CN111662681A - 一种结壳型抑尘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种结壳型抑尘剂及其制备方法，所述结壳型抑尘剂包括下述重量百分比的成分，植物胶1‑8％、聚丙烯酰胺0.1‑0.5％、改性淀粉1‑5％、改性纤维素0.5‑5％、表面活性剂0.1‑2％、保湿剂0.1‑2％、防腐剂0.05‑1％、钛白粉1‑10％、重钙粉2‑20％、其余为水。本发明的有益效果为：本发明所制备的抑尘剂具有较好的结壳成膜性，成膜均匀、成膜厚强度高、保湿时间长、抑尘率高、抑尘时间长、使用成本低和环境友好无污染等优点，制备方法简单，保质期长，适合大规模生产和使用。
Description
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种结壳型抑尘剂及其制备方法。
背景技术
粉尘，是指悬浮在空气中的固体微粒。国际标准化组织规定，粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。在大气中粉尘的存在是保持地球温度的主要原因之一。在生活和工作中，粉尘也是人类健康的天敌，是诱发多种疾病的主要原因，飘逸在大气中的粉尘往往含有许多有毒成分，如铬，锰，镉，铅，汞，砷等。当人体吸入粉尘后，小于5μm的微粒，极易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有时还会引起肺癌。此外，粉尘还会沾污建筑物，使建筑遭受腐蚀，降落在植物叶面的粉尘会阻碍光合作用，抑制其生长。
目前主要的抑尘方式有遮盖、洒水和抑尘剂抑尘，前两种为传统方法，抑尘效果较差；抑尘剂抑尘效果较好。抑尘剂是由新型多功能，易降解高分子聚合物组合而成，聚合物分子间的交联形成网状结构，同时分子间存在各种离子基团，能产生较强的亲合力，其作用机理是通过捕捉、吸附、团聚粉尘微粒，将其紧锁于网状结构之内，起到湿润、粘接、凝结、吸湿、防尘、防浸蚀和抗冲刷的作用。抑尘剂具有良好的成膜特性，可以有效的固定尘埃并在物料表面形成防护膜。
但是目前的抑尘剂普遍存在结壳较差，强度不够的问题，影响抑尘效果且大大缩短抑尘时间。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结壳型抑尘剂及其制备方法。
为实现本发明的上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种结壳型抑尘剂，包括下述重量百分比的成分：
植物胶1-8％、聚丙烯酰胺0.1-0.5％、改性淀粉1-5％、改性纤维素0.5-5％、表面活性剂0.1-2％、保湿剂0.1-2％、防腐剂0.05-1％、钛白粉1-10％、重钙粉2-20％、余量为水。
优选地，所述结壳型抑尘剂，包括下述重量百分比的成分：
植物胶3-6％、聚丙烯酰胺0.2-0.4％、改性淀粉2-4％、改性纤维素1-3％、表面活性剂0.5-1.5％、保湿剂0.5-1.5％、防腐剂0.08-0.5％、钛白粉3-8％、重钙粉5-15％、余量为水；优选地，包括下述重量百分比的成分，植物胶5％、聚丙烯酰胺0.3％、改性淀粉3％、改性纤维素2％、表面活性剂1％、保湿剂1％、防腐剂0.5％、钛白粉5％、重钙粉10％、余量为水。
植物胶是我国新研制开发的一类天然植物胶，从盛产植物豆中制得，主要成分是半乳甘露聚糖，还有蛋白质、纤维素、水分及少量钙、镁等无机元素。植物胶不溶解于乙醇、甘油、甲酰胺等任何有机溶剂，水是植物胶的唯一溶剂。粘度:植物胶遇水能溶胀水合形成高粘度的溶胶液，其粘度随粉剂浓度增加而显著增加，植物胶液属于非牛顿型流体，粘度随剪切速度增高而降低。
聚丙烯酰胺是一种线状的有机高分子聚合物，同时也是一种高分子水处理絮凝剂产品，专门可以吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成比较大的絮团，并加快沉淀的速度。
改性淀粉为天然淀粉经过适当化学处理，引入某些化学基团使分子结构及理化性质发生变化，生成淀粉衍生物。淀粉是一种多糖类物质，未改性的淀粉结构通常有两种，直链淀粉和支链淀粉，是聚合的多糖类物质，通常因为水溶性差，故往往采用改性淀粉，即水溶淀粉，
改性纤维素，经改性后的纤维素无论物理性质还是化学性质都有较大的改善，很好地降低了纤维素的聚合度，同时增加了可及度，纤维素的性状也表现出一定的优越性，如稳定性提高、吸湿性下降、耐磨性、阻燃性、抗热性和电绝缘性增加等。
表面活性剂被誉为“工业味精”，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质，它是一大类有机化合物，他们的性质极具特色，应用极为灵活、广泛、有很大的实用价值和理论意义。表面活性剂一端是非极性的碳氢链(烃基)，与水的亲和力极小，常称疏水基；另一端则是极性基团(如—OH、—COOH、—NH2、—SO3H等)，与水有很大的亲和力，故称亲水基，总称“双亲分子”(亲油亲水分子)。
钛白粉，学名为二氧化钛，是一种染料及颜料。
重钙粉为重质碳酸钙简称重钙，是用优质的石灰石为原料，经石灰磨粉机加工成白色粉体，它的主要成分是碳酸钙，重钙具有白度高、纯度好、色相柔和及化学成分稳定等特点。由于碳酸钙资源丰富、分布广、加工工艺简单，被广泛应用于工业填料中。
优选地，所述植物胶为瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、黄原胶、田菁胶、胡麻胶、香豆胶的一种或几种。
优选地，所述改性淀粉为预糊化淀粉、糊精、羧甲基淀粉和羟丙基淀粉的一种或几种。
优选地，所述改性纤维素为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素的一种或几种。
优选地，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、吐温和司盘的一种或几种。
优选地，所述保湿剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、聚乙二醇、聚丙二醇和山梨糖醇中的一种或几种。
优选地，所述防腐剂为苯甲酸钠、卡松、乳酸钠、山梨酸钾和聚赖氨酸中的一种或几种。
所述一种结壳型抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量百分比称取植物胶、聚丙烯酰胺、改性淀粉、改性纤维素、表面活性剂，在搅拌速度为20-30rpm的条件下混合搅拌50-70min，混合均匀，得混合物a；
(2)按上述重量百分比称取钛白粉和重钙粉，在搅拌速度为20-40rpm的条件下混合搅拌50-70min，混合均匀，得混合物b；
(3)将混合物a和混合物b在搅拌速度为20-40rpm的条件下混合搅拌100-140min，混合均匀，得混合物c；
(4)按上述重量百分比称取保湿剂和防腐剂，倒入水中，并混合搅拌均匀，得混合物d；
(5)将混合物d加入胶体磨的加料斗中，开启循环泵，再加入混合物c，循环磨制混合均匀，得均匀乳状胶体溶液，即所述结壳型抑尘剂。
优选地，步骤(2)中，所述钛白粉和重钙粉的细度均为500-800目。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明所制备的抑尘剂具有较好的结壳成膜性，成膜均匀、成膜厚强度高、保湿时间长、抑尘率高、抑尘时间长、使用成本低和环境友好无污染等优点，制备方法简单，保质期长，适合大规模生产和使用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种结壳型抑尘剂，包括下述成分：
瓜尔胶3g、聚丙烯酰胺0.3g、预糊化淀粉3g、羟丙基纤维素2g、十二烷基苯磺酸钠1g、聚乙二醇1g、卡松0.5g、细度为500目的钛白粉5g，细度为500目的重钙粉10g，水74.2g。
所述结壳型抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取瓜尔胶、聚丙烯酰胺、预糊化淀粉、羟丙基纤维素、十二烷基苯磺酸钠在搅拌速度为20rpm的条件下混合搅拌70min，混合均匀，得混合物a；
(2)按上述重量份称取钛白粉和重钙粉，在搅拌速度为20rpm的条件下混合搅拌70min，混合均匀，得混合物b；
(3)将混合物a和混合物b在搅拌速度为20rpm的条件下混合搅拌140min，混合均匀，得混合物c；
(4)按上述重量份称取聚乙二醇和卡松，倒入水中，并混合搅拌均匀，得混合物d；
(5)将混合物d加入胶体磨的加料斗中，开启循环泵，再加入混合物c，循环磨制混合均匀，得均匀乳状胶体溶液，即所述结壳型抑尘剂。
实施例2
本实施例提供一种结壳型抑尘剂，包括下述成分：
瓜尔胶5g、聚丙烯酰胺0.2g、预糊化淀粉2g、羟丙基纤维素3g、十二烷基苯磺酸钠1g、聚乙二醇1g、卡松0.5g、细度为500目的钛白粉3g，细度为500目的重钙粉15g，水69.3g。
所述结壳型抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取瓜尔胶、聚丙烯酰胺、预糊化淀粉、羟丙基纤维素、十二烷基苯磺酸钠在搅拌速度为30rpm的条件下混合搅拌60min，混合均匀，得混合物a；
(2)按上述重量份称取钛白粉和重钙粉，在搅拌速度为30rpm的条件下混合搅拌60min，混合均匀，得混合物b；
(3)将混合物a和混合物b在搅拌速度为20rpm的条件下混合搅拌130min，混合均匀，得混合物c；
(4)按上述重量份称取聚乙二醇和卡松，倒入水中，并混合搅拌均匀，得混合物d；
(5)将混合物d加入胶体磨的加料斗中，开启循环泵，再加入混合物c，循环磨制混合均匀，得均匀乳状胶体溶液，即所述结壳型抑尘剂。
实施例3
本实施例提供一种结壳型抑尘剂，包括下述成分：
黄原胶1g、聚丙烯酰胺0.1g、羧甲基淀粉1g、羟乙基纤维素0.5g、十二烷基硫酸钠0.1g、丙三醇0.1g、乳酸钠0.05g、细度为500目的钛白粉1g，细度为500目的重钙粉2g，水94.15g。
所述结壳型抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取黄原胶、聚丙烯酰胺、羧甲基淀粉、羟乙基纤维素、十二烷基硫酸钠在搅拌速度为20rpm的条件下混合搅拌50min，混合均匀，得混合物a；
(2)按上述重量份称取钛白粉和重钙粉，在搅拌速度为20rpm的条件下混合搅拌60min，混合均匀，得混合物b；
(3)将混合物a和混合物b在混合机中，在搅拌速度为40rpm的条件下混合搅拌100min，混合均匀，得混合物c；
(4)按上述重量份称取聚丙三醇和乳酸钠，倒入水中，并混合搅拌均匀，得混合物d；
(5)将混合物d加入胶体磨的加料斗中，开启循环泵，再加入混合物c，循环磨制混合均匀，得均匀乳状胶体溶液，即所述结壳型抑尘剂。
实施例4
本实施例提供一种结壳型抑尘剂，包括下述成分：
香豆胶6g、聚丙烯酰胺0.4g、糊精4g、羟丙基甲基纤维素3g、吐温1.5g、山梨糖醇1.5g、聚赖氨酸0.5g、细度为500目的钛白粉8g，细度为500目的重钙粉15g，水60.1g。
所述结壳型抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取香豆胶、聚丙烯酰胺、糊精、羟丙基甲基纤维素、吐温在搅拌速度为20rpm的条件下混合搅拌70min，混合均匀，得混合物a；
(2)按上述重量份称取钛白粉和重钙粉，在搅拌速度为20rpm的条件下混合搅拌70min，混合均匀，得混合物b；
(3)将混合物a和混合物b在搅拌速度为20rpm的条件下混合搅拌100min，混合均匀，得混合物c；
(4)按上述重量份称取山梨糖醇和聚赖氨酸，倒入水中，并混合搅拌均匀，得混合物d；
(5)将混合物d加入胶体磨的加料斗中，开启循环泵，再加入混合物c，循环磨制混合均匀，得均匀乳状胶体溶液，即所述结壳型抑尘剂。
实施例5
本实施例提供一种结壳型抑尘剂，包括下述成分：
胡麻胶8g、聚丙烯酰胺0.5g、羧甲基淀粉5g、羟乙基纤维素5g、十二烷基硫酸钠2g、丙三醇2g、乳酸钠1g、细度为500目的钛白粉10g，细度为500目的重钙粉20g，水46.5g。
所述结壳型抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取胡麻胶、聚丙烯酰胺、羧甲基淀粉、羟乙基纤维素、十二烷基硫酸钠在搅拌速度为30rpm的条件下混合搅拌70min，混合均匀，得混合物a；
(2)按上述重量份称取钛白粉和重钙粉，在搅拌速度为30rpm的条件下混合搅拌50min，混合均匀，得混合物b；
(3)将混合物a和混合物b在搅拌速度为20rpm的条件下混合搅拌120min，混合均匀，得混合物c；
(4)按上述重量份称取聚丙三醇和乳酸钠，倒入水中，并混合搅拌均匀，得混合物d；
(5)将混合物d加入胶体磨的加料斗中，开启循环泵，再加入混合物c，循环磨制混合均匀，得均匀乳状胶体溶液，即所述结壳型抑尘剂。
对比例1
对比例1所述结壳型抑尘剂，所含植物胶的重量百分比为0.5％，其余原料及重量百分比，制备方法均与实施例3相同。
对比例2
对比例2所述结壳型抑尘剂，所含改性纤维素的重量百分比为8％，其余原料及重量百分比，制备方法均与实施例3相同。
对比例3
对比例3所述结壳型抑尘剂，所含原料及重量百分比均与实施例3相同，不同之处在于：其制备方法为，将各原料混合搅拌均匀加入胶体磨的搅拌罐中，开启循环泵，循环磨制混合均匀，即可。
1、本发明所述结壳型抑尘剂的粘度和pH值如下表所示：
表1结壳型抑尘剂的粘度和pH值
备注：粘度实验方法采用GB/T 10247，pH值实验方法采用GB/T 14518。
2、对上述实施例和对比例产品进行风蚀率和固化层厚度检测，检测方法分别为：
2.1风蚀率试验方法：选取10目-30目的煤样，在烘箱中50℃的条件下烘300min，除去水分。取适当量的煤分别盛放于两个相同的搪瓷托盘里，使煤层表面与托盘平齐，并分别进行称重，其中煤的质量为w1，将两个托盘中按比例分别喷洒抑尘剂，在烘箱中50℃的条件下烘120min之后分别放入风洞中，煤层表面风速为30m/s的条件下进行5min的吹蚀，然后分别进行称重，剩余煤的质量为w2，用w1减去w2再除以w1即得样品的风蚀率。(抑尘剂的重量可忽略不计)
2.2固化层厚度实验方法：按每平方米煤面积上喷洒0.1kg的抑尘剂进行喷洒，任意取4层固化层，用刻度尺测其厚度，取平均值。实验结果如表2所示：
表2风蚀率和固化层厚度
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种结壳型抑尘剂，其特征在于，包括下述重量百分比的成分：
植物胶1-8％、聚丙烯酰胺0.1-0.5％、改性淀粉1-5％、改性纤维素0.5-5％、表面活性剂0.1-2％、保湿剂0.1-2％、防腐剂0.05-1％、钛白粉1-10％、重钙粉2-20％、余量为水。
2.根据权利要求1所述结壳型抑尘剂，其特征在于，包括下述重量百分比的成分：
植物胶3-6％、聚丙烯酰胺0.2-0.4％、改性淀粉2-4％、改性纤维素1-3％、表面活性剂0.5-1.5％、保湿剂0.5-1.5％、防腐剂0.08-0.5％、钛白粉3-8％、重钙粉5-15％、余量为水；优选地，包括下述重量百分比的成分，植物胶5％、聚丙烯酰胺0.3％、改性淀粉3％、改性纤维素2％、表面活性剂1％、保湿剂1％、防腐剂0.5％、钛白粉5％、重钙粉10％、余量为水。
3.根据权利要求1所述结壳型抑尘剂，其特征在于，所述植物胶为瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、黄原胶、田菁胶、胡麻胶、香豆胶的一种或几种。
4.根据权利要求1所述结壳型抑尘剂，其特征在于，所述改性淀粉为预糊化淀粉、糊精、羧甲基淀粉和羟丙基淀粉的一种或几种。
5.根据权利要求1所述结壳型抑尘剂，其特征在于，所述改性纤维素为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素的一种或几种。
6.根据权利要求1所述结壳型抑尘剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、吐温和司盘的一种或几种。
7.根据权利要求1所述结壳型抑尘剂，其特征在于，所述保湿剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、聚乙二醇、聚丙二醇和山梨糖醇中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述结壳型抑尘剂，其特征在于，所述防腐剂为苯甲酸钠、卡松、乳酸钠、山梨酸钾和聚赖氨酸中的一种或几种。
9.权利要求1-8之一所述结壳型抑尘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按上述重量百分比称取植物胶、聚丙烯酰胺、改性淀粉、改性纤维素、表面活性剂，在搅拌速度为20-30rpm的条件下混合搅拌50-70min，混合均匀，得混合物a；
(2)按上述重量百分比称取钛白粉和重钙粉，在搅拌速度为20-40rpm的条件下混合搅拌50-70min，混合均匀，得混合物b；
(3)将混合物a和混合物b在搅拌速度为20-40rpm的条件下混合搅拌100-140min，混合均匀，得混合物c；
(4)按上述重量百分比称取保湿剂和防腐剂，倒入水中，并混合搅拌均匀，得混合物d；
(5)将混合物d加入胶体磨的加料斗中，开启循环泵，再加入混合物c，循环磨制混合均匀，得均匀乳状胶体溶液，即所述结壳型抑尘剂。
10.根据权利要求9所述结壳型抑尘剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述钛白粉和重钙粉的细度均为500-800目。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200915 |
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