CN109082265A - 一种高效城市道路抑尘剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效城市道路抑尘剂，该抑尘剂由以下质量百分比含量的组分构成：保水剂0.1‑40％、粘结剂0.1‑40％、润湿剂0.1‑5.0％、促进剂0.01‑5％，水20‑80％。该抑尘剂中包含的促进剂与粘结剂都具有较多的反应位点，其中促进剂会在抑尘剂喷洒干燥的过程中与主要有效粘结剂物质进行反应固化反应交联，从而增强粘结剂的粘结效果，使得粉尘之间的作用力加强，最终形成的结合物具有较强的材料强度，可以抵抗较大程度上车辆对于路面的剪切力与压力，从而强化抑尘效果。抑尘剂中的保水剂为高效吸水物质，保证路面持续一定含水量，与润湿剂相配合可以达到适应在不同地区不同环境，保证道路抑尘效果。
Description
技术领域
本发明涉及抑尘剂领域，尤其涉及一种可以在喷洒过程中实现反应固化交联的高效城市道路抑尘剂。
背景技术
通常，粉尘颗粒在100μm以内的称为飘尘，飘尘粒径小，颗粒轻，在重力与浮力的作用下可以达到一种平衡，所以可以长时间地飘在大气层中，很难被自然吸附下来，所以含有很多污染物的富集，是粉尘污染的主要贡献者，其中粒径在2.5μm以内的可以经由人体呼吸道直接进入肺部，对人体健康具有很大危害是检测空气质量的重要指标，而当粉尘颗粒的粒径大于100μm时，经过一段时间的沉降，粉尘可以降落到地表形成降尘。在不同地区，道路粉尘的粒径分布不近相同，与当地的气候条件、矿产资源都有重要的关系，特别的是，由于汽车飞速行驶带来的剪切力和汽车自重的较大压力，轮胎与路面之间的磨损较为严重，更容易形成更细小颗粒的粉尘，研究[4]表明，在欧洲、瑞典、西班牙等国家，道路周边的PM2.5含量均明显大于远离道路周边的PM2.5含量。
大气颗粒物中的化学成分大致可分为有机成分，水溶性成分和无机元素。在某些地区，有机成分含量可高达50％(质量)，有机化合物的种类繁多，结构复杂，大多数属于有毒有害物质。PAHs是由两个或者两个以上苯环以稠环形式相连的有机化合物，具有显著的致癌、致畸和致基因突变性。PAHs具有半挥发性，能以蒸汽形式存在于大气中，但更容易吸附在颗粒物上。
传统抑尘方式主要为洒水抑尘，为了弥补洒水抑尘的不足，化学抑尘在国内外得到了发展，相比于洒水抑尘的方式，化学抑尘可以通过改变聚合物的不同形式，适应多种温度、多种条件下的抑尘要求，化学抑尘的机理主要有黏结、润湿、保水，作用主要体现在三个方面：一是利用抑尘剂的黏结特性，将细小的扬尘之间形成连接得到尺寸更大的凝聚体，使它们不再分散，由飘尘变为降尘；二是利用抑尘剂的润湿作用使得抑尘剂可以更好地将扬尘润湿，其中的表面活性剂可以润湿疏水的呼吸性粉尘，且由于表面活性剂本身带不同的电荷可以针对性地润湿不同性质的扬尘颗粒。三是利用抑尘剂的保水能力，添加一定的保水物质，使得抑尘剂发生作用后可以持续地在空气中吸收水分保持一定的含水量，使含水量维持在4％以上，起到持续的抑尘效果。
但是目前国内的抑尘剂主要是利用盐类的保水作用，对于不同地区的适用性不足，抑尘效果不佳。CN106590535A采用尿素、石膏等物质作为抑尘剂，制作需要将其磨成粉末，喷洒过程中难度较大；CN106957633A、CN106085360A中设计的抑尘剂，主要采用黏结的方式进行，但是单纯依靠简单化学物质的作用，其抑尘效果在公路实施难以抵抗车辆剪切力带来的影响。CN107216856A中的抑尘剂，对环境较为友好，但是成膜剂的效果需要有一定湿度作为条件基础。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有自动固化交联功能的高效城市道路抑尘剂。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高效城市道路抑尘剂，所述抑尘剂由以下质量百分比含量的组分构成：保水剂0.1-40％、粘结剂0.1-40％、润湿剂0.1-5.0％、促进剂0.01-5.0％，水20-80％。
进一步地，所述保水剂由硫酸铵、醋酸铵、醋酸钙、醋酸镁、氯化钙、氯化镁、硅酸钠、氯化钠、硫酸镁、碳酸钠、碳酸氢钠中一种或多种按照任意比例混合而成。
进一步地，所述粘结剂由硅酸钠、改性淀粉、非离子聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺、淀粉改性聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚乙二醇、胶质沥青、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、木质素磺酸钠中的一种或多种按照任意比例混合而成。
进一步地，所述胶质沥青由沥青通过乳化剂进行乳化得到：将1-5质量份乳化剂溶解到60-80质量份水中，得乳化剂溶液；将10-20质量份沥青加热到90-130℃后，与乳化剂溶液在5000转/秒下搅拌5-10分钟得到乳化沥青；沥青的针入度在70-110之间，所选用的乳化剂的HLB值在8-18之间。
进一步地，所述改性淀粉由淀粉经碱性改性得到：将10-20质量份淀粉、10-20质量份氢氧化钠、50-80质量份水混合，加热至60-90℃，得改性淀粉。
进一步地，所述润湿剂由月桂酰胺丙基甜菜碱、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇、十六烷基三甲基氯化铵、羧甲基淀粉、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种按照任意比例混合而成。
进一步地，所述促进剂选自聚丙烯酸、聚马来酸、聚衣康酸、聚富马酸以及它们的共聚物，分子量范围为500-50000。
本发明的有益效果是，本发明高效城市道路抑尘剂中包含的促进剂与粘结剂都具有较多的反应位点，其中促进剂会在抑尘剂喷洒干燥的过程中与主要有效粘结剂物质进行反应固化反应交联，从而增强粘结剂的粘结效果，使得粉尘之间的作用力加强，最终形成的结合物具有较强的材料强度，可以抵抗较大程度上车辆对于路面的剪切力与压力，从而强化抑尘效果。抑尘剂中的保水剂为高效吸水物质，保证路面持续一定含水量，与润湿剂相配合可以达到适应在不同地区不同环境，保证道路抑尘效果。所有抑尘材料环境良好，具有较好的经济效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种高效道路抑尘剂，所述抑尘剂由以下100质量份数的组分构成：氯化钙0.1份、聚乙烯醇38份、十二烷基硫酸钠0.1份、聚丙烯酸4.5份，剩余为水。
其中，所述聚乙烯醇的分子量在2000，其水解度在80％。
其中，所述聚丙烯酸的分子量在45000。
其中，所述抑尘材料经过充分溶解后，喷洒使用。
经检测，产品抗压缩强度是纯水溶液的2.7倍，保水性为纯水喷洒的1.5倍。
实施例2
本实施例提供一种高效道路抑尘剂，所述抑尘剂由以下100质量份数的组分构成：氯化钙23份、氯化镁15份，聚乙烯醇0.1份、沥青乳液0.1份，十二烷基苯磺酸钠0.5份、聚丙烯酸0.01份，聚马来酸0.01份，剩余为水。
其中，所述聚乙烯醇的分子量在4000，其水解度在72％。
其中，所述聚丙烯酸的分子量在2000。
其中，所述沥青乳液使用的沥青针入度为70，所使用的乳化剂的HLB值在10.
其中，聚马来酸的分子量在1000.
其中，所述抑尘材料经过充分溶解后，喷洒使用。
经检测，产品抗压缩强度是纯水溶液的2.3倍，保水性为纯水喷洒的2.4倍。
实施例3
本实施例提供一种高效道路抑尘剂，所述抑尘剂由以下100质量份数的组分构成：硅酸钠5份、醋酸镁12份，氯化钠2份，聚丙烯酰胺1.0份、沥青乳液0.2份，聚乙二醇37份，木质素磺酸钠4.5份、聚丙烯酸1.5份，聚马来酸0.5份，剩余为水。
其中，所述聚丙烯酰胺的分子量在25万，进一步地，聚丙烯酰胺为阳离子型聚丙烯酰胺，其离子度在20％。
其中，所述聚丙烯酸的分子量在3500。
其中，所属聚乙二醇的分子量在5000.
其中，所述沥青乳液使用的沥青针入度为110，所使用的乳化剂的HLB值在14.
其中，聚马来酸的分子量在5000.
其中，所述抑尘材料经过充分溶解后，喷洒使用。
经检测，产品抗压缩强度是纯水溶液的3.7倍，保水性为纯水喷洒的1.7倍。
实施例4
本实施例提供一种高效道路抑尘剂，所述抑尘剂由以下100质量份数的组分构成：醋酸钙10份、醋酸镁15份，碳酸钠5份，聚丙烯酰胺0.5份、沥青乳液0.5份，聚乙二醇25份，十二烷基硫酸钠2.5份、十二烷基苯磺酸钠0.5份，聚丙烯酸2.0份，聚富马酸1.0份，剩余为水。
其中，所述聚乙烯醇的分子量在2000，其水解度在89％。
其中，所述聚丙烯酸的分子量在800。
其中，所述沥青乳液使用的沥青针入度为110，所使用的乳化剂的HLB值在10.
其中，聚富马酸的分子量在4000.
其中，所述抑尘材料经过充分溶解后，喷洒使用。
经检测，产品抗压缩强度是纯水溶液的2.0倍，保水性为纯水喷洒的1.9倍。
实施例5
本实施例提供一种高效道路抑尘剂，所述抑尘剂由以下100质量份数的组分构成：碳酸钠10份，羟甲基纤维素3份、十二烷基硫酸钠2份、聚丙烯酸1.0份，剩余为水。
其中，所述聚丙烯酸的分子量在10000。
其中，所述抑尘材料经过充分溶解后，喷洒使用。
经检测，产品抗压缩强度是纯水溶液的1.9倍，保水性为纯水喷洒的1.7倍。
实施例6
本实施例提供一种高效道路抑尘剂，所述抑尘剂由以下100质量份数的组分构成：硫酸铵3份、沥青乳液2份，聚乙二醇15份，聚丙烯酸酯3份，十六烷基三甲基氯化铵1.5份、聚丙烯酸1.5份，聚马来酸3份，剩余为水。
其中，所述聚丙烯酸的分子量在10000。
其中，所述沥青乳液使用的沥青针入度为70，所使用的乳化剂的HLB值在11.
其中，聚马来酸的分子量在5000.
其中，所述抑尘材料经过充分溶解后，喷洒使用。
经检测，产品抗压缩强度是纯水溶液的2.0倍，保水性为纯水喷洒的2.6倍。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高效城市道路抑尘剂，其特征在于，所述抑尘剂由以下质量百分比含量的组分构成：保水剂0.1-40％、粘结剂0.1-40％、润湿剂0.1-5.0％、促进剂0.01-5.0％，水20-80％。
2.根据权利要求1所述的高效城市道路抑尘剂，其特征在于，所述保水剂由硫酸铵、醋酸铵、醋酸钙、醋酸镁、氯化钙、氯化镁、硅酸钠、氯化钠、硫酸镁、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种按照任意比例混合而成。
3.根据权利要求1所述的高效城市道路抑尘剂，其特征在于，所述粘结剂由硅酸钠、改性淀粉、非离子聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺、淀粉改性聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚乙二醇、胶质沥青、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、木质素磺酸钠中的一种或多种按照任意比例混合而成。
4.根据权利要求3所述的高效城市道路抑尘剂中的粘结剂，其特征在于，所述胶质沥青由沥青通过乳化剂进行乳化得到：将1-5质量份乳化剂溶解到60-80质量份水中，得乳化剂溶液；将10-20质量份沥青加热到90-130℃左右后，与乳化剂溶液在5000转/秒下搅拌约5-10分钟得到乳化沥青。沥青的针入度在70-110之间，所选用的乳化剂的HLB值在8-18之间。
5.根据权利要求3所述的高效城市道路抑尘剂中的粘结剂，其特征在于，所述改性淀粉由淀粉经碱性改性得到：将10-20质量份淀粉、10-20质量份氢氧化钠、50-80质量份水混合，加热至60-90℃左右，得改性淀粉。
6.根据权利要求1所述的高效城市道路抑尘剂，其特征在于，所述润湿剂由月桂酰胺丙基甜菜碱、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇、十六烷基三甲基氯化铵、羧甲基淀粉、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种按照任意比例混合而成。
7.根据权利要求1所述的高效城市道路抑尘剂，其特征在于，所述促进剂选自聚丙烯酸、聚马来酸、聚衣康酸、聚富马酸以及它们的共聚物，分子量范围为500-50000。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181225 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |