CN111100600A - 一种用于道路扬尘的粘结型抑尘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是为了解决粘结型抑尘剂浸润性能差的问题，提供了一种用于道路扬尘的粘结型抑尘剂及其制备方法，属于抑尘剂技术领域。本发明的粘结型抑尘剂原料成分按质量百分数为：保湿剂：0.1～1％，聚乙烯醇：2～5％，粘结剂：0.5～9％，表面活性剂：0.5～4.5％，水：余量。该抑尘剂组分环保、浸润性能好、损失小、抑尘效果达到90％以上。

Description

一种用于道路扬尘的粘结型抑尘剂及其制备方法
技术领域
本发明属于道路扬尘治理领域，尤其涉及一种用于露天矿山道路的粘结型抑尘剂及其制备方法。
背景技术
据调查，在我国露天矿汽车运输作业中，汽车产尘强度为各露天开采作业之首，是露天矿最大的粉尘污染源，扬尘量占全矿总产尘量的70％～90％。矿山矿石运输过程中由于重型卡车的碾压，路面更易产生粉尘。
露天矿山路面防尘的传统方法是用洒水车洒水，但生产实践表明，洒水方法较适用于气温为零度以上条件下永久性的混凝土路面，但这类路面在露天矿采场内很少。矿山较多的为碎石砾石路面，还有一部分为临时土路。在雨量少的干旱或夏季炎热地区，为了长期保持矿山路面的湿润，往往需要频繁地使用洒水车洒水，从而耗费大量的工业用水。可见，洒水并非高效节约的防尘办法。
随着科技进步和人民生活水平不断提高，人类对环境质量的要求越来越高，化学抑尘剂的研究也在不断发展中。例如，中国专利CN108587568 A公开了一种道路抑尘剂及其制备方法，所述抑尘剂的原料组成为：聚乙烯醇、高分子乳液、乙二醇、水溶性纤维素、硅酸盐、海藻酸盐、乳化剂、防腐剂、消泡剂。该抑尘剂干燥后能在粉尘表面固化成膜，起到抑尘、防尘的作用。中国专利CN107216856 A公开了一种液态道路抑尘剂，其特征在于，由下述重量百分数的组分混合而成：其中，所述的吸湿剂为氯化钙、活性氧化铝、硅酸钠的混合物，且氯化钙、活性氧化铝、硅酸钠的质量比为2∶1∶2；所述的渗透剂为十二烷基苯磺酸钠；所述的成膜剂为水性聚氨酯-丙烯酸共聚树脂；所述的添加剂为木质素磺酸钠。该发明的抑尘剂薄膜强度高且具有抗冻结能力适用于低温环境，各组分均无毒无害，对环境友好。
但是抑尘剂粘度特性的增强，往往会存在浸润慢、流失快的问题，目前已有的发明专利往往只在抑尘剂粘度及成膜性方面进行提升，少有对粘结型抑尘剂浸润性能进行增强来保证其效果的技术方案。
发明内容
本发明的目的是为了解决粘结型抑尘剂浸润性能差的问题，提供了一种用于道路扬尘的粘结型抑尘剂及其制备方法。该抑尘剂组分环保、浸润性能好、损失小、抑尘效果达到90％以上。
本发明的技术方案之一为，一种用于露天矿山道路扬尘治理的粘结型抑尘剂，其原料成分按质量百分数为：
保湿剂：0.1～1％
聚乙烯醇：2～5％
粘结剂：0.5～9％
表面活性剂：0.5～4.5％
水：余量。
上述粘结型抑尘剂，所述的保湿剂为十二醇、月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚、山梨醇中的一种或多种；
上述粘结型抑尘剂，所述粘结剂为黄原胶、黄蓍树胶、槐豆胶、阿拉伯树胶和瓜尔胶中的一种或多种；
上述粘结型抑尘剂，所述表面活性剂为十四烷基二羟乙基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺、月桂基两性咪唑啉和月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱中的一种或多种；
上述粘结型抑尘剂，所述抑尘剂的粘度为15～600mPa·s。
本发明的技术方案之二为，上述粘结型抑尘剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按比例称取各组分，将水为A、B两个部分，A部分加热至70～80℃，B加热至40～50℃，其中A∶B的质量比为1∶1.5～2；
(2)将表面活性剂加入A部分中溶解，搅拌均匀后加入粘结剂，在50～100rpm/min下搅拌30～50min后得到水溶液a；
(3)将聚乙烯醇投入B部分，搅拌均匀后加入保湿剂，在50～100rpm/min下搅拌15～30min得到水溶液b；
(4)将水溶液a和水溶液b混合均匀，冷却至常温既得。
本发明的技术方案之三为，上述粘结型抑尘剂的使用方法为，将粘结型抑尘剂稀释2～10倍，喷洒量为1.0～2.0L/m2。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、本发明选用两性表面活性剂来提高抑尘剂的浸润能力，相较于普遍使用的阴离子表面活性剂，两性表面活性剂具有更优良的润湿型和生物降解性，但其受pH值的波动而具有不同的特征。本发明使用的粘结剂为天然粘合剂，在保证其生物可降解特性的同时，能使抑尘剂水溶液的pH值呈弱酸性，此时两性表面活性剂高于其等电点，可以保证提升表面活性剂的浸润特性。同时，本发明使用聚乙烯醇作为成膜剂、多元醇作为保湿剂，可以对表面活性剂分子有吸附作用，能够减少溶液中游离表面活性剂分子数量，促进胶束的形成，从而提高浸润效果。综上，可以在保证抑尘剂粘度的同时最大程度的提高抑尘剂的浸润能力，提升抑尘剂的使用效果，减少抑尘剂的流失。
2、本发明抑尘剂各组分环保，对环境不会产生污染。
3、本发明抑尘剂的抑制率达到95％以上。
4、本发明抑尘剂成本低，制备方法简便。
具体实施方式
以下实施例中的聚乙烯醇型号为1788；十二醇、月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚、山梨醇的纯度均≥99％；黄原胶、黄蓍树胶、槐豆胶、阿拉伯树胶和瓜尔胶的纯度均≥90％；十四烷基二羟乙基氧化胺的纯度≥90％；月桂酰胺丙基氧化胺、月桂基两性咪唑啉和月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱的纯度≥60％。
实施例1
一种用于露天矿山道路的粘结型抑尘剂，按重量计包括以下组分：
Figure BDA0002335218100000031
制备方法：(1)将水分为A、B两个部分，A部分加热至70℃，B加热至40℃，其中A为376g，B为564g；(2)将十四烷基二羟乙基氧化胺25g、黄原胶5g依次加入A中溶解，在50rpm/min下搅拌50min后得到水溶液a；(3)将聚乙烯醇20g投入B部分，再投入十二醇10g，在50rpm/min下搅拌30min，得到水溶液b；(4)将水溶液a和b混合均匀，冷却至常温即得成品。
抑尘剂按体积稀释5倍，喷洒量为1.2L/m2。
实施例2
一种用于露天矿山道路的粘结型抑尘剂，按重量计包括以下组分：
Figure BDA0002335218100000041
制备方法：(1)将水分为A、B两个部分，A部分加热至80℃，B加热至50℃，其中A为334g，B为501g；(2)将月桂酰胺丙基氧化胺10g、阿拉伯树胶90g依次加入A中溶解，在50rpm/min下搅拌50min后得到水溶液a；(3)将聚乙烯醇20g投入B部分，再投入山梨醇10g，在50rpm/min下搅拌30min，得到水溶液b；(4)将水溶液a和b混合均匀，冷却至常温即得成品。
抑尘剂按体积稀释5倍，喷洒量为1.2L/m2。
对比例1
一种用于露天矿山道路的粘结型抑尘剂，按重量计包括以下组分：
Figure BDA0002335218100000042
制备方法和使用方法同实施例2。
对比例2
一种用于露天矿山道路的粘结型抑尘剂，按重量计包括以下组分：
Figure BDA0002335218100000043
制备方法和使用方法同实施例2。
实施例3
一种用于露天矿山道路的粘结型抑尘剂，按重量计包括以下组分：
Figure BDA0002335218100000051
制备方法：(1)将水分为A、B两个部分，A部分加热至80℃，B加热至50℃，其中A为292g，B为585g；(2)将月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱26g、槐豆胶52g依次加入A中溶解，在100rpm/min下搅拌30min后得到水溶液a；(3)将聚乙烯醇40g投入B部分，再投入山梨醇5g，在100rpm/min下搅拌15min，得到水溶液b；(4)将水溶液a和b混合均匀，冷却至常温即得成品。
抑尘剂按体积稀释5倍，喷洒量为1.2L/m2。
以下通过试验例，来说明本发明道路抑尘剂的有益效果。
按照中国环境保护产业标准《T/CAEPI 7-2017水溶性道路抑尘剂》中的方法，对实施例1～3所得的道路抑尘剂进行性能测试，得到如下表结果：
表1各实施例的理化性质
Figure BDA0002335218100000052
注：抑尘性能参照《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》(TB/T 3201.1)中风蚀实验的方法测定；浸润性参照《GB/T 16913-2008粉尘物性试验方法》中浸透速度法测定。
实施例4
一种用于露天矿山道路的粘结型抑尘剂，按重量计包括以下组分：
Figure BDA0002335218100000053
Figure BDA0002335218100000061
制备方法：(1)将水分为A、B两个部分，A部分加热至75℃，B加热至45℃，其中A为330g，B为594g；(2)将月桂基两性咪唑啉5g、瓜尔胶10g和黄蓍树胶10g依次加入A中溶解，在75rpm/min下搅拌40min后得到水溶液a；(3)将聚乙烯醇50g投入B部分，再投入月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚1g，在75rpm/min下搅拌20min，得到水溶液b；(4)将水溶液a和b混合均匀，冷却至常温即得成品。
使用时，将粘结型抑尘剂稀释2～10倍，喷洒量为1.0～2.0L/m2。

Claims (6)

1.一种用于道路扬尘的粘结型抑尘剂，其特征在于，各原料成分的质量百分数含量为：
保湿剂：0.1～1％
聚乙烯醇：2～5％
粘结剂：0.5～9％
表面活性剂：0.5～4.5％
水：余量。
2.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述的保湿剂为十二醇、月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚、山梨醇中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述粘结剂为黄原胶、黄蓍树胶、槐豆胶、阿拉伯树胶和瓜尔胶中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述表面活性剂为十四烷基二羟乙基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺、月桂基两性咪唑啉和月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述抑尘剂的粘度为15～600mPa·s。
6.权利要求1所述的抑尘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按比例称取各组分，将水分为A、B两个部分，A部分加热至70～80℃，B部分加热至40～50℃，其中A：B的质量比为1∶1.5～2；
(2)将表面活性剂加入A部分中溶解，搅拌均匀后加入粘结剂，在50～100rpm/min下搅拌30～50min后得到水溶液a；
(3)将聚乙烯醇投入B部分，搅拌均匀后加入保湿剂，在50～100rpm/min下搅拌15～30min得到水溶液b；
(4)将水溶液a和水溶液b混合均匀，冷却至常温既得。
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