CN109320663A - 一种道路施工抑尘的抑尘剂及其制备方法 - Google Patents

一种道路施工抑尘的抑尘剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种道路施工抑尘的抑尘剂及其制备方法，属于抑尘剂技术领域。本发明对羧甲基淀粉进行接枝聚醋酸乙烯酯‑聚丙烯酸共聚物，然后通过碱性溶液对其pH值调节，能使其中的聚醋酸乙烯酯‑聚丙烯酸共聚物水解变成聚乙烯醇‑聚丙烯酸共聚物，再经过交联后形成三维网络结构，具有良好的成膜性和保湿性。具有很好地保水率和抑尘率。

Description

一种道路施工抑尘的抑尘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于扬尘污染的抑尘剂，具体地涉及一种用于道路施工抑尘的新型抑尘剂及其制备方法，属于抑尘剂技术领域。
背景技术
随着社会经济的发展，近年来冬季雾霾发生频繁，大气污染问题受到社会各界的广泛重视。其中，扬尘是空气的主要污染源之一。高速公路、城市道路等基础施工建设、土方开采、运输或堆放等过程中产生的大量粉尘若扩散到大气中，将对施工人员的职业健康和施工机械的正常使用造成危害，并严重污染周围环境，影响周边居民的正常工作与生活。
为解决公路施工扬尘污染，人们多采用洒水或遮盖等常规抑尘手段进行抑尘。但洒水抑尘作用时间短，且水资源浪费严重。抑尘剂由于其抑尘效果明显、作用时间长、绿色环保等特点，越来越受到人们的关注。专利CN104693339和CN106008851A公开了一种用于城市道路和建筑施工用抑尘剂及其制备方法，具体是以不饱和羧酸、和/或不饱和磺酸、不饱和聚醚为单体，通过水溶液聚合制备得到，对建筑工地粉尘具有良好的吸附、润湿作用，通过保湿和粘结作用实现建筑施工的高效抑尘。专利CN106867457A公开了一种利用印染高聚废水、丙炔醇和十二烷基苯磺酸钠组成的复合抑尘剂及其制备方法，得到的抑尘剂具有良好的抗风蚀效果，其固结层厚度为15-16mm，抗风蚀率达99％以上，但该抑尘剂所用的印染废水虽然实现了资源二次利用，但印染废水中的其他有害物在使用过程中又会造成二次污染。专利CN106675404A公开了一种以蔗渣为原料制备的复合抑尘剂，具体是以蔗渣制备的蔗渣纤维素接枝聚丙烯酰胺，然后与豆粕粉和聚乙烯醇复合制备抑尘剂。该抑尘剂环境友好，其抑尘效率可达99％，渗透速度保持在0.04cm/s，但该制备方法工艺复杂。专利CN106010451A公开了一种从甘草根粉中提取的甘草皂苷与玉米秸秆与生物酶和锂辉石复合制备的复合型抑尘剂，该抑尘剂具有良好的保湿性和吸附性，易成膜，抑尘效率达99.8％，该方法不用腐蚀性的无机盐保湿，得到的抑尘剂易降解，且解决了传统的硬壳型抑尘剂壳层碎裂的问题，但其制备需要的时间较长。专利CN 106634846A公开了一种腐殖酸钠与Celvolit1328或田菁胶组成的抑尘剂，喷洒后在能形成2-3cm的壳，使用后呈棕褐色，并能有效抑尘，但其润湿性、保湿性有限。文献(安全与环境工程，2015,22(4):94-109)报导了一种由海藻酸钠、氯化钙为原料制备的一种快速成膜环境友好型抑尘剂，可有效固结表层细颗粒，抑尘效率可达99％以上，但加入的氯化钙盐会对设备有腐蚀作用。
发明内容
针对现有技术中所的不足，本发明的目的在于提供一种环境友好、能有效用于道路施工抑尘的新型抑尘剂及其制备方法。
一种环境友好型复合抑尘剂主要及其制备方法，主要包括以下步骤：
(1)将15-20重量份的羧甲基淀粉与0.1-5.0重量份的表面活性剂溶于水中，充分搅拌水化，然后将其转移至装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和氮气导管的反应器中，开启搅拌，氮气或氩气置换10-30分钟后，再向反应器中加入0.1-5.0重量份的引发剂，水浴加热升温；
(2)将醋酸乙烯酯和丙烯酸原料按1:0.5-1:2.0重量比混合，取1.0-12.0重量份的混合物原料装入滴液漏斗中，反应器升温至55-90℃；打开滴液漏斗，将混合物原料滴加入反应器中，待原料液滴加完毕，在55-90℃条件下保温0.5-3.0小时；
(3)将步骤(2)反应后的溶液采用1.0M的碱性溶液调节反应体系pH值至7.0-9.5，再加入0.02-1.0重量份的交联剂，继续搅拌2.0小时，冷却至室温，出料，即得到本发明的新型抑尘剂。
进一步地，所述的表面活性剂主要为十二烷基聚氧乙醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠；所述的引发剂主要包括过硫酸钾，过硫酸钠；所述的碱性溶液包括氢氧化、氢氧化钾、碳酸钠；所述的交联剂为N,N亚甲基双丙烯酰胺，聚乙二醇缩水甘油醚。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明所用的原料环境友好，制备工艺简单，所制备的羧甲基淀粉接枝共聚物通过碱性溶液对其pH值调节，能使其中的聚醋酸乙烯酯-聚丙烯酸共聚物水解变成聚乙烯醇-聚丙烯酸共聚物，再经过交联后形成三维网络结构，具有良好的成膜性和保湿性。如实施例所示，作为抑尘剂使用时，按2.0L/m2的量在堆土表面喷洒后，35℃条件下，12小时后，其保水率仍为12.3％左右，其抑尘效率为98.0-99.0％左右。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
(1)将15重量份的羧甲基淀粉与0.1重量份的十二烷基聚氧乙醚硫酸钠溶于水中，充分搅拌水化，然后将其转移至装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和氮气导管的反应器中，开启搅拌，氮气或氩气置换30分钟后，再向反应器中加入0.1重量份的过硫酸钾，水浴加热升温；
(2)将1.0重量份的醋酸乙烯酯和丙烯酸原料按1:0.5重量比混合的混合物，装入滴液漏斗中，升温至55℃；打开滴液漏斗，将原料滴加入反应器中，待原料液滴加完毕，在55℃条件下保温0.5小时；
(3)将步骤(2)反应后的溶液采用1.0M的氢氧化钠溶液调节反应体系pH值至7.0，再加入0.02重量份的N,N亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌2.0小时，冷却至室温，出料，即得到本发明的抑尘剂。
实施例2
(1)将20重量份的羧甲基淀粉与5.0重量份的十二烷基聚氧乙醚硫酸钠溶于水中，充分搅拌水化，然后将其转移至装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和氮气导管的反应器中，开启搅拌，氮气或氩气置换10分钟后，再向反应器中加入5.0重量份的过硫酸钾，水浴加热升温；
(2)将12.0重量份的醋酸乙烯酯和丙烯酸原料按1:2.0重量比混合的混合物，装入滴液漏斗中，升温至90℃；打开滴液漏斗，将原料滴加入反应器中，待原料液滴加完毕，在90℃条件下保温3.0小时；
(3)将步骤(2)反应后的溶液采用1.0M的氢氧化钠溶液调节反应体系pH值至9.5，再加入1.0重量份的N,N亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌2.0小时，冷却至室温，出料，即得到本发明的抑尘剂。
实施例3
(1)将18重量份的羧甲基淀粉与2.0重量份的十二烷基聚氧乙醚硫酸钠溶于水中，充分搅拌水化，然后将其转移至装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和氮气导管的反应器中，开启搅拌，氮气或氩气置换25分钟后，再向反应器中加入2.0重量份的过硫酸钾，水浴加热升温；
(2)将5.0重量份的醋酸乙烯酯和丙烯酸原料按1:1.0重量比混合的混合物，装入滴液漏斗中，升温至70℃；打开滴液漏斗，将原料滴加入反应器中，待原料液滴加完毕，在70℃条件下保温2.0小时；
(3)将步骤(2)反应后的溶液采用1.0M的氢氧化钠调节反应体系pH值至7.5，再加入0.05重量份的N,N亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌2.0小时，冷却至室温，出料，即得到本发明的抑尘剂。
实施例4
(1)将15重量份的羧甲基淀粉与1.0重量份的十二烷基苯磺酸钠溶于水中，充分搅拌水化，然后将其转移至装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和氮气导管的反应器中，开启搅拌，氮气或氩气置换20分钟后，再向反应器中加入2.0重量份的过硫酸钾，水浴加热升温；
(2)将5.0重量份的醋酸乙烯酯和丙烯酸原料按1:1.0重量比混合的混合物，装入滴液漏斗中，升温至70℃；打开滴液漏斗，将原料滴加入反应器中，待原料液滴加完毕，在70℃条件下保温2.0小时；
(3)将步骤(2)反应后的溶液采用1.0M的氢氧化钾调节反应体系pH值至7.5，再加入0.05重量份的N,N亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌2.0小时，冷却至室温，出料，即得到本发明的抑尘剂。
实施例5
(1)将16重量份的羧甲基淀粉与0.8重量份的十二烷基苯磺酸钠溶于水中，充分搅拌水化，然后将其转移至装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和氮气导管的反应器中，开启搅拌，氮气或氩气置换25分钟后，再向反应器中加入1.0重量份的过硫酸钠，水浴加热升温；
(2)将1.0-12.0重量份的醋酸乙烯酯和丙烯酸原料按1:0.5-1:2.0重量比混合的混合物，装入滴液漏斗中，升温至65℃；打开滴液漏斗，将原料滴加入反应器中，待原料液滴加完毕，在65℃条件下保温2.8小时；
(3)将步骤(2)反应后的溶液采用1.0M的碳酸钠溶液调节反应体系pH值至8.5，再加入0.5重量份的聚乙二醇缩水甘油醚，继续搅拌2.0小时，冷却至室温，出料，即得到本发明的抑尘剂。
分别将实施例1-5制得的抑尘剂的性能如表1，并按照2.0L/m2的量在堆土表面喷洒，干燥后，测得其抑尘效率。
表1实施例制备的抑尘剂性能

Claims (6)

1.一种环境友好型复合抑尘剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
(1)将15-20重量份的羧甲基淀粉与0.1-5.0重量份的表面活性剂溶于水中，充分搅拌水化，然后将其转移至装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和氮气导管的反应器中，开启搅拌，氮气或氩气置换10-30分钟后，再向反应器中加入0.1-5.0重量份的引发剂，水浴加热升温；
(2)将醋酸乙烯酯和丙烯酸原料按1:0.5-1:2.0重量比混合，取1.0-12.0重量份的混合物原料装入滴液漏斗中，反应器升温至55-90℃；打开滴液漏斗，将混合物原料滴加入反应器中，待原料液滴加完毕，在55-90℃条件下保温0.5-3.0小时；
(3)将步骤(2)反应后的溶液采用1.0M的碱性溶液调节反应体系pH值至7.0-9.5，再加入0.02-1.0重量份的交联剂，继续搅拌2.0小时，冷却至室温，出料，即得。
2.按照权利要求1所述的一种环境友好型复合抑尘剂的制备方法，其特征在于，表面活性剂选自十二烷基聚氧乙醚硫酸钠或/和十二烷基苯磺酸钠。
3.按照权利要求1所述的一种环境友好型复合抑尘剂的制备方法，其特征在于，引发剂选自过硫酸钾或/和过硫酸钠。
4.按照权利要求1所述的一种环境友好型复合抑尘剂的制备方法，其特征在于，碱性溶液选自氢氧化、氢氧化钾或碳酸钠溶液。
5.按照权利要求1所述的一种环境友好型复合抑尘剂的制备方法，其特征在于，交联剂选自N,N亚甲基双丙烯酰胺或/和聚乙二醇缩水甘油醚。
6.按照权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的复合抑尘剂。
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