液两大助剂，双乙酰酒石酸单甘油酯为乳化剂，水溶性硅酮乳液为消泡剂，两者的配合使用为了增加本发明降尘剂的稳定性，进一步提高降尘剂的降尘效果。

(4)本发明的降尘剂原料易得，制备方法简单；同时本发明的降尘剂使用时只需要与水按照1:4-8的重量比混合即可，溶解性好，使用方便，适于大规模应用；本发明的降尘剂不仅适用于城市道路的扬尘，对于矿物粉渣堆料场、煤炭及矿粉运输区、矿物土方储存卸载场、建筑物拆除、在建道路沿线、火电厂、水泥厂、钢铁厂、冶金厂、粉尘车间、人工沙滩和沙漠化地区、跑马场等场所中的粉尘进行除尘也有明显效果。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本发明。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。

本发明所用的原料均可从市面上购买。

实施例1

一种降尘剂：

(1)原料：羧甲基纤维素1份、聚丙烯酰胺3份、羟丙基甲基纤维素1份、锂基膨润土1份、甘油8份和水986份；

其中锂基膨润土的制备方法：将10份膨润土浸泡于0.5mol/L的HCl溶液中3h，用0.5mol/L的NaOH中和调节pH为7.0-7.1，过滤，收集滤渣，将滤渣用清水漂洗3-5次，然后干燥、粉碎，过100目筛，得到膨润土精制土；将所得的膨润土精制土烘干后，投入1.0mol/L的LiCl溶液中，搅拌5h，经沉淀、过滤、洗涤、晾干，得到锂基膨润土；

(2)制备方法：1)将1份锂基膨润土放入搅拌机中，边搅拌边加入1份水，充分搅拌制成膏状，静置12h；

2)将步骤1)得到的膏状锂基膨润土加热至100℃下活化2h后，降温至40℃，加入8份甘油和3份聚丙烯酰胺，搅拌至混合均匀；停止搅拌，再降温至-10～-8℃后，保持30min；

3)将步骤2)得到的混合料投入胶体研磨机中，加入1份羧甲基纤维素、1份羟丙基甲基纤维素和985份水，充分混合后研磨20min，得到所述降尘剂。

(3)使用方法：将所述降尘剂与水按照重量比为1:4混合均匀，即可使用。

实施例2

一种降尘剂：

(1)原料：羧甲基纤维素3份、聚丙烯酰胺4份、羟丙基甲基纤维素2份、锂基膨润土2份、甘油10份和水979份；

其中锂基膨润土的制备方法：将10份膨润土浸泡于0.6mol/L的HCl溶液中3h，用0.8mol/L的NaOH中和调节pH为7.1-7.2，过滤，收集滤渣，将滤渣用清水漂洗3-5次，然后干燥、粉碎，过100目筛，得到膨润土精制土；将所得的膨润土精制土烘干后，投入1.2mol/L的LiCl溶液中，搅拌6h，经沉淀、过滤、洗涤、晾干，得到锂基膨润土；

(2)制备方法：1)将2份锂基膨润土放入搅拌机中，边搅拌边加入2份水，充分搅拌制成膏状，静置12h；

2)将步骤1)得到的膏状锂基膨润土加热至100℃下活化2h后，降温至45-50℃，加入10份甘油和4份聚丙烯酰胺，搅拌至混合均匀；停止搅拌，再降温至-8～-5℃后，保持40min；

3)将步骤2)得到的混合料投入胶体研磨机中，加入3份羧甲基纤维素、2份羟丙基甲基纤维素和977份水，充分混合后研磨25min，得到所述降尘剂。

(3)使用方法：将所述降尘剂与水按照重量比为1:6混合均匀，即可使用。

实施例3

一种降尘剂：

(1)原料：羧甲基纤维素5份、聚丙烯酰胺5份、羟丙基甲基纤维素3份、锂基膨润土4份、甘油10份和水973份；

其中锂基膨润土的制备方法：将10份膨润土浸泡于0.8mol/L的HCl溶液中4h，用0.8mol/L的NaOH中和调节pH为7.2-7.3，过滤，收集滤渣，将滤渣用清水漂洗3-5次，然后干燥、粉碎，过120目筛，得到膨润土精制土；将所得的膨润土精制土烘干后，投入1.6mol/L的LiCl溶液中，搅拌7h，经沉淀、过滤、洗涤、晾干，得到锂基膨润土；

(2)制备方法：1)将4份锂基膨润土放入搅拌机中，边搅拌边加入4份水，充分搅拌制成膏状，静置14h；

2)将步骤1)得到的膏状锂基膨润土加热至120℃下活化2.5h后，降温至50℃，加入10份甘油和5份聚丙烯酰胺，搅拌至混合均匀；停止搅拌，再降温至-5～-2℃后，保持40min；

3)将步骤2)得到的混合料投入胶体研磨机中，加入5份羧甲基纤维素、3份羟丙基甲基纤维素和969份水，充分混合后研磨25min，得到所述降尘剂。

(3)使用方法：将所述降尘剂与水按照重量比为1:7混合均匀，即可使用。

实施例4

一种降尘剂：

(1)原料：羧甲基纤维素6份、聚丙烯酰胺7份、羟丙基甲基纤维素6份、锂基膨润土6份、甘油15份和水960份；

其中锂基膨润土的制备方法：将10份膨润土浸泡于1.0mol/L的HCl溶液中5h，用1.0mol/L的NaOH中和调节pH为7.5，过滤，收集滤渣，将滤渣用清水漂洗3-5次，然后干燥、粉碎，过120目筛，得到膨润土精制土；将所得的膨润土精制土烘干后，投入2.0mol/L的LiCl溶液中，搅拌8h，经沉淀、过滤、洗涤、晾干，得到锂基膨润土；

(2)制备方法：1)将6份锂基膨润土放入搅拌机中，边搅拌边加入6份水，充分搅拌制成膏状，静置16h；

2)将步骤1)得到的膏状锂基膨润土加热至120℃下活化3h后，降温至60℃，加入15份甘油和6份聚丙烯酰胺，搅拌至混合均匀；停止搅拌，再降温至-2～0℃后，保持45min；

3)将步骤2)得到的混合料投入胶体研磨机中，加入6份羧甲基纤维素、6份羟丙基甲基纤维素和954份水，充分混合后研磨30min，得到所述降尘剂。

(3)使用方法：将所述降尘剂与水按照重量比为1:8混合均匀，即可使用。

实施例5：一种降尘剂的原料、制备方法和使用方法与实施例3基本相同，区别仅在于所述降尘剂中还添加了0.36份双乙酰酒石酸单甘油酯和0.24份水溶性硅酮乳液。

实施例6：一种降尘剂的原料、制备方法和使用方法与实施例3基本相同，区别仅在于所述降尘剂中还添加了1.2份双乙酰酒石酸单甘油酯和0.8份水溶性硅酮乳液。

对比例1：中国专利公告号为CN103756642B名为一种降尘剂。

对比例2：一种市售降尘剂，厂家：任丘市亿博化工有限公司。

下面通过实验来考察本发明降尘剂的作用效果：

选取8个实验点进行实施例1-6和对比例1-2的降尘剂测试，每一实验点记录使用降尘剂使用前后8小时内的粉尘浓度，测试设备均采用激光式粉尘仪(该仪器符合卫生部行业标准的快速测尘仪)，具体情况表1所示：

表1

注：①上述数据为测试5次的平均值；

②ab小写字母表示5％显著性差异；AB大写字母表示1％极显著性差异。

由表1可见，采用本发明实施例1-6的降尘剂对测试点进行降尘实验测试后，可以把扬尘指标从70g/m³降到1.8-8.1g/m³之间，8h之内扬尘浓度略有升高，但是仍然保持不超过10.8g/m³；对比例1的降尘剂在使用后5min时，仅将扬尘指标从78.2g/m³降到22.1g/m³，而且在使用后4h时，扬尘基本恢复初始浓度的87％；对比例2的降尘剂在使用后4h基本恢复初始浓度；说明本发明实施例1-6的降尘剂降尘效果好，并保持时间达8h之久。对比例1-4的降尘剂与实施例5-6的降尘剂相比，对比例5-6的降尘剂的降尘效果更好，说明在实施例3中添加双乙酰酒石酸单甘油酯和水溶性硅酮乳液两大助剂的降尘剂，增加了降尘剂的稳定性，并能够提高降尘效果。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种降尘剂，其特征在于，该降尘剂按照质量百分比计包括如下组分：

羧甲基纤维素 0.1-0.6%，

聚丙烯酰胺 0.3-0.7%，

羟丙基甲基纤维素 0.1-0.6%，

锂基膨润土 0.1-0.6%，

甘油 0.8-1.5%，其余为水；

还包括助剂，所述助剂占所述降尘剂重量的0.06-0.2%；所述助剂为双乙酰酒石酸单甘油酯和水溶性硅酮乳液，两者的重量比为3：2；

所述锂基膨润土的制备方法包括如下步骤：将膨润土浸泡于摩尔浓度为0.5-1.0mol/L的HCl溶液中3-5h，用摩尔浓度为0.5-1.0mol/L的NaOH中和调节pH为7.0-7.5，过滤，收集滤渣，将滤渣用清水漂洗3-5次，然后干燥、粉碎，过100-120目筛，得到膨润土精制土；将所得的膨润土精制土烘干后，投入摩尔浓度为1.0-2.0mol/L的LiCl溶液中，搅拌5-8h，经沉淀、过滤、洗涤、晾干，得到锂基膨润土；

所述降尘剂的制备方法包括如下步骤：

（1）将锂基膨润土放入搅拌机中，边搅拌边加入与所述锂基膨润土等重量的水，充分搅拌制成膏状，静置12-16h；

（2）将步骤（1）得到的膏状锂基膨润土加热至100-120℃下活化2-3h后，降温至 40-60℃，按照所述比例加入甘油和聚丙烯酰胺，搅拌至混合均匀；停止搅拌，再降温至-10~0℃后，保持 30-45min；

（3）将步骤（2）得到的混合料投入胶体研磨机中，再按照所述比例加入羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和剩余各组分，充分混合后研磨 20-30min，得到所述降尘剂。

2.根据权利要求1所述的降尘剂，其特征在于，该降尘剂按照质量百分比计包括如下组分：

羧甲基纤维素 0.5-0.6%，

聚丙烯酰胺 0.5-0.7%，

羟丙基甲基纤维素 0.3-0.5%，

锂基膨润土 0.4-0.6%，

甘油 1-1.2%，其余为水；

还包括助剂，所述助剂占所述降尘剂重量的 0.06-0.2%；所述助剂为双乙酰酒石酸单甘油酯和水溶性硅酮乳液，两者的重量比为3：2。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的降尘剂，其特征在于，所述降尘剂的使用方法包括如下步骤：将所述降尘剂与水按照重量比为1:4-8 混合均匀，即可使用。

4.根据权利要求1中所述的降尘剂的制备方法，其特征在于，所述降尘剂的制备方法包括如下步骤：

（1）将锂基膨润土放入搅拌机中，边搅拌边加入与所述锂基膨润土等重量的水，充分搅拌制成膏状，静置12-16h；

（2）将步骤（1）得到的膏状锂基膨润土加热至100-120℃下活化2-3h后，降温至 40-60℃，按照所述比例加入甘油和聚丙烯酰胺，搅拌至混合均匀；停止搅拌，再降温至-10~0℃后，保持 30-45min；

（3）将步骤（2）得到的混合料投入胶体研磨机中，再按照所述比例加入羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和剩余各组分，充分混合后研磨 20-30min，得到所述降尘剂。