CN111704892A - 一种复合型高分子粉尘抑制剂及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合型高分子粉尘抑制剂及其制备方法和用途，该粉尘抑制剂由浸润组分A剂和稳定阻隔表面的B剂组成；其中：按照质量百分比，所述A剂的组成为：10‑70％的聚丙烯酸树脂，10‑70％的高分子多元醇，1‑20％的磺酸盐；按照质量百分比，所述B剂的组成为：10‑20％的聚合乳液，80‑90％的共聚物钠盐。本发明提供的粉尘抑制剂，使用A剂喷洒于粉尘表面的瞬间，利用毛细管渗透作用快速浸润，在物料表层存留水分浸润，再喷洒B剂在尘堆表面形成稳定的乳液阻隔层，形成板结状硬壳，将其与外界环境阻隔，从根本上避免扬尘。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种复合型高分子粉尘抑制剂。
背景技术
随着经济社会的发展，粉尘污染问题日趋严重，不仅造成大气环境污染，还会给人体健康带来危害，引发多种心血管、呼吸道疾病。粉尘污染大多由于建筑工地、作业车间、裸露堆场产生的粉尘问题处理不完全。传统的喷雾除尘耗水量巨大，除尘效果差，还会造成水污染，需要额外进行污水处理。因此除尘市场急需除尘效率高、环境友好、抑尘效果持久的粉尘抑制剂产品。
中国发明专利CN 108018026 A提出了一种粉尘抑制剂，使用聚乙烯醇、水、丙烯醇等制备了粉尘抑制剂，具有保水性能的同时形成有粘结能力的类网状结构，解决了阻隔问题，但其润湿效率低，则需要大量喷洒粉尘抑制剂，未能解决快速润湿、迅速固化、防水等问题，而且无法持久抑尘。
中国发明专利CN 101845291 A提出了一种粉尘抑制剂及其制备方法，使用焦油渣、聚丙烯酸树脂、焦油乳化液等原料制备，喷洒后形成大分子油膜，解决了粉尘二次飞扬问题，但是大分子物质过多无法对粉尘有效浸润，使其停留在表层，不耐暴晒等恶劣天气，不能持久抑尘，会产生轻度的水污染。
中国发明专利CN 109609092 A公开了一种新型高分子环保粉尘抑制剂，使用引发剂、交联剂、表面活性剂、淀粉等原料制备，有效解决了喷洒粉尘抑制剂导致的二次污染问题，但也未能从根本上解决持久抑尘问题。
如何同时解决大规模沾湿物料、固化速度慢、防水性能差、二次扬尘、二次污染，成为有效抑制粉尘在产出、运输过程中产生的扬尘问题的核心问题。
发明内容
为克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种复合型高分子粉尘抑制剂，以有效抑制粉尘在产出、运输过程中产生的扬尘问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种复合型高分子粉尘抑制剂，由浸润组分A剂和稳定阻隔表面的B剂组成；其中：
按照质量百分比，所述A剂的组成为：10-70％的聚丙烯酸树脂，10-70％的高分子多元醇，1-20％的磺酸盐；
按照质量百分比，所述B剂的组成为：10-20％的聚合乳液，80-90％的共聚物钠盐。
优选的，所述聚丙烯酸树脂的分子量为70-650。
优选的，所述高分子多元醇的单体结构为CnH2n+2-x(OH)x，其中x≥2，2≤n≤4，x和n均为整数，高分子多元醇的分子量为200-2000。
优选的，所述磺酸盐为含有磺酸基的阴离子表面活性剂。
优选的，所述磺酸盐为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的一种。
优选的，所述聚合乳液为醋酸乙烯乳液、丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、乙丙乳液中的一种，其中，乙丙乳液为醋酸乙烯和丙烯酸单体的共聚物。
优选的，所述共聚物钠盐为氨基磺酸钠、萘磺酸甲醛共聚物钠、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠中的一种。
一种复合型高分子粉尘抑制剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，根据质量比分别制备A剂、B剂；
步骤2，将A剂配制成质量浓度为0.5-2％的水溶液，B剂配制成质量浓度为0.1-1％的水溶液；
步骤3，将A剂、B剂用量比调整为1-4：1。
本发明的复合型高分子粉尘抑制剂能够迅速润湿与固化粉尘，达到除尘效率高、环境友好、抑尘效果持久的目的。其中，粉尘包括煤气化装置产生的矿物性粉尘、塑料厂产生的人工有机粉尘、建筑工地产生的人工无机粉尘。
本发明的复合型高分子粉尘抑制剂的具体使用方法为：首先喷洒A剂快速润湿粉尘，在物料表层存留水分浸润，将A剂喷洒于粉尘表面的瞬间，利用毛细管渗透作用快速浸润；再喷洒B剂形成稳定的硬壳阻隔层，B剂在尘堆表面形成稳定的乳液阻隔层，形成板结状硬壳，将其与外界环境阻隔。
有益效果：本发明提供的粉尘抑制剂，使用A剂喷洒于粉尘表面的瞬间，利用毛细管渗透作用快速浸润，在物料表层存留水分浸润，再喷洒B剂在尘堆表面形成稳定的乳液阻隔层，形成板结状硬壳，将其与外界环境阻隔，从根本上避免扬尘。
具体实施方式
本发明的复合型高分子粉尘抑制剂，由浸润组分A剂和稳定阻隔表面的B剂组成；其中：
按照质量百分比，A剂的组成为：10-70％的聚丙烯酸树脂，10-70％的高分子多元醇，1-20％的磺酸盐；
按照质量百分比，所述B剂的组成为：10-20％的聚合乳液，80-90％的共聚物钠盐。
其中，聚丙烯酸树脂的分子量为70-650。
高分子多元醇的单体结构为CnH2n+2-x(OH)x，其中x≥2，2≤n≤4，x和n均为整数，高分子多元醇的分子量为200-2000。
磺酸盐为含有磺酸基的阴离子表面活性剂，优选为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的一种。
聚合乳液为醋酸乙烯乳液、丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、乙丙乳液中的一种，其中，乙丙乳液为醋酸乙烯和丙烯酸单体的共聚物。
共聚物钠盐为氨基磺酸钠、萘磺酸甲醛共聚物钠、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠中的一种。
下面根据实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
称取7g聚丙烯酸树脂(分子量400)，2g聚乙二醇(分子量200)，1g十二烷基硫酸钠，溶于990g水中，制成质量浓度为1％的A剂；称取1g乙丙乳液，4g氨基磺酸钠溶于995g水中，制成质量浓度为0.5％的B剂。将30gA剂均匀喷洒在100g粉尘(粉体厚度10cm，50％灰分煤尘)表面，再均匀喷洒20gB剂。同时均匀喷洒50g某其他粉尘抑制剂做对比，均匀喷洒50g水做空白样。观察5min内的渗透深度，并在40℃下干燥2.5小时，测试其水分蒸发速度，观察表面板结状况。实验所用抑尘剂浓度均为测试得出的最佳浓度，实施例1中A剂最佳浓度为1％，B剂最佳浓度为0.5％，某其他粉尘抑制剂的试验最佳浓度为3％。
表1粉尘抑制剂在粉尘表面的蒸发率和润湿状况
| 试验样品 | 蒸发率(％) | 渗透深度(mm) | 表面板结状况 |
| 水 | 92.5 | 5.3 | 无法板结 |
| 实施例1 | 30.4 | 90.5 | 完全板结 |
| 其他粉尘抑制剂 | 55.8 | 71.4 | 部分板结 |
实施例2
称取6g聚丙烯酸树脂(分子量200)，3g聚乙二醇(分子量400)，1g十二烷基苯磺酸钠，溶于990g水中，制成质量浓度为1％的A剂；称取0.5g苯丙乳液，4.5g萘磺酸甲醛共聚物钠溶于995g水中，制成质量浓度为0.5％的B剂。将30gA剂均匀喷洒在100g粉尘(粉体厚度10cm，50％灰分煤尘)表面，再均匀喷洒20gB剂。同时均匀喷洒50g某其他粉尘抑制剂做对比，均匀喷洒50g水做空白样。观察5min内的渗透深度，并在40℃下干燥2.5小时，测试其水分蒸发速度，观察表面板结状况。实验所用抑尘剂浓度均为测试得出的最佳浓度，实施例2中A剂最佳浓度为1％，B剂最佳浓度为0.5％，某其他粉尘抑制剂的试验最佳浓度为3％。
表2粉尘抑制剂在粉尘表面的蒸发率和润湿状况
| 试验样品 | 蒸发率(％) | 渗透深度(mm) | 表面板结状况 |
| 水 | 90.3 | 4.9 | 无法板结 |
| 实施例2 | 28.4 | 91.4 | 完全板结 |
| 其他粉尘抑制剂 | 60.7 | 69.8 | 部分板结 |
实施例3
称取5g聚丙烯酸树脂(分子量650)，3g聚乙二醇(分子量300)，2g十二烷基苯磺酸钠，溶于990g水中，制成质量浓度为1％的A剂；称取0.8g丙烯酸酯乳液，4.2g羧甲基纤维素钠溶于995g水中，制成质量浓度为0.5％的B剂。将30gA剂均匀喷洒在100g粉尘(粉体厚度10cm，50％灰分煤尘)表面，再均匀喷洒20gB剂。同时均匀喷洒50g某其他粉尘抑制剂，均匀喷洒50g水做空白样。观察5min内的渗透深度，并在40℃下干燥2.5小时，测试其水分蒸发速度，观察表面板结状况。实验所用抑尘剂浓度均为测试得出的最佳浓度，实施例3中A剂最佳浓度为1％，B剂最佳浓度为0.5％，某其他粉尘抑制剂的试验最佳浓度为3％。
表3粉尘抑制剂在粉尘表面的蒸发率和润湿状况
| 试验样品 | 蒸发率(％) | 渗透深度(mm) | 表面板结状况 |
| 水 | 91.5 | 5.5 | 无法板结 |
| 实施例3 | 31.5 | 93.2 | 完全板结 |
| 其他粉尘抑制剂 | 57.8 | 73.5 | 部分板结 |
实验例1：除尘率实验
以复杂粉尘-煤尘为实验例，将煤尘放入40℃烘箱风化，冷却到室温。使用除尘实验平台测试除尘率。粉尘扩散器使粉尘通量稳定在15g/min。雾化器使水压稳定在2.5Mpa。实验所用抑尘剂浓度为测试得出的最佳浓度，实施例1、实施例2、实施例3的A剂最佳浓度为1％，B剂最佳浓度为0.5％，某其他粉尘抑制剂的试验最佳浓度为3％。
表4不同试验用药剂下，除尘效率对比
上述试验数据得知，实施例1、实施例2、实施例3的除尘率均好于水和某其他粉尘抑制剂。通过进一步试验数据显示，抑制剂相对于粉尘的使用量在0.10-0.12％(同类产品用量在3％左右)，可完全满足大型卸灰等作业的相关要求。
实验例2：二次扬尘测试实验
以难处理粉尘-煤尘为实验例，将煤尘放入40℃烘箱风化，冷却到室温，称重。在煤尘表面均匀喷洒不同试验用药剂，干燥后，使用风机在18km/h的风速下吹动表面，测试煤尘的损失量。实验所用抑尘剂浓度为测试得出的最佳浓度，实施例1、实施例2、实施例3的最佳浓度为1％，某其他粉尘抑制剂的试验最佳浓度为3％，1L/m2的覆盖面积。
表5不同试验用药剂下，煤尘的二次扬尘比例
通过上述试验数据得知，实施例1、实施例2、实施例3的抑尘效果均好于水和某其他著名品牌粉尘抑制剂。并且实施例在使用过程中仅需喷洒少量A剂，即可迅速润湿物料，继而喷洒B剂即可快速固化，且防水性能好，有效抑制二次扬尘，从根本上解决粉尘在产出、运输过程中产生的扬尘。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种复合型高分子粉尘抑制剂，其特征在于：由浸润组分A剂和稳定阻隔表面的B剂组成；其中：
按照质量百分比，所述A剂的组成为：10-70％的聚丙烯酸树脂，10-70％的高分子多元醇，1-20％的磺酸盐；
按照质量百分比，所述B剂的组成为：10-20％的聚合乳液，80-90％的共聚物钠盐。
2.根据权利要求1所述的复合型高分子粉尘抑制剂，其特征在于：所述聚丙烯酸树脂的分子量为70-650。
3.根据权利要求1所述的复合型高分子粉尘抑制剂，其特征在于：所述高分子多元醇的单体结构为CnH2n+2-x(OH)x，其中x≥2，2≤n≤4，x和n均为整数，高分子多元醇的分子量为200-2000。
4.根据权利要求1所述的复合型高分子粉尘抑制剂，其特征在于：所述磺酸盐为含有磺酸基的阴离子表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的复合型高分子粉尘抑制剂，其特征在于：所述磺酸盐为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的一种。
6.根据权利要求1所述的复合型高分子粉尘抑制剂，其特征在于：所述聚合乳液为醋酸乙烯乳液、丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、乙丙乳液中的一种，其中，乙丙乳液为醋酸乙烯和丙烯酸单体的共聚物。
7.根据权利要求1所述的复合型高分子粉尘抑制剂，其特征在于：所述共聚物钠盐为氨基磺酸钠、萘磺酸甲醛共聚物钠、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠中的一种。
8.一种权利要求1-7任一所述复合型高分子粉尘抑制剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，根据质量比分别制备A剂、B剂；
步骤2，将A剂配制成质量浓度为0.5-2％的水溶液，B剂配制成质量浓度为0.1-1％的水溶液；
步骤3，将A剂、B剂用量比调整为1-4：1。
9.一种权利要求1-7任一所述复合型高分子粉尘抑制剂的用途，其特征在于：该粉尘抑制剂用于迅速润湿与固化粉尘，其中，粉尘包括煤气化装置产生的矿物性粉尘、塑料厂产生的人工有机粉尘、建筑工地产生的人工无机粉尘。
10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于：首先喷洒A剂快速润湿粉尘，在物料表层存留水分浸润，将A剂喷洒于粉尘表面的瞬间，利用毛细管渗透作用快速浸润；再喷洒B剂形成稳定的硬壳阻隔层，B剂在尘堆表面形成稳定的乳液阻隔层，形成板结状硬壳，将其与外界环境阻隔。
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