CN110041889B - 环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，环保结壳型抑尘剂包括以下重量份的原料：20～28份的十二烷基磺酸钠、10～17份的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.5～1份的环糊精、1～3份的透明质酸、1.2～1.6份的琼脂、3～8份的海藻酸钠、1～2份的乙酸酐、0.4～1.2份的渗透剂、0.3～0.8份的蛋白粉、2～7份的乳化剂。本发明提供的抑尘剂无毒、无害、无腐蚀性，可降解，能够在散料堆表面快速形成一定强度的硬壳，并有一定的保湿作用，且能够很好的抵御雨水的冲刷，进而达到降低扬尘的治理成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及抑尘剂技术领域。更具体地说，本发明涉及一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法。
背景技术
随着时代的进步，工业、机械化的快速崛起的同时也导致了国内环境日益恶化的现状，空气中的扬尘是环境污染危害尤其严重的一种，扬尘是导致环境污染的主要因素之一，不仅威胁着生产的安全，且漂浮空气中被人体吸收，直接危害人们的身体健康，因此扬尘的治理是改善国内空气质量非常紧迫而必要的。
目前治理扬尘常用的是喷淋抑尘剂法，其是通过将抑尘剂喷洒到散料堆表面，在散料堆表面形成有效的防护层，进而达到抑制扬尘在空气中飘散的目的的方法，喷淋抑尘剂具有施工简单、省时省工、操作性较强等优点。喷淋抑尘剂法治理扬尘的好坏很大成分上取决于抑尘剂性能的好坏，现有的抑尘剂存在如下缺陷：抑尘剂的成膜速度慢、效果差；抑尘剂极易遭受雨水的破坏，需要频繁的喷淋抑尘剂，进而导致治理成本的增加；抑尘剂中含有大量的对环境有害的化学物质，抑尘剂不易降解，对环境造成二次污染；抑尘剂易导致土壤盐渍化、板结化，最终导致土壤中的植物无法正常生长。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种环保结壳型抑尘剂，其无毒、无害、无腐蚀性，可降解，能够在散料堆表面快速形成一定强度的硬壳，并有一定的保湿作用，且能够很好的抵御雨水的冲刷，进而达到降低扬尘的治理成本的目的。
本发明还有一个目的是提供了一种环保结壳型抑尘剂的制备方法，其在环糊精上修饰多巴胺，并将改性后的环糊精用海藻酸钠包裹，配合透明质酸、琼脂和蛋白粉三种成膜剂，能够在保证快速成膜的同时，提高成膜的稳定性、抑尘剂的保水性能和粉尘吸附性能。
本发明还有一个目的是提供了一种环保结壳型抑尘剂的使用方法，其用热水将抑尘剂勾兑成乳状液，将琼脂溶解，随后喷淋在散料堆的表面，抑尘剂在遇到散料堆时，遇冷能够更加快速的成膜，且成膜效果更好。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种环保结壳型抑尘剂的制备方法，其包括以下重量份数的原料：20～28份的十二烷基磺酸钠、10～17份的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.5～1份的环糊精、1～3份的透明质酸、1.2～1.6份的琼脂、3～8份的海藻酸钠、1～2份的乙酸酐、0.4～1.2份的渗透剂、0.3～0.8份的蛋白粉、2～7份的乳化剂。
优选的是，所述的环保结壳型抑尘剂，所述环糊精经过了改性处理，具体为：
步骤a、将环糊精溶于浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液中，并在搅拌下向其中逐滴加入交联剂，滴加完成后混合均匀，置于40℃静置形成湿凝胶；环糊精与氢氧化钠水溶液与交联剂的用量比为1g:10mL:1mL；
步骤b、将步骤a得到的湿凝胶置于湿凝胶的10倍体积的去离子水中，静置48h，每隔12h更换一次去离子水，随后置于湿凝胶的5倍体积的丙酮中，静置3天，期间，每隔10h更换一次丙酮，得置换后的凝胶；将置换后的凝胶通过超临界乙醇干燥、粉碎，得预处理的环糊精粉；
步骤c、将步骤b得到的预处理的环糊精粉加入30～60℃的水中溶解，制成环糊精的饱和水溶液，并向其中加入盐酸多巴胺，置于温度为30～60℃的超声振荡仪中，2～5h后取出自然冷却至室温后置于-5～0℃冰箱中冷藏，12～36h后取出进行抽滤，并用无水乙醇洗涤滤饼，将滤饼干燥、粉碎，即得；其中，盐酸多巴胺与预处理的环糊精粉的重量比为1:4。
优选的是，所述的环保结壳型抑尘剂，所述交联剂为环氧丙烷。
优选的是，所述的环保结壳型抑尘剂，所述渗透剂为磺基琥珀酸二异辛脂钠。
优选的是，所述的环保结壳型抑尘剂，所述乳化剂为聚乙二醇或聚丙二醇。
本发明还提供一种所述的环保结壳型抑尘剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤S1、3～8重量份的海藻酸钠加入至30～40℃的水中，搅拌溶解得海藻酸钠水溶液；海藻酸钠与水的质量比为1:50～100；
步骤S2、将0.5～1重量份的环糊精、1～2重量份的乙酸酐加入至步骤S1制得的海藻酸钠水溶液中，置于超声振荡下处理20～30min，得分散液，将分散液低温喷雾干燥，得包覆微囊；
步骤S3、将1.2～1.6重量份的琼脂和0.3～0.8重量份的蛋白粉分散于40～50重量份的水中，得第一溶液，向第一溶液中依次加入20～28重量份的十二烷基磺酸钠、10～17重量份的月桂酰胺丙基甜菜碱、1～3重量份的透明质酸、0.4～1.2重量份的渗透剂和2～7重量份的乳化剂混合均匀得第二溶液，将第二溶液喷雾干燥后得混合粉；
步骤S4、将步骤S3得到的混合粉和步骤S2得到的包覆微囊混合均匀，即得所述环保结壳型抑尘剂。
本发明还提供一种所述的环保结壳型抑尘剂的使用方法，将所述环保结壳型抑尘剂用60℃的水勾兑成乳状的抑尘剂水溶液，通过喷洒器，按抑尘剂水溶液2.5kg/m2的用量，向表层均匀喷洒抑尘剂水溶液。
本发明至少包括以下有益效果：
1、环糊精是一类由葡萄糖单元通过糖苷键连接起来的天然大环分子，通常由6、7、8个葡萄糖单元构成，环糊精具有空心圆台状三维立体结构，孔直径为0.4-0.8纳米不等，孔深为0.8纳米左右，其所有羟基都分布于圆台外围，环糊精具有相对疏水的内部空腔和亲水的外壁，外部亲水、内部疏水的结构特性使得环糊精吸湿性小，保水性强，环糊精中的糖苷键可吸附微小灰尘，同时羟基易与分子内或分子间的含氧基团形成氢键，使分子共同形成结晶结构，晶体进一步提高了对灰尘的吸附量；基于上述的环糊精的特性，将环糊精引入抑尘剂中定能够显著提高抑尘剂的吸水、缩水以及吸附粉尘的性能，进而达到提高抑尘效率的效果；环糊精极易溶于水，在抑尘剂中直接加入环糊精本体对雨水抵御能力较弱，容易随雨水流失，耐久性较差，缩短了抑尘剂的功效时长，需要定期补充抑尘剂；
本发明对环糊精进行改性，在环糊精上接上多巴胺制得改性的环糊精，并用海藻酸钠将改性的环糊精进行包裹，海藻酸钠能够起到保护环糊精不被雨水浸蚀的作用，同时海藻酸钠是一种高粘性的高分子化合物，具有羧基，是β﹣D甘露糖醛酸的醛基以苷键形成的高聚糖醛酸，其水溶液具有良好的成膜性、吸湿性和黏性，所形成的固化膜韧性好；海藻酸钠溶胀后，改性的环糊精从海藻酸钠中缓释出来，克服了环糊精随雨水流失的缺陷，环糊精上携带的多巴胺可被水溶氧所氧化，发生自聚-交联反应，可表现出高亲和粘附作用，首先被氧化为多巴醌，再经氧化后生成半醌自由基，最后交联形成聚多巴胺，使得环糊精形成三维交联网络，可在抑尘过程中对粉尘进行吸附包裹，可提高抑尘剂的整体的生物相容性及降解性能，为土壤或植物吸收，逐渐嵌入地面或稳定于其它环境，达到稳定长期固尘的效果，避免粉尘造成二次污染，同时可以将环糊精固定于散料堆上，进一步解决了环糊精随雨水流失的问题；本发明在环糊精改性之前经过了预处理，采用化学交联凝胶法制得环糊精的气凝胶，将环糊精的孔道撑大，使得环糊精表面变得粗糙呈大肠绒毛状形貌，断面疏松多孔，不仅能够对粉尘产生静电吸引、同时保水湿润作用下的离子交换，使得抑尘剂体系具有良好的吸附作用，而且对空气中的粉尘、有害物质等起到很好的载体作用，提高抑尘效果的同时进一步避免了粉尘造成二次污染；同时，环糊精经过了预处理，在后续的改性步骤中，能够增大多巴胺的吸附量和加快多巴胺与环糊精的结合速率；
2、琼脂具有很好的吸水、保水性能，琼脂溶于热水，冷却后可迅速成膜，成膜稳固性较好，本发明在抑尘剂中加入了琼脂，用可溶解琼脂的热水勾兑抑尘剂，制得乳白色的乳状液，趁热喷洒于散料堆表面，抑尘剂的乳状液在空气中预冷，在琼脂的作用下快速成膜，结壳，在散料堆的表面形成一层稳固的薄膜；透明质酸又名玻尿酸，透明质酸和蛋白粉液均具有极好的保湿、成膜性能，琼脂与透明质酸、蛋白粉相互配合，可提高抑尘剂的固结性，抑尘剂薄膜的抗断裂强度较大；包覆微囊、十二烷基磺酸钠、月桂酰胺丙基甜菜碱、透明质酸可提高抑尘剂薄膜的保水、吸附性能；
3、本发明的原料均为无毒、无害、无味，绿色环保，各个原料廉价易得降低抑尘剂造价成本，同时本发明的抑尘剂耐久性较长，防风、防雨性能较强，雨水冲刷流失率较小，进一步降低抑尘的投入成本；本发明提供的抑尘剂生物相容性好，可自然降解，安全环保，不会对水源、土地、空气造成污染；本发明提供的抑尘剂可用于道路、堆场、码头、工矿企业、建筑工地、火电厂、运输、沙尘暴沙漠化地区等的抑尘处置，根据不同用途稀释后进行抑尘处置，在被处置的表面结成透明壳状，使用过程中可掺入颜色做成有色的结壳型抑尘剂，便于人们辨识。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
<实施例1>
本发明提供一种环保结壳型抑尘剂，其包括以下重量份数的原料：20份的十二烷基磺酸钠、10份的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.5份的环糊精、1份的透明质酸、1.2份的琼脂、3份的海藻酸钠、1份的乙酸酐、0.4份的渗透剂、0.3份的蛋白粉、2份的乳化剂。其中，所述渗透剂为磺基琥珀酸二异辛脂钠；所述乳化剂为聚丙二醇。
一种环保结壳型抑尘剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤S1、3重量份的海藻酸钠加入至30℃的水中，搅拌溶解得海藻酸钠水溶液；海藻酸钠与水的质量比为1:50；
步骤S2、将0.5重量份的环糊精、1重量份的乙酸酐加入至步骤S1制得的海藻酸钠水溶液中，置于超声振荡下处理20min，得分散液，将分散液低温喷雾干燥，得包覆微囊；
步骤S3、将1.2重量份的琼脂和0.3重量份的蛋白粉分散于40重量份的水中，得第一溶液，向第一溶液中依次加入20重量份的十二烷基磺酸钠、10重量份的月桂酰胺丙基甜菜碱、1～3重量份的透明质酸、0.4重量份的渗透剂和2重量份的乳化剂混合均匀得第二溶液，将第二溶液喷雾干燥后得混合粉；
步骤S4、将步骤S3得到的混合粉和步骤S2得到的包覆微囊混合均匀，即得所述环保结壳型抑尘剂。
一种环保结壳型抑尘剂的使用方法，将所述环保结壳型抑尘剂用60℃的水勾兑成乳状的抑尘剂水溶液，通过喷洒器，按抑尘剂水溶液2.5kg/m2的用量，向表层均匀喷洒抑尘剂水溶液。
<实施例2>
本发明提供一种环保结壳型抑尘剂，其包括以下重量份数的原料：28份的十二烷基磺酸钠、17份的月桂酰胺丙基甜菜碱、1份的环糊精、3份的透明质酸、1.6份的琼脂、8份的海藻酸钠、2份的乙酸酐、1.2份的渗透剂、0.8份的蛋白粉、7份的乳化剂。其中，所述渗透剂为磺基琥珀酸二异辛脂钠；所述乳化剂为聚丙二醇。
一种环保结壳型抑尘剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤S1、8重量份的海藻酸钠加入至40℃的水中，搅拌溶解得海藻酸钠水溶液；海藻酸钠与水的质量比为1:100；
步骤S2、将1重量份的环糊精、2重量份的乙酸酐加入至步骤S1制得的海藻酸钠水溶液中，置于超声振荡下处理30min，得分散液，将分散液低温喷雾干燥，得包覆微囊；
步骤S3、将1.6重量份的琼脂和0.8重量份的蛋白粉分散于50重量份的水中，得第一溶液，向第一溶液中依次加入20～28重量份的十二烷基磺酸钠、17重量份的月桂酰胺丙基甜菜碱、3重量份的透明质酸、1.2重量份的渗透剂和7重量份的乳化剂混合均匀得第二溶液，将第二溶液喷雾干燥后得混合粉；
步骤S4、将步骤S3得到的混合粉和步骤S2得到的包覆微囊混合均匀，即得所述环保结壳型抑尘剂。
一种环保结壳型抑尘剂的使用方法，将所述环保结壳型抑尘剂用60℃的水勾兑成乳状的抑尘剂水溶液，通过喷洒器，按抑尘剂水溶液2.5kg/m2的用量，向表层均匀喷洒抑尘剂水溶液。
<实施例3>
本发明提供一种环保结壳型抑尘剂，其包括以下重量份数的原料：24份的十二烷基磺酸钠、14份的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.8份的环糊精、2份的透明质酸、1.4份的琼脂、6份的海藻酸钠、1.5份的乙酸酐、0.8份的渗透剂、0.6份的蛋白粉、5份的乳化剂。其中，所述渗透剂为磺基琥珀酸二异辛脂钠；所述乳化剂为聚乙二醇。
一种环保结壳型抑尘剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤S1、6重量份的海藻酸钠加入至35℃的水中，搅拌溶解得海藻酸钠水溶液；海藻酸钠与水的质量比为1:75；
步骤S2、将0.8重量份的环糊精、1.5重量份的乙酸酐加入至步骤S1制得的海藻酸钠水溶液中，置于超声振荡下处理25min，得分散液，将分散液低温喷雾干燥，得包覆微囊；
步骤S3、将1.4重量份的琼脂和0.6重量份的蛋白粉分散于45重量份的水中，得第一溶液，向第一溶液中依次加入24重量份的十二烷基磺酸钠、14重量份的月桂酰胺丙基甜菜碱、2重量份的透明质酸、0.8重量份的渗透剂和5重量份的乳化剂混合均匀得第二溶液，将第二溶液喷雾干燥后得混合粉；
步骤S4、将步骤S3得到的混合粉和步骤S2得到的包覆微囊混合均匀，即得所述环保结壳型抑尘剂。
一种环保结壳型抑尘剂的使用方法，将所述环保结壳型抑尘剂用60℃的水勾兑成乳状的抑尘剂水溶液，通过喷洒器，按抑尘剂水溶液2.5kg/m2的用量，向表层均匀喷洒抑尘剂水溶液。
<实施例4>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例1的不同在于，环糊精经过了改性处理，其余条件和参数同实施例1，环糊精的改性处理过程为：
步骤a、将环糊精溶于浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液中，并在搅拌下向其中逐滴加入交联剂，滴加完成后混合均匀，置于40℃静置形成湿凝胶；环糊精与氢氧化钠水溶液与交联剂的用量比为1g:10mL:1mL；所述交联剂为环氧丙烷；
步骤b、将步骤a得到的湿凝胶置于湿凝胶的10倍体积的去离子水中，静置48h，每隔12h更换一次去离子水，随后置于湿凝胶的5倍体积的丙酮中，静置3天，期间，每隔10h更换一次丙酮，得置换后的凝胶；将置换后的凝胶通过超临界乙醇干燥、粉碎，得预处理的环糊精粉；
步骤c、将步骤b得到的预处理的环糊精粉加入30℃的水中溶解，制成环糊精的饱和水溶液，并向其中加入盐酸多巴胺，置于温度为30℃的超声振荡仪中，2～5h后取出自然冷却至室温后置于-5～0℃冰箱中冷藏，12h后取出进行抽滤，并用无水乙醇洗涤滤饼，将滤饼干燥、粉碎，即得；其中，盐酸多巴胺与预处理的环糊精粉的重量比为1:4。
<实施例5>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例2的不同在于，环糊精经过了改性处理，其余条件和参数同实施例2，环糊精的改性处理过程为：
步骤a、将环糊精溶于浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液中，并在搅拌下向其中逐滴加入交联剂，滴加完成后混合均匀，置于40℃静置形成湿凝胶；环糊精与氢氧化钠水溶液与交联剂的用量比为1g:10mL:1mL；所述交联剂为环氧丙烷；
步骤b、将步骤a得到的湿凝胶置于湿凝胶的10倍体积的去离子水中，静置48h，每隔12h更换一次去离子水，随后置于湿凝胶的5倍体积的丙酮中，静置3天，期间，每隔10h更换一次丙酮，得置换后的凝胶；将置换后的凝胶通过超临界乙醇干燥、粉碎，得预处理的环糊精粉；
步骤c、将步骤b得到的预处理的环糊精粉加入60℃的水中溶解，制成环糊精的饱和水溶液，并向其中加入盐酸多巴胺，置于温度为60℃的超声振荡仪中，5h后取出自然冷却至室温后置于0℃冰箱中冷藏，36h后取出进行抽滤，并用无水乙醇洗涤滤饼，将滤饼干燥、粉碎，即得；其中，盐酸多巴胺与预处理的环糊精粉的重量比为1:4。
<实施例6>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例3的不同在于，环糊精经过了改性处理，其余条件和参数同实施例3，环糊精的改性处理过程为：
步骤a、将环糊精溶于浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液中，并在搅拌下向其中逐滴加入交联剂，滴加完成后混合均匀，置于40℃静置形成湿凝胶；环糊精与氢氧化钠水溶液与交联剂的用量比为1g:10mL:1mL；所述交联剂为环氧丙烷；
步骤b、将步骤a得到的湿凝胶置于湿凝胶的10倍体积的去离子水中，静置48h，每隔12h更换一次去离子水，随后置于湿凝胶的5倍体积的丙酮中，静置3天，期间，每隔10h更换一次丙酮，得置换后的凝胶；将置换后的凝胶通过超临界乙醇干燥、粉碎，得预处理的环糊精粉；
步骤c、将步骤b得到的预处理的环糊精粉加入45℃的水中溶解，制成环糊精的饱和水溶液，并向其中加入盐酸多巴胺，置于温度为45℃的超声振荡仪中，4h后取出自然冷却至室温后置于-3℃冰箱中冷藏，24h后取出进行抽滤，并用无水乙醇洗涤滤饼，将滤饼干燥、粉碎，即得；其中，盐酸多巴胺与预处理的环糊精粉的重量比为1:4。
<实施例7>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例3的不同在于，原料配方相同，抑尘剂的制备方法中，将各种原料直接搅拌混合，其余条件和参数同实施例3。
<实施例8>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例6的不同在于，原料配方相同，抑尘剂的制备方法中，将各种原料直接搅拌混合，其余条件和参数同实施例6。
<实施例9>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例3的不同在于，未加入海藻酸钠和乙酸酐，抑尘剂的制备方法中，无步骤S1～S2，将环糊精直接加入步骤S3的第一溶液中，其余条件和参数同实施例3。
<实施例10>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例6的不同在于，未加入海藻酸钠和乙酸酐，抑尘剂的制备方法中，无步骤S1～S2，将改性的环糊精直接加入步骤S3的第一溶液中，其余条件和参数同实施例6。
<实施例11>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例6的不同在于，环糊精改性过程中，未经过预处理，其余条件和参数同实施例6。
<实施例12>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例6的不同在于，环糊精改性过程中，无步骤c，预处理的环糊精粉即为改性环糊精，其余条件和参数同实施例6。
<实施例13>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例3的不同在于，原料中加入盐酸多巴胺，用量同实施例6中盐酸多巴胺的用量，其余条件和参数同实施例3。
<实施例14>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例6的不同在于，配方中没有琼脂；其余条件和参数同实施例6。
<实施例15>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例6的不同在于，环糊精用量为0.3份；其余条件和参数同实施例6。
<实施例16>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例6的不同在于，环糊精用量为1.5份；其余条件和参数同实施例6。
<实施例17>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例6的不同在于，配方中没有蛋白粉、透明质酸和琼脂；其余条件和参数同实施例6。
<实施例18>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例6的不同在于，配方中没有蛋白粉、透明质酸和琼脂，并在其中加入水性聚氨酯-丙烯酸共聚树脂，且水性聚氨酯-丙烯酸共聚树脂的用量为蛋白粉、透明质酸和琼脂用量之和；其余条件和参数同实施例6。
<实施例19>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例3的不同在于，配方中没有环糊精、海藻酸钠、乙酸酐、蛋白粉、透明质酸、琼脂，抑尘剂的制备方法为将各原料直接混合；其余条件和参数同实施例3。
<实施例20>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例3的不同在于，使用方法中用冷水勾兑抑尘剂，抑尘剂的制备方法为将各原料直接混合；其余条件和参数同实施例3。
<实施例21>
一种环保结壳型抑尘剂及其制备方法和使用方法，与实施例6的不同在于，使用方法中用冷水勾兑抑尘剂，抑尘剂的制备方法为将各原料直接混合；其余条件和参数同实施例6。
<试验例>
1、抑尘剂的保水性、水稳定性和抗风蚀性测试
保水性测试：在玻璃培养皿中普通一层碎土样，碎土样为过60目筛的粉末，碎土样用量为25g，按照上述方法准备21个培养皿，在21个培养皿中分别按照2L/m2的量将实施例1～21制得的抑尘剂按照各自的使用方法喷洒在培养皿的碎土样的表面，25℃下蒸散，30小时后称量各个培养皿中碎土样的质量，计算21个碎土样品的固结层含水率；并记录21个培养皿中的碎土样表面固结的时间，结果如表1所示；
水稳定性测试：将上述21个培养皿中取出的碎土样分别进行自然风干，在各个固结层表面分别按照3mL/(m2·s)的剂量喷洒雨水，模拟降雨，浸泡2h后取出，在自然条件下风干，重复4次，然后称量21个碎土样品的质量，计算21个碎土样品冲蚀后的质量损失率；结果如表1所示；
抗风蚀性测试：取21份品质相同、质量均为m3的碎土样品，分别平铺于22cm×32cm的沙盘中，将实施例1～21制得抑尘剂按照2L/m2的用量、兵按照各自的使用方法分别喷洒在21个沙盘的碎土样品的表面，风干后形成固结层。将21个沙盘均置于NK-1型可移动式风蚀风洞试验段进行风蚀试验，沙盘距地高度为5cm，沙盘距集沙仪进沙口10cm，0°吹角，间歇式吹蚀，吹蚀风速15m/s，吹蚀5min，完成后称量每个沙盘中碎土样品质量，计算土壤颗粒损失量；结果如表1所示。
表1抑尘剂保水性、水稳定性和抗风蚀性测试结果
| 编号 | 含水率/％ | 固结时间/min | 质量损失率/％ | 土壤颗粒损失率/％ |
| 实施例1 | 42 | 13 | 3.3 | 1.47 |
| 实施例2 | 41 | 14 | 3.4 | 1.49 |
| 实施例3 | 40 | 13 | 3.5 | 1.48 |
| 实施例4 | 57 | 5 | 1.3 | 0.23 |
| 实施例5 | 55 | 5 | 1.2 | 0.19 |
| 实施例6 | 56 | 5 | 1.2 | 0.21 |
| 实施例7 | 24 | 30 | 5.9 | 4.12 |
| 实施例8 | 29 | 25 | 5.3 | 3.78 |
| 实施例9 | 18 | 46 | 6.2 | 5.43 |
| 实施例10 | 20 | 35 | 6.4 | 4.56 |
| 实施例11 | 47 | 11 | 2.6 | 0.34 |
| 实施例12 | 45 | 10 | 2.9 | 0.38 |
| 实施例13 | 43 | 13 | 3.2 | 0.44 |
| 实施例14 | 49 | 15 | 2.3 | 0.32 |
| 实施例15 | 52 | 6 | 1.8 | 0.27 |
| 实施例16 | 53 | 7 | 1.7 | 0.26 |
| 实施例17 | 36 | 60 | 4.9 | 3.37 |
| 实施例18 | 38 | 50 | 3.8 | 2.37 |
| 实施例19 | 10 | 80 | 8 | 6.34 |
| 实施例20 | 42 | 25 | 2.9 | 0.37 |
| 实施例21 | 51 | 12 | 2.1 | 0.29 |
由表1数据可知，本发明实施例4～6制备得到的抑尘剂，按照其设置的使用方法抑尘处置，具有优异的保水性、水稳定性和抗风蚀性能，能够较快速的成膜；实施例1～3的各项性能弱于实施例4～6，说明将环糊精进行改性能够显著提高抑尘剂的各项性能；实施例21与实施例6、实施例20与实施例3相比，可知用热水勾兑抑尘剂，抑尘剂中的琼脂得以溶解，同时抑尘剂中各个原料分散的更加均匀，相较于用冷水勾兑，抑尘剂能够更加快速的成膜，成膜后的保水性和稳定性更加好；实施例11～12与实施例6比较可知，环糊精改性过程中，对环糊精进行预处理、在环糊精上接枝多巴胺，对抑尘剂的性能均有一定程度的有利影响；实施例14、13、17、18、12与实施例6、3比较可知，本发明实施例1～6的配方组合，相互协调作用，能够显著改善抑尘剂的各项性能；实施例7～10与实施例3、实施例6比较可知，用海藻酸钠将环糊精包裹能够大大增大抑尘剂的保水性和抗风蚀性能，海藻酸钠将环糊精包裹能够减缓风干过程中，环糊精随水分的蒸发而流失速率；环糊精被包裹还能够加快成膜速度；实施例15～16与实施例6比较可知，环糊精加入量过小或过大，对抑尘剂的保水性、成膜速度、水稳定性和抗风蚀性能具有一定程度的影响；环糊精用量过小，其吸水、保水作用发挥不到大最大，用量过大，可能导致改性环糊精水溶性增强，易随水分流失而流失，进而影响抑尘剂的性能。
2、抑尘剂的长效扬尘抑制效果
选取21个重量、品质相同的无土滤纸，以无土滤纸模拟道路表面，在21个无土滤纸表面铺设相同品质和质量的尘土使尘负荷达到25g/m2；按0.066L/m2雾化喷施实施例1～21制备得到的抑尘剂勾兑液，静置干燥，记录各个无土滤纸的重量；分别于第2、4、8d用风机从滤纸上方向下鼓风模拟风蚀，再次称取载土滤纸的重量，记录并计算抑尘率：
抑尘率＝喷施抑尘剂后固定住的尘土量×100％/喷施抑尘剂前的尘土量
＝(模拟风蚀后的载土滤纸重量-滤纸重量)×100％/(模拟风蚀前的载土滤纸重量-滤纸重量)；结果如表2所示；
表2抑尘剂的长效扬尘抑制效果
*8d后的抑尘率下降值为，第8d抑尘率与第2d抑尘率的差值；
由表2数据可知，本发明实施例4～6制备得到的抑尘剂，按照其设置的使用方法抑尘处置，抑尘率高达百分之九十九点多，且随着时间的延长，抑尘效果持久性较好，具有优异的抑尘耐久性；实施例1～3的各项性能弱于实施例4～6，说明将环糊精进行改性能够显著提高抑尘效果和抑尘的持久性；实施例21与实施例6相比，实施例20与实施例3相比，可知用热水勾兑抑尘剂，抑尘剂中的琼脂得以溶解，同时抑尘剂中各个原料分散的更加均匀，相较于用冷水勾兑，抑尘剂的抑尘效果更好，耐久性得到显著改善；实施例11～12与实施例6比较可知，环糊精改性过程中，对环糊精进行预处理、在环糊精上接枝多巴胺，对抑尘剂的抑尘效果和耐久性均产生有利影响；实施例14、13、17、18、12与实施例6、3比较可知，本发明实施例1～6的配方组合，相互协调作用，能够显著改善抑尘剂的抑尘效果和抑尘持久性；实施例7～10与实施例3、实施例6比较可知，用海藻酸钠将环糊精包裹能够大大增大抑尘剂的耐久性，海藻酸钠将环糊精包裹能够减缓风干过程中，环糊精随水分的蒸发而流失速率，环糊精的吸尘效果更加持久；实施例15～16与实施例6比较可知，环糊精加入量过小或过大，对抑尘剂的抑尘效果和抑尘的持久性具有一定程度的影响；环糊精用量过小，其对粉尘吸附的作用发挥不到最大，用量过大，可能导致改性环糊精水溶性增强，易随水分流失而流失，进而影响抑尘剂的耐久性。
3、抑尘剂成膜性能的测试，
取等质量的实施例1～21制备得到的抑尘剂，并按照各自的使用方法勾兑成抑尘剂溶液，将21份的抑尘剂溶液置于成膜磨具中，自然干燥后取出膜片，美国Brookfield T3质构仪检测抗拉伸强度和断裂伸长率，以水代替抑尘剂溶液作为对比例。结果如表3所示：
表3抑尘剂成膜性能的测试结果
由表3数据可知，与水相比，抑尘剂具有明显的成膜性，本发明实施例4～6制备得到的抑尘剂，按照其设置的使用方法抑尘处置，抑尘剂形成的膜具有较优异的抗拉伸强度和断裂伸长率；实施例1～3的各项性能弱于实施例4～6，说明将环糊精进行改性抑尘剂结壳的物理强度，能够更好的防风、防水；实施例21与实施例6、实施例20与实施例3相比，可知用热水勾兑抑尘剂，抑尘剂中的琼脂得以溶解，同时抑尘剂中各个原料分散的更加均匀，相较于用冷水勾兑，抑尘剂成膜性能得到很大提升；实施例11～12与实施例6比较可知，环糊精改性过程中，对环糊精进行预处理、在环糊精上接枝多巴胺，对抑尘剂成膜的性能均有一定程度的有利影响；实施例14、13、17、18、12与实施例6、3比较可知，本发明实施例1～6的配方组合，相互协调作用，能够显著改善抑尘剂成膜的抗拉伸强度和断裂伸长率的性能；实施例7～10与实施例3、实施例6比较可知，原料简单混合得到抑尘剂成膜的性能改善效果不明显；实施例15～16与实施例6比较可知，环糊精加入量过小或过大，对抑尘剂成膜性能具有一定程度的影响；环糊精用量过小，其吸水、保水作用发挥不到最大，用量过大，可能导致改性环糊精水溶性增强，易随水分流失而流失，进而影响抑尘剂成膜的性能。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (2)
1.环保结壳型抑尘剂，其特征在于，其包括以下重量份数的原料：20～28份的十二烷基磺酸钠、10～17份的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.5～1份的环糊精、1～3份的透明质酸、1.2～1.6份的琼脂、3～8份的海藻酸钠、1～2份的乙酸酐、0.4～1.2份的渗透剂、0.3～0.8份的蛋白粉、2～7份的乳化剂；
所述环糊精经过了改性处理，具体为：
步骤a、将环糊精溶于浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液中，并在搅拌下向其中逐滴加入交联剂，滴加完成后混合均匀，置于40℃静置形成湿凝胶；环糊精与氢氧化钠水溶液与交联剂的用量比为1g:10mL:1mL；
步骤b、将步骤a得到的湿凝胶置于湿凝胶的10倍体积的去离子水中，静置48h，每隔12h更换一次去离子水，随后置于湿凝胶的5倍体积的丙酮中，静置3天，期间，每隔10h更换一次丙酮，得置换后的凝胶；将置换后的凝胶通过超临界乙醇干燥、粉碎，得预处理的环糊精粉；
步骤c、将步骤b得到的预处理的环糊精粉加入30～60℃的水中溶解，制成环糊精的饱和水溶液，并向其中加入盐酸多巴胺，置于温度为30～60℃的超声振荡仪中，2～5h后取出自然冷却至室温后置于-5～0℃冰箱中冷藏，12～36h后取出进行抽滤，并用无水乙醇洗涤滤饼，将滤饼干燥、粉碎，即得；其中，盐酸多巴胺与预处理的环糊精粉的重量比为1:4；
所述交联剂为环氧丙烷；
所述渗透剂为磺基琥珀酸二异辛脂钠；
所述乳化剂为聚乙二醇或聚丙二醇；
环保结壳型抑尘剂的制备方法包括以下步骤：
步骤S1、3～8重量份的海藻酸钠加入至30～40℃的水中，搅拌溶解得海藻酸钠水溶液；海藻酸钠与水的质量比为1:50～100；
步骤S2、将0.5～1重量份的环糊精、1～2重量份的乙酸酐加入至步骤S1制得的海藻酸钠水溶液中，置于超声振荡下处理20～30min，得分散液，将分散液低温喷雾干燥，得包覆微囊；
步骤S3、将1.2～1.6重量份的琼脂和0.3～0.8重量份的蛋白粉分散于40～50重量份的水中，得第一溶液，向第一溶液中依次加入20～28重量份的十二烷基磺酸钠、10～17重量份的月桂酰胺丙基甜菜碱、1～3重量份的透明质酸、0.4～1.2重量份的渗透剂和2～7重量份的乳化剂混合均匀得第二溶液，将第二溶液喷雾干燥后得混合粉；
步骤S4、将步骤S3得到的混合粉和步骤S2得到的包覆微囊混合均匀，即得所述环保结壳型抑尘剂。
2.如权利要求1所述的环保结壳型抑尘剂的使用方法，其特征在于，将所述环保结壳型抑尘剂用60℃的水勾兑成乳状的抑尘剂水溶液，通过喷洒器，按抑尘剂水溶液2.5kg/m2的用量，向表层均匀喷洒抑尘剂水溶液。
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