CN109135675A - 一种具有催化功能的抑尘剂制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及抑尘剂加工技术领域，公开了一种具有催化功能的抑尘剂制备方法，包括以下步骤：(1)将成膜基材在40‑70℃加热条件下溶解于水中，待完全溶解后，加入交联剂，再在62‑85℃加热条件下进行交联反应；(2)在步骤(1)中的交联反应完成后，待混合液冷却至室温，向混合液中先加入非离子表面活性剂、分散剂及消泡剂，进行搅拌，再缓慢加入光催化剂，充分搅匀，即制得成品抑尘剂。本发明制备出的抑尘剂不仅能够有效地抑制道路表面扬尘的飘散，同时还能够在很大程度上固定PM2.5及氮氧化物，使用寿命长，且使用方便。

Description

一种具有催化功能的抑尘剂制备方法
技术领域
本发明涉及抑尘剂加工技术领域，具体涉及了一种具有催化功能的抑尘剂制备方法。
背景技术
近年来，我国以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为重要特征之一的区域性大气污染问题日益突出。严重的大气污染已经威胁到各相关区域人民的身心健康，因此治理此类大气污染迫在眉睫。
研究表明，在大型城市环境中，机动车及交通污染是大气污染，尤其是PM2.5污染的贡献因素之一。除了直接排放，机动车尾气排放的氮氧化物(NOx)与燃煤(SO2)产生的联合反应，以及机动车尾气排放的碳氢化合物光化学反应产生的二次气溶胶也属于环境污染的重要贡献因子。此外交通道路扬尘也是环境污染的重要因素之一。
目前利用道路抑尘剂降低可吸入颗粒物污染的应用研究逐渐受到关注，近年来，国内外在抑尘剂方面也取得了一定研究成果。根据抑尘的机理可将抑尘剂分为以下几个类型：润湿型、粘结型、凝聚型、复合型等。各类抑尘剂在相关领域都有一定的应用，并取得了一定效果。然而目前的抑尘剂功能较为单一，仅仅针对扬尘有较好的效果，对于PM2.5及氮氧化物的固定作用较弱，且使用寿命较短，耐候性较差，一般一个月内至少要喷洒3次，使用成本偏高。因此改善抑尘剂的综合使用效果成为了行业发展亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有催化功能的抑尘剂制备方法，以解决现有技术中抑尘剂由于功能单一、对PM2.5及氮氧化物的固定作用弱而造成其使用寿命短、耐候性差的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种具有催化功能的抑尘剂制备方法，包括以下步骤：
(1)将成膜基材在40-70℃加热条件下溶解于水中，待完全溶解后，加入交联剂，再在62-85℃加热条件下进行交联反应；
(2)在步骤(1)中的交联反应完成后，待混合液冷却至室温，向混合液中先加入非离子表面活性剂、分散剂及消泡剂，进行搅拌，再缓慢加入光催化剂，充分搅匀后制得成品抑尘剂。
进一步，所述抑尘剂包括以下重量百分比的组分：
成膜基材，10-30％
交联剂，1-8％
非离子表面活性剂，0.5-5％
分散剂，0.1-0.5％
消泡剂，0.1-0.5％
光催化剂，1-5％
水，余量。
进一步，所述成膜基材为水溶性聚丙烯酸树脂、水溶性纤维素、水溶性淀粉、聚乙烯醇中的一种或两种。
进一步，所述交联剂为硼酸、乙二醛、戊二醛、反丁烯二酸、苹果酸、己二酸中的一种。
进一步，所述非离子表面活性剂为氧丙烷-环氧乙烷嵌段共聚物、脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物FMEE中的一种。
进一步，所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、丙烯酸钠丙酰胺共聚物、聚丙烯酸钠、纤维素磺酸钠盐中的一种。
进一步，所述消泡剂为季胺盐型阳离子醚化剂Dowfax DF 103、多羟基羧酸酰胺类消泡剂BYK-R 605中的一种。
进一步，所述光催化剂为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化钨中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明的抑尘剂采用能够自然降解的聚合物分子作为成膜基材，在有效固定扬尘的同时，具备了环境友好性的特点，适用于大规模地推广应用。
2、本发明的抑尘剂通过对成膜基材进行交联，提高了抑尘剂固化层的耐水能力，使其具备一定的抗雨水冲刷性能，延长了有效期，从而降低了使用成本。
3、本发明的抑尘剂采用低泡非离子表面活性剂作为颗粒物润湿剂，能够有效地捕捉空气中的疏水性颗粒物，同时克服了在喷洒过程中大量泡沫四处飘散的问题。
4、本发明的抑尘剂采用吸湿性很强的助剂作为抑尘剂的保水成分，在环境空气较为干燥情况下，能够保证抑尘剂的固尘能力，达到固尘的效果。
5、本发明的抑尘剂采用能够降解氮氧化物的光催化剂，即能够将空气中的氮氧化物催化降解为硝酸根离子固定在道路表面，在雨水的冲刷下，成为了周边植物的养分，从而使其具备了持续降解空气中的氮氧化物能力。
6、本发明在制备抑尘剂时，将成品加工成浓缩型水剂，与现有技术中粉剂类产品相比，不仅能够有效地抑制道路表面扬尘的飘散，同时还能够在很大程度上固定PM2.5及氮氧化物，使用寿命较长，且使用起来更为方便。
本发明还提供了一种具有催化功能的抑尘剂的使用方法，使用时先兑水稀释，再将稀释后的抑尘剂喷洒于道路表面。
采用该方法能够有效改善区域环境空气，使区域空间的地表氮氧化物浓度月均值降低6-18％，PM2.5浓度月均值降低4-12％。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例中相关数据如表1所示：
表1：单位(g)
上述实施例1至10中，成膜基材为水溶性聚丙烯酸树脂、水溶性纤维素、水溶性淀粉、聚乙烯醇中的一种或两种。
上述实施例1至10中，交联剂为硼酸、乙二醛、戊二醛、反丁烯二酸、苹果酸、己二酸中的一种。
上述实施例1至10中，非离子表面活性剂为氧丙烷-环氧乙烷嵌段共聚物、脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物FMEE中的一种。
上述实施例1至10中，分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、丙烯酸钠丙酰胺共聚物、聚丙烯酸钠、纤维素磺酸钠盐等中的一种。
上述实施例1至10中，消泡剂为季胺盐型阳离子醚化剂Dowfax DF 103、多羟基羧酸酰胺类消泡剂BYK-R 605中的一种。
上述实施例1至10中，光催化剂为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化钨中的一种。
现以聚乙烯醇2488、硼酸、巴斯夫PE6100、聚丙烯酸钠、BYK-R 605、纳米二氧化钛、水为原料，按照实施例5的配比制备抑尘剂，具体步骤如下：
1、将20g聚乙烯醇2488在60℃加热条件下溶解于70g水中，待完全溶解后，加入4g的硼酸，之后在80℃加热条件下进行交联，反应2h。
2、待混合液冷却后，向混合液中依次加入0.5g巴斯夫PE6100、0.3g聚丙烯酸钠及0.2g BYK-R 605，进行搅拌，然后缓慢加入5g纳米二氧化钛，充分搅匀，即制得成品抑尘剂。
该抑尘剂在使用过程中，先兑水稀释，再将稀释后的抑尘剂喷洒于道路表面。经检测，该使用方法能够有效改善区域环境空气，使区域空间的地表氮氧化物浓度月均值降低6-18％，PM2.5浓度月均值降低4-12％。具体实验数据如表2所示：
表2
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有催化功能的抑尘剂制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将成膜基材在40-70℃加热条件下溶解于水中，待完全溶解后，加入交联剂，再在62-85℃加热条件下进行交联反应；
(2)在步骤(1)中的交联反应完成后，待混合液冷却至室温，向混合液中先加入非离子表面活性剂、分散剂及消泡剂，进行搅拌，再缓慢加入光催化剂，充分搅匀，即制得成品抑尘剂。
2.根据权利要求1所述的一种具有催化功能的抑尘剂制备方法，其特征在于：所述抑尘剂包括以下重量百分比的组分：
成膜基材，10-30％
交联剂，1-8％
非离子表面活性剂，0.5-5％
分散剂，0.1-0.5％
消泡剂，0.1-0.5％
光催化剂，1-5％
水，余量。
3.根据权利要求2所述的一种具有催化功能的抑尘剂制备方法，其特征在于：所述成膜基材为水溶性聚丙烯酸树脂、水溶性纤维素、水溶性淀粉、聚乙烯醇中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的一种具有催化功能的抑尘剂制备方法，其特征在于：所述交联剂为硼酸、乙二醛、戊二醛、反丁烯二酸、苹果酸、己二酸中的一种。
5.根据权利要求2所述的一种具有催化功能的抑尘剂制备方法，其特征在于：所述非离子表面活性剂为氧丙烷-环氧乙烷嵌段共聚物、脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物FMEE中的一种。
6.根据权利要求2所述的一种具有催化功能的抑尘剂制备方法，其特征在于：所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、丙烯酸钠丙酰胺共聚物、聚丙烯酸钠、纤维素磺酸钠盐中的一种。
7.根据权利要求2所述的一种具有催化功能的抑尘剂制备方法，其特征在于：所述消泡剂为季胺盐型阳离子醚化剂Dowfax DF 103、多羟基羧酸酰胺类消泡剂BYK-R 605中的一种。
8.根据权利要求2所述的一种具有催化功能的抑尘剂制备方法，其特征在于：所述光催化剂为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化钨中的一种。
9.一种根据权利要求2至8中任一项所述的具有催化功能的抑尘剂的使用方法，其特征在于：使用时先兑水稀释，再将稀释后的抑尘剂喷洒于道路表面。
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