CN109609091B - 一种环保润湿型抑尘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种环保润湿型抑尘剂及其制备方法。本发明所述环保润湿型抑尘剂，包括如下原料：混合表面活性剂，含氟和/或含有机硅表面活性剂，渗透剂，水；所述混合表面活性剂为非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂的混合物。本发明所述的环保润湿型抑尘剂，其原料全部采取绿色环保及可降解的表面活性剂，具有较高的生物降解性，较强的润湿性、渗透性，抑尘效率高，能满足多种动态扬尘工况环境下的抑尘需求。

Description

一种环保润湿型抑尘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种环保润湿型抑尘剂及其制备方法。

背景技术

粉尘的危害众所周知，数十年来对露天存储煤堆及铁路运煤的扬尘防治研究从未间断。在已有技术中，最新颖和最有效的方法之一是化学抑尘，该方法自上世纪30年代出现以来，一直得到人们的高度重视。煤炭资源在能源消费中仍占有最大比重，目前存在大量散堆储煤场及输煤铁路线，尤其在北方地区，平均温度较低，气候寒冷干燥，风力较强，蒸发量大，因风力作用造成的煤炭污染很大，不仅为煤炭储运企业带来了巨大的经济损失，同时也造成了周边的环境污染，给居民的生产生活造成了严重影响。

解决开放性尘源污染最有效的方法是采用化学抑尘技术，该技术得到了散料堆料场、火电厂、铁路运输部门等高强度产尘企业的认可，同时化学抑尘剂因其具体经济性、实用性特点有着极其广阔的发展前景。然而随着化学抑尘剂广泛被应用，化学抑尘剂中的某些成分由于不易降解，易造成环境的二次污染。其中，十二烷基苯磺酸钠等烷基磺酸钠，由于原料易得，价格便宜，且具有较好的表面活性，广泛应用于抑尘剂中，然而十二烷基苯磺酸钠等烷基磺酸钠生物降解性较差，如大量使用，会对环境造成不良影响。

中国专利文献CN108774495A公开了一种煤尘泡沫抑尘剂的制备方法，步骤为：将化学纤维、铁粉和去离子水混合，搅拌处理，得悬浮液，加入表面活性剂，超声分散并搅拌处理，得基液，将稳泡剂和乳化剂加入到基液中，继续搅拌3-5min，即得煤尘泡沫抑尘剂。所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化胺和十二烷基二甲基甜菜碱中的任意一种。该技术通过在水中加入复合表面活性剂，降低水的表面张力，使水与煤尘的接触角变小，使水溶液对煤尘具有较高的润湿性和粘附性，提高水对煤尘的亲和力，大大增加水对煤尘的湿润能力和抑尘效果。然而上述技术会使用到大量的十二烷基苯磺酸钠等生物降解性差的成分，长期使用会对环境造成二次污染，同时，上述技术中的抑尘剂的抑尘效果有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中抑尘剂成分生物降解性差、抑尘效果不显著的问题，进而提供一种组分生物降解性高、抑尘效果显著的环保润湿型抑尘剂及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种环保润湿型抑尘剂，包括如下重量份的原料：

所述混合表面活性剂为非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂的混合物。

优选地，所述非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂的质量比为1:1-5。

优选地，所述非离子型表面活性剂为烷基糖苷；

所述离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪族聚氧乙烯醚羧酸盐中的一种或两种。

优选地，所述含氟表面活性剂为氟化聚醚硅氧烷、氟烷基硅油、全氟烷基聚醚磷酸盐、全氟烷基聚醚中的一种或多种；

所述含有机硅表面活性剂为三硅氧烷、硅氧烷磺酸盐、硅碳聚醚、环氧聚醚硅中的一种或多种。

优选地，所述含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂的质量比为1:0.1-200。

优选地，所述含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂的质量比为1:10-50。

优选地，所述渗透剂为短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂中的一种或多种。

优选地，所述短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂中脂肪醇碳链为C5-C8的碳链，环氧结构的聚合度为10-40。

优选地，所述渗透剂为脂肪醇碳链为C5的脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇碳链为C6的脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物。

优选地，所述脂肪醇碳链为C5的脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇碳链为C6的脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1：0.5-2。

本发明还提供一种上述所述的环保润湿型抑尘剂的制备方法，按比例称取混合表面活性剂、含氟和/或含有机硅表面活性剂、渗透剂和水，混合均匀即可。

优选地，先将所述混合表面活性剂、含氟和/或含有机硅表面活性剂中的固体表面活性剂与部分水进行第一混合，得到料液；

再将剩余表面活性剂、渗透剂和剩余水进行第二混合，得到抑尘剂。

优选地，所述第一混合的搅拌速度为200-1000rpm，时间为30-180min；

所述第二混合的搅拌速度为500-1000rpm，时间为30-150min。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明所述的环保润湿型抑尘剂，该抑尘剂通过合理配置各原料的种类和配比，同时表面活性剂全部采取绿色环保及可降解的表面活性剂，在提高抑尘剂生物降解性的同时，能改善抑尘剂的抑尘效果。经测试，本发明所述环保润湿型抑尘剂10天生物降解性可高达98％以上，用水稀释后的表面张力小于23mN/m，接触角小于5°(10s内)，粉煤沉降时间小于10s，具有较高的生物降解性，较强的润湿性、渗透性，抑尘效率高，能满足多种动态扬尘工况环境下的抑尘需求。

2、本发明所述的环保润湿型抑尘剂，将含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂的质量比限定为1:0.1-200，抑尘效果更为突出。同时，上述比例的设置，还有助于改善抑尘剂的其它性能，例如静态接触角和沉降时间等。

3、本发明所述的环保润湿型抑尘剂，渗透剂优选短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂中脂肪醇碳链为C5-C8，环氧结构的聚合度为10-40，采用脂肪醇碳链为C5-C8的碳链，环氧结构的聚合度为10-40，该渗透剂的渗透性更佳，更有利于润湿和抑尘。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

实施例1

本实施例提供了一种环保润湿型抑尘剂，该抑尘剂包括如下原料:

混合表面活性剂20g，含氟表面活性剂0.01g，渗透剂2g，水35g；所述混合表面活性剂为烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；所述烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的质量比为1:1；所述含氟表面活性剂为氟化聚醚硅氧烷；所述渗透剂为脂肪醇碳链为C5的短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂，其环氧结构的聚合度为10。

上述环保润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、含氟表面活性剂、渗透剂和水，混合均匀即可。

实施例2

本实施例提供了一种环保润湿型抑尘剂，包括如下重量份的原料：

混合表面活性剂50g，含有机硅表面活性剂1g，渗透剂15g，水75g；所述混合表面活性剂为烷基糖苷和脂肪族聚氧乙烯醚羧酸钠；所述烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠的质量比为1:5；所述含有机硅表面活性剂为三硅氧烷；所述渗透剂为脂肪醇碳链为C8的短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂，其环氧结构的聚合度为40。

上述环保润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、含有机硅表面活性剂、渗透剂和水，混合均匀即可。

实施例3

本实施例提供了一种环保润湿型抑尘剂，包括如下重量份的原料：

混合表面活性剂30g，含有机硅表面活性剂0.2g，渗透剂6g，水45g；所述混合表面活性剂为烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；所述烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的质量比为1:2；所述含有机硅表面活性剂为硅氧烷磺酸盐；所述渗透剂为脂肪醇碳链为C6的短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂，其环氧结构的聚合度为20。

上述环保润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、含有机硅表面活性剂、渗透剂和水，混合均匀即可。

实施例4

本实施例提供了一种环保润湿型抑尘剂，包括如下重量份的原料：

混合表面活性剂30g，含有机硅表面活性剂0.2g，渗透剂6g，水45g；所述混合表面活性剂为烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；所述烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的质量比为1:2；所述含有机硅表面活性剂为硅氧烷磺酸盐；所述渗透剂为脂肪醇碳链为C6的短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂，其环氧结构的聚合度为20。

上述环保润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、含有机硅表面活性剂、渗透剂和水，先加入烷基糖苷，加水搅拌，逐步加快搅拌速度至200rpm，搅拌180分钟，直至完全溶解，再依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、硅氧烷磺酸盐、短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚，最后加入余量的水，500rpm速度搅拌150分钟，即可。

实施例5

本实施例提供了一种环保润湿型抑尘剂，包括如下重量份的原料：

混合表面活性剂30g，含有机硅表面活性剂0.2g，渗透剂6g，水45g；所述混合表面活性剂为烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；所述烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的质量比为1:2；所述含有机硅表面活性剂为硅氧烷磺酸盐；所述渗透剂为脂肪醇碳链为C6的短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂，其环氧结构的聚合度为20。

上述环保润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、含有机硅表面活性剂、渗透剂和水，先加入烷基糖苷，加水搅拌，逐步加快搅拌速度至1000rpm，搅拌30分钟，直至完全溶解，再依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、硅氧烷磺酸盐、短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚，最后加入余量的水，1000rpm速度搅拌30分钟，即可。

实施例6

本实施例提供了一种环保润湿型抑尘剂，包括如下重量份的原料：

混合表面活性剂30g，含氟和含有机硅表面活性剂的混合物0.2g，渗透剂6g，水45g；所述混合表面活性剂为烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；所述烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的质量比为1:2；所述含氟表面活性剂为氟化聚醚硅氧烷；所述含有机硅表面活性剂为硅氧烷磺酸盐；所述含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂的质量比为1:0.1；所述渗透剂为脂肪醇碳链为C6的短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂，其环氧结构的聚合度为20。

上述环保润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、含氟和含有机硅表面活性剂的混合物、渗透剂和水，混合均匀即可。

实施例7

跟实施例6相比，其区别仅在于所述含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂的质量比为1:200。

实施例8

跟实施例6相比，其区别仅在于所述含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂的质量比为1:10。

实施例9

跟实施例6相比，其区别仅在于所述含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂的质量比为1:50。

实施例10

本实施例提供了一种环保润湿型抑尘剂，包括如下重量份的原料：

混合表面活性剂30g，含有机硅表面活性剂0.2g，渗透剂6g，水45g；所述混合表面活性剂为烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；所述烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的质量比为1:2；所述含有机硅表面活性剂为硅氧烷磺酸盐；所述渗透剂为脂肪醇碳链为C5的脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇碳链为C6的脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物；所述脂肪醇碳链为C5的脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇碳链为C6的脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1：0.5；所述脂肪醇碳链为C5的脂肪醇聚氧乙烯醚，其环氧结构的聚合度为30；所述脂肪醇碳链为C6的脂肪醇聚氧乙烯醚，其环氧结构的聚合度为30。

上述环保润湿型抑尘剂的制备方法为：按比例称取混合表面活性剂、含有机硅表面活性剂、渗透剂和水，混合均匀即可。

实施例11

跟实施例10相比，其区别仅在于所述脂肪醇碳链为C5的脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇碳链为C6的脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1：2。

实施例12

跟实施例10相比，其区别仅在于所述脂肪醇碳链为C5的脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇碳链为C6的脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1：10。

试验例

对上述各实施例制备的抑尘剂的抑尘效率、表面张力、接触角、煤粉沉降时间、生物降解性分别进行测试，相应的测试方法如下：

表面张力的测定时将抑尘剂用水稀释800倍后依据GB/T 22237进行测试；

抑尘效率依据国标GB5748现场进行相关的测试；

接触角(10s内)测定时将抑尘剂用水稀释800倍后依据DL/T 627标准进行的测试；

煤粉沉降时间测定是称取0.5g(200目)的煤粉，加入到用水稀释800倍的抑尘剂表面，记录煤粉完全沉降到液面以下整个过程的时间；

生物降解性测试：根据GB/T 15818-2006表面活性剂生物降解度试验方法进行测试。

相应的测试结果如下表1所示：

由上表可知，通过本发明实施例制备得到的抑尘剂的抑尘效果可高达90％以上，10天的生物降解性高达98％以上。值得提出的是，在本发明中含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂的质量比1:0.1-200时，其抑尘效果更优。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种环保润湿型抑尘剂，其特征在于，由如下重量份的原料组成：

混合表面活性剂 20-50份

含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂 0.01-1份

渗透剂 2-15份

水 35-75份

所述混合表面活性剂为非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂的混合物；

所述含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂的质量比为1:0.1-200；

所述非离子型表面活性剂为烷基糖苷；

所述离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪族聚氧乙烯醚羧酸盐中的一种或两种；

所述含氟表面活性剂为氟化聚醚硅氧烷、氟烷基硅油、全氟烷基聚醚磷酸盐、全氟烷基聚醚中的一种或多种；

所述含有机硅表面活性剂为三硅氧烷、硅氧烷磺酸盐、硅碳聚醚、环氧聚醚硅中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的环保润湿型抑尘剂，其特征在于，所述非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂的质量比为1:1-5。

3.根据权利要求1所述的环保润湿型抑尘剂，其特征在于，所述渗透剂为短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂中的一种或多种；

所述短碳链的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂中脂肪醇碳链为C5-C8的碳链，环氧结构的聚合度为10-40。

4.一种权利要求1-3任一项所述的环保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、含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂、渗透剂和水，混合均匀即可。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，先将所述混合表面活性剂、含氟表面活性剂和含有机硅表面活性剂中的固体表面活性剂与部分水进行第一混合，得到料液；

再将剩余表面活性剂、渗透剂和剩余水进行第二混合，得到抑尘剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合的搅拌速度为200-1000rpm，时间为30-180min；

所述第二混合的搅拌速度为500-1000rpm，时间为30-150min。