CN111205823A - 一种复合型抑尘剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合型抑尘剂，其是由以下组分组成的抑尘剂原料的水稀释液：渣油3‑10重量份；表面活性剂0.5‑2重量份；水30‑50重量份；卤化物0.1‑5重量份；助溶剂0.01‑0.5重量份。本发明提供的复合型抑尘剂，具有集润湿型、粘结型和凝聚型化学抑尘剂的多种优点为一体，且质量可靠，稳定性好，生产工艺便捷，应用可操作性很强等优异性能，原料来源易得，成本低廉，具有较高的生产及应用价值。
Description
技术领域
本发明属于抑尘剂领域，涉及一种复合型抑尘剂，具体地，涉及一种复合型道路抑尘剂。
背景技术
颗粒物污染对我国城市空气质量的影响范围很广，是大多数城市空气污染的首要因素，严重威胁着人们的健康，身处粉尘污染的环境中会引起多种呼吸道疾病，尤其对老人、小孩的影响最大。
国内外一般对开放性尘源的防治对策主要有洒水抑尘、苫盖抑尘、设置挡风墙抑尘、建造封闭式结构、化学抑尘等。洒水抑尘不仅造成大量水资源的浪费，而且由于我们北方地区夏季气温高，蒸发快(一般喷洒一次只能保持10min左右)，而冬季气温低，易结冰，因此，其实际应用受到很大限制。散料的苫盖编织布强度低、光滑、重量轻、易兜风，使用寿命短、成本高，不仅造成了资源的浪费，而且苫盖和柴垛工序麻烦，不利于作业的提速增效。挡风抑尘墙和建造封闭式结构抑尘一次性投资巨大，且不能捕捉漂浮在空气中的粉尘，对于不断有新的粉尘产生的作业区，其抑尘能力有限。化学抑尘的方法从诞生之日起就为世界各国所广泛采用，取得了良好的效果，在科研和工业运行中被认为是解决开放性尘源扬尘污染的最佳方法。但现有的抑尘剂普遍存在抑尘时间短、成本高等问题，因此开发一种价格低廉、抑尘时间长的抑尘剂将具有重要的市场价值和社会价值。
因此如何提供一种抑尘效果好且成本低的抑尘剂，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请的发明人经过深入研究，提供了一种复合型抑尘剂，该抑尘剂有效解决了现有的抑尘剂抑尘时间短，成本高的问题，具有集润湿型、粘结型和凝聚型化学抑尘剂的多种优点为一体，且质量可靠，稳定性好，生产工艺便捷，应用可操作性很强等优异性能，原料来源易得，成本低廉，具有较高的生产及应用价值。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种复合型抑尘剂，其是由以下组分组成的抑尘剂原料的水稀释液：
渣油 3-10重量份；
表面活性剂 0.5-2重量份；
水 30-50重量份；
卤化物 0.1-5重量份；
助溶剂 0.01-0.5重量份。
根据本发明的优选实施方式，所述卤化物为金属卤化物，包括氟化物、氯化物、溴化物和碘化物中的一种或多种，优选为氯化钙、溴化钙、碘化钙、氯化镁、溴化镁和碘化镁中的一种或多种，特别优选地，所述卤化物为为氯化镁和/或氯化钙。在本发明的特别优选的实施方式中，所述卤化物为氯化镁和氯化钙。本申请的发明人研究发现，当氯化镁和氯化钙一起使用时，显示出比单独的氯化镁或氯化钙显著优异的性能。
根据本发明的优选实施方式，所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:(0.5-10)，优选为1：(1-5)，在本发明的一个优选实施方式中，所述所述氯化镁与氯化钙的质量比为1：1。
根据本发明的优选实施方式，所述助溶剂选自乙二醇单丁醚、乙二醇单丙醚、乙二醇叔丁醚、乙醇和异丙醇中的一种或多种。
根据本发明的优选实施方式，所述渣油选自煤渣油、木渣油、页岩渣油、轻油、重油、软质树脂、软质沥青、调和渣油和煤焦油中的一种或多种。
根据本发明的优选实施方式，所述表面活性剂选自硬脂酸、月桂酸、油酸、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、脂肪酸乙酯磺酸盐、N，N-油酰甲基牛磺酸钠、丁基萘磺酸钠、月桂酰胺丙基甜菜碱、木质素磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
根据本发明的另一方面，还提供了上述抑尘剂的制备方法，包括先制备抑尘剂原料，然后用水稀释抑尘剂原料，得到所述抑尘剂；其中，所述抑尘剂原料的制备方法包括如下步骤：
S1、使渣油与表面活性剂进行接触，得到第一混合物；
S2、使水与卤化物接触，得到第二混合物；
S3、使第一混合物、第二混合物和助溶剂接触，得到所述抑尘剂原料。
根据本发明的优选实施方式，在步骤S1中，渣油与表面活性剂接触之前，对渣油进行热处理，使渣油软化。
根据本发明的优选实施方式，在步骤S2中，水与卤化物进行接触之前，将水加热至80℃以上。
根据本发明的优选实施方式，在步骤S3中，第一混合物、第二混合物和助溶剂接触的方式为，先将第一混合物与第二混合物接触，将第一混合物与第二混合物的接触产物与助溶剂进行接触。
根据本发明的优选实施方式，用水稀释所述抑尘剂原料50-100倍。
本发明采用的原料为渣油、卤化物、表面活性剂和助溶剂等物质，容易获得，且制备方法简单，所以成本较低；
本发明渣油被乳化后具有粘结粉尘、抑尘固尘的作用，卤化物具有较强的吸水、保水功能，表面活性剂具有良好的润湿效果，提高渗透能力，使得本发明的抑尘剂兼有粘结、凝聚和润湿的复合型功能。在抑尘方面显示出优良的效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不受下述实施例限定。
实施例1
S1、将3千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入0.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热30千克的水至80℃，再加入0.1千克的卤化物并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.01千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
其中，所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。
实施例2
S1、将3千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入0.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热30千克的水至80℃，再加入5千克的卤化物并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.01千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
其中，所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。
实施例3
S1、将7千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热40千克的水至80℃，再加入3千克的卤化物并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.3千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。
实施例4
S1、将10千克的软质沥青进行预热处理，达到软化点，再加入0.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热30千克的水至80℃，再加入0.1千克的卤化物并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.01千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。
实施例5
S1、将10千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入2千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热30千克的水至80℃，再加入0.1千克的氯化钙并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.01千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
实施例6
S1、将3千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入0.5千克的月桂酸并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热30千克的水至80℃，再加入5千克的卤化物并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.5千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。
实施例7
S1、将7千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热40千克的水至80℃，再加入3千克的氯化镁并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.3千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
实施例8
S1、将7千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热40千克的水至80℃，再加入3千克的氯化钙并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.3千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
实施例9
S1、将7千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热40千克的水至80℃，再加入3千克的卤化物并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.3千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:5。
实施例10
S1、将7千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热40千克的水至80℃，再加入3千克的卤化物并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.3千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:2。
实施例11
S1、将7千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热40千克的水至80℃，再加入3千克的卤化物并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.3千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:0.5。
对比例1
S1、将2千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入0.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热30千克的水至80℃，再加入0.05千克的卤化物并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.01千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。
对比例2
S1、将10千克的煤渣油、2千克的十二烷基苯磺酸钠、30千克的水、8千克的卤化物和0.5千克的乙醇混合均匀，并加热至80℃，得到混合物C；
S2、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。
对比例3
S1、加热30千克的水至80℃，然后依次加入5千克的卤化物和0.02千克的乙醇并混合均匀，得到混合物C；
S2、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。
对比例4
S1、将7千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热40千克的水至80℃，再加入0.05千克的卤化物并混合均匀，得到混合物B；
S3、将所述的混合物A和混合物B混合均匀，再加入0.3千克的乙醇得到混合物C；
S4、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。
对比例5
S1、将7千克的煤渣油进行预热处理，达到软化点，再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀，得到混合物A；
S2、加热40千克的水至80℃，然后与混合物A混合均匀，再加入0.3千克的乙醇得到混合物C；
S3、从所述的混合物C中取样品，另取清水将该样品稀释80倍，充分摇匀形成乳化液，即得到所述的抑尘剂。
所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成，且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。
对实施例1-11及对比例1-5制得的抑尘剂进行性能测试：
(1)粘度测试：按照标准GB/T 10247-2008进行检验，抑尘剂的粘度一定程度上影响着抑尘剂的性质，粘度越大，抑尘固化效果越好。
(2)表面张力的测试：按照标准GB/T 18396-2008进行检验，在抑尘作用时，表面张力越大，抑尘效果越差。
(3)吸湿率和含水率测试：按照标准GB/T 16913.6-1997检验吸湿率，按照标准GB/T16913.7-1997检验含水率，抑尘剂处理后灰尘的含水率越高，吸湿率越大，保水效果就越好，失水速率就越低，即具有更好、更持久的抑尘效果。
(4)固化层厚度测试：按照标准《铁路煤炭运输抑尘技术条件-第1部分：抑尘剂》进行检验，固化层厚度＞10mm，说明抑尘剂固化效果较好，能有效的抵抗外界作用力的破坏。
(5)风蚀性能测试：按照标准《铁路煤炭运输抑尘技术条件-第1部分：抑尘剂》进行检验，风蚀率＜1％，说明抑尘剂抗风蚀性能较好。
表1是实施例1-11及对比例1-5制得的抑尘剂的性能测试结果。
表1
由上述测试结果可知，本发明制得的抑尘剂的粘度远远大于水的粘度(1mPa·s)，具有良好的黏附沉降效果。
由上述测试结果可知，本发明制得的抑尘剂的表面张力均小于水的表面张力(72.8mN/m)，具有良好的黏附沉降效果。本发明提供的复合型抑尘剂，具有集润湿型、粘结型和凝聚型化学抑尘剂的多种优点为一体，且质量可靠，稳定性好，生产工艺便捷，应用可操作性很强等优异性能，原料来源易得，成本低廉，具有较高的生产及应用价值。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (10)
1.一种复合型抑尘剂，其是由以下组分组成的原料的水稀释液：
渣油3-10重量份；
表面活性剂0.5-2重量份；
水30-50重量份；
卤化物0.1-5重量份；
助溶剂0.01-0.5重量份。
2.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述卤化物为金属卤化物，优选为卤化镁和/或卤化钙，更优选为氯化镁和/或氯化钙。
3.根据权利要求1或2所述的抑尘剂，其特征在于，所述卤化物为氯化镁和氯化钙。
4.根据权利要求3所述的抑尘剂，其特征在于，所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:(0.5-10)，优选为1：(1-5)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的抑尘剂，其特征在于，所述助溶剂选自乙二醇单丁醚、乙二醇单丙醚、乙二醇叔丁醚、乙醇和异丙醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的抑尘剂，其特征在于，所述渣油选自煤渣油、木渣油、页岩渣油、轻油、重油、软质树脂、软质沥青、调和渣油和煤焦油中的一种或多种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的抑尘剂，其特征在于，所述表面活性剂选自硬脂酸、月桂酸、油酸、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、脂肪酸乙酯磺酸盐、N，N-油酰甲基牛磺酸钠、丁基萘磺酸钠、月桂酰胺丙基甜菜碱、木质素磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
8.权利要求1-7中任一项所述的抑尘剂的制备方法，包括先制备抑尘剂原料，然后用水稀释抑尘剂原料，得到所述抑尘剂；其中，所述抑尘剂原料的制备方法包括如下步骤：
S1、使渣油与表面活性剂进行接触，得到第一混合物；
S2、使水与卤化物接触，得到第二混合物；
S3、使第一混合物、第二混合物和助溶剂接触，得到所述抑尘剂原料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，渣油与表面活性剂接触之前，对渣油进行热处理，使渣油软化；和/或，
在步骤S2中，水与卤化物进行接触之前，将水加热至80℃以上。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述原料的稀释倍数为50-100倍。
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