CN111826124A - 扬尘抑制剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种扬尘抑制剂及其制备方法和使用方法。扬尘抑制剂，其原料按照质量百分比计算，包括：团聚剂0.01％‑10％、锁水剂15％‑30％、团聚促进剂1％‑13％和水50％‑83％。扬尘抑制剂的制备方法，包括：将所述原料混合得到所述扬尘抑制剂。扬尘抑制剂的使用方法，包括：将所述扬尘抑制剂施加于待处理区域即可。本申请提供的扬尘抑制剂，环保高效、抗碾压、扬尘抑制效果理想，是一种集保湿、增稠、团聚和吸湿等性能于一体的溶液产品。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域，尤其涉及一种扬尘抑制剂及其制备方法和使用方法。
背景技术
目前国内大型露天矿多采用100吨以上的重型自卸汽车运输方式，运输干线道路一般为碎石路面，采掘工作面、排土场道路大多为经适当平整压实的土质路面。由于土质路面土体中的土颗粒连结微弱,在重型自卸汽车车轮荷载和旋转搓揉作用下易受到破坏而产生大量粉尘。测定结果表明干线碎石路面空气含尘浓度2.41-163.00mg/m3，重型自卸汽车产尘强度为各种露天开采作业设备之首，是露天矿最大的粉尘污染源。
露天矿山路面抑尘的传统方法是洒水车洒水，即通常所称的湿式除尘法。实践表明，单独用水作为一种抑尘剂使用时，只有在水分未蒸发时方有效，否则路面抑尘条件将不断被恶化。露天矿山道路通常为碎石路面，相当一部分为临时土路，必须大大增加每天反复洒水次数及洒水量，但由于扬尘与水分之间的结合力很弱，水分很容易蒸发，满足不了长期有效抑尘的需求，必须定期洒水才能有效抑尘，水资源耗费量很大。
现有技术中也有研究采用添加剂进行抑尘处理的，但是其效果均不理想。
有鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扬尘抑制剂及其制备方法和使用方法，以解决上述问题。
为实现以上目的，本发明特采用以下技术方案：
一种扬尘抑制剂，其原料按照质量百分比计算，包括：
团聚剂0.01％-10％、锁水剂15％-30％、团聚促进剂1％-13％和水50％-83％
所述团聚剂包括胡里豆胶、沙蒿籽胶、弗兰克胶、关华豆胶、葫芦巴胶中的一种或多种；所述锁水剂包括聚甲基丙烯酸甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、辛基吡咯烷烃中的一种或多种；所述团聚促进剂包括松木纤维、杨木纤维、柞木纤维中的一种或多种。
可选地，在扬尘抑制剂中，团聚剂的质量百分比可以是0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％以及0.01％-10％之间的任一值，锁水剂的质量百分比可以是15％、20％、25％、30％以及15％-30％之间的任一值，团聚促进剂的质量百分比可以是1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％以及1％-13％之间的任一值。
优选地，所述的扬尘抑制剂，其原料按照质量百分比计算，还包括：紫外吸收剂0.01％-3％。
优选地，所述紫外吸收剂包括二甲基PABA乙基己酯、丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷、甲氧基肉桂酸乙基己酯、水杨酸乙基己酯中的一种或多种。
可选地，在扬尘抑制剂中，紫外吸收剂的质量百分比可以是0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％以及0.01％-3％之间的任一值。
优选地，所述的扬尘抑制剂，其原料按照质量百分比计算，还包括：抑菌剂0.1％-5％；
优选地，所述抑菌剂包括苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙、双乙酸钠、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、脱氢乙酸、脱氢乙酸钠盐中的一种或多种。
添加紫外吸收剂和抑菌剂，能够减缓扬尘抑制剂在阳光暴晒下的降解腐败速度。
可选地，在扬尘抑制剂中，抑菌剂的质量百分比可以是0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％以及0.1％-5％之间的任一值。
一种所述的扬尘抑制剂的制备方法，包括：
将所述原料混合得到所述扬尘抑制剂。
优选地，所述混合包括：
将所述锁水剂与第一部分水进行第一混合得到锁水剂溶液；
将所述团聚剂、所述团聚促进剂和第二部分水进行第二混合得到团聚体系溶液；
将所述锁水剂溶液与所述团聚体系溶液进行第三混合，降温并补足水量，得到所述扬尘抑制剂；
优选地，进行所述降温之后，向体系中加入紫外吸收剂和抑菌剂。
优选地，当体系温度降至55-65℃时，加入所述紫外吸收剂；
优选地，加入所述紫外吸收剂之后搅拌均质10-15min；
优选地，当体系温度降至40-55℃时，加入所述抑菌剂；
优选地，加入所述抑菌剂之后搅拌均质5-10min。
可选地，加入紫外吸收剂时，体系温度可以是55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃以及55-65℃之间的任一值；加入所述紫外吸收剂之后搅拌均质的时间可以为10min、11min、12min、13min、14min、15min以及10-15min之间的任一值；加入所述抑菌剂时，体系温度可以是40℃、45℃、50℃、55℃以及40-55℃之间的任一值；加入所述抑菌剂之后搅拌均质的时间为5min、6min、7min、8min、9min、10min以及5-10min之间的任一值。
优选地，所述第一混合包括：搅拌均质5-10min；
优选地，所述第二混合包括：搅拌均质30-120min；
优选地，所述第三混合包括：搅拌均质10-20min；
优选地，补足水量之后搅拌均质10-20min。
可选地，第一混合中，搅拌均质的时间可以是5min、6min、7min、8min、9min、10min以及5-10min之间的任一值；第二混合中，搅拌均质的时间可以是30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min以及30-120min之间的任一值；第三混合中，搅拌均质的时间可以是10min、11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min、20min以及10-20min之间的任一值；补足水量之后搅拌均质的时间可以是10min、11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min、20min以及10-20min之间的任一值。
优选地，所述第一部分水的温度为65-85℃；
优选地，所述团聚剂和所述团聚促进剂的质量之和与所述第二部分水的质量比为1：(3-80)。
对各原料进行分步骤混合，主要出于对原料性质的了解，考虑不破坏各原料物质结构、保证其各自作用发挥、溶解度等因素，以获得均质的、效果优异的扬尘抑制剂为主要目的，所作出的制备工艺。
可选地，所述第一部分水的温度可以为65℃、70℃、75℃、80℃、85℃以及65-85℃之间的任一值；所述团聚剂和所述团聚促进剂的质量之和与所述第二部分水的质量比可以为1：3、1：5、1：10、1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80以及1：(3-80)之间的任一值。
一种所述的扬尘抑制剂的使用方法，包括：
将所述扬尘抑制剂施加于待处理区域即可；
优选地，所述施加的量为0.3-1.5kg/m2。
可选地，所述施加的量可以为0.3kg/m2、0.4kg/m2、0.5kg/m2、0.6kg/m2、0.7kg/m2、0.8kg/m2、0.9kg/m2、1.0kg/m2、1.1kg/m2、1.2kg/m2、1.3kg/m2、1.4kg/m2、1.5kg/m2以及0.3-1.5kg/m2之间的任一值。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1.本申请提供的扬尘抑制剂，通过团聚剂、锁水剂和团聚促进剂的配合，团聚剂分子在水溶液中能形成黏弹性网络组织，其疏松的、膨胀的分子形状占据较大的空间，结合大量的水，即使在低浓度下还可具有高黏度，具有高的黏弹性和渗透压，从而使它有很强的保水作用；并且，团聚剂为团聚促进剂与尘粒之间提供良好的结合力，促进尘粒结构的形成，增强抗碾压和抗侵蚀能力，提高尘粒在路面的稳定性，从而有效防止车辆和风雨对尘粒造成伤害；锁水剂是无色透明的水溶性低黏度流动性液体，具有独特的笼形结构，将水分子通过氢键和范德华力结合于锁水剂形成的笼形结构中，在团聚的尘粒表面形成一层封闭性的油膜保护层，减少或阻止水分从表面蒸发；同时本申请提供的扬尘抑制剂还具有吸水性，使尘粒由上而下形成水蒸气梯度，补充表面水分向干燥大气环境蒸发的损失，使得尘粒稳定性得到保证；
2.本申请提供的扬尘抑制剂的制备方法，工艺简单、成本低；
3.本申请提供的扬尘抑制剂的使用方法，操作简单，尤其适用于在露天矿道路通过喷洒方式进行抑尘，可保持道路无扬尘二十一天以上。
具体实施方式
如本文所用之术语：
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。
“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种扬尘抑制剂，其原料按质量百分比计算，包括：胡里豆胶10％、聚甲基丙烯酸甘油酯15％、松木纤维5％和水70％。
其制备方法如下所述：
首先加入一部分水至配制锅中，将水加热至65℃，然后将聚甲基丙烯酸甘油酯加入配制锅中，搅拌均质5min，得到锁水剂溶液；将胡里豆胶、松木纤维与水以1:30的质量比在常温下通过筛网均匀分散加入到冷水中，然后加入另外一个配制锅中，搅拌均质时间30min，确保没有胶团产生，得到团聚体系溶液；将分散好的团聚体系溶液加入团聚剂溶液的配制锅中，搅拌均质10min；将温度降到常温，得到扬尘抑制剂。
使用绿化用喷播机喷洒上述扬尘抑制剂在路面上即可，一次喷洒量1.5kg/m2。
实施例2
本实施例提供一种扬尘抑制剂，其原料按质量百分比计算，包括：沙蒿籽胶0.01％、聚乙烯吡咯烷酮30％、杨木纤维13％、二甲基PABA乙基己酯0.01％、抑菌剂0.1％和水56.88％。
其制备方法如下所述：
首先加入一部分水至配制锅中，将水加热至85℃，然后将聚乙烯吡咯烷酮加入配制锅中，搅拌均质10min，得到锁水剂溶液；将沙蒿籽胶、杨木纤维与水以1:80的质量比在常温下通过筛网均匀分散加入到冷水中，然后加入另外一个配制锅中，搅拌均质时间120min，确保没有胶团产生，得到团聚体系溶液；将分散好的团聚体系溶液加入团聚剂溶液的配制锅中，搅拌均质20min；将温度降到65℃，将二甲基PABA乙基己酯加入配制锅，搅拌均质15min；将温度降到55℃，将抑菌剂加入配制锅，搅拌均质10min；将剩余的水补齐，搅拌均质20min，得到扬尘抑制剂。
使用绿化用喷播机喷洒上述扬尘抑制剂在路面上即可，一次喷洒量0.3kg/m2。
实施例3
本实施例提供一种扬尘抑制剂，其原料按质量百分比计算，包括：弗兰克胶2％、关华豆胶2％、葫芦巴胶1％、聚甲基丙烯酸甘油酯5％、聚乙烯吡咯烷酮10％、辛基吡咯烷烃5％、松木纤维0.5％、柞木纤维0.5％、丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷1％、甲氧基肉桂酸乙基己酯1％、水杨酸乙基己酯1％、抑菌剂5％和水66％。
其制备方法如下所述：
首先加入一部分水至配制锅中，将水加热至80℃，然后将聚甲基丙烯酸甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、辛基吡咯烷烃加入配制锅中，搅拌均质8min，得到锁水剂溶液；将弗兰克胶、关华豆胶、葫芦巴胶、松木纤维、柞木纤维与水以1:50的质量比在常温下通过筛网均匀分散加入到冷水中，然后加入另外一个配制锅中，搅拌均质时间60min，确保没有胶团产生，得到团聚体系溶液；将分散好的团聚体系溶液加入团聚剂溶液的配制锅中，搅拌均质15min；将温度降到60℃，将丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷、甲氧基肉桂酸乙基己酯、水杨酸乙基己酯加入配制锅，搅拌均质12min；将温度降到40℃，将抑菌剂加入配制锅，搅拌均质8min；将剩余的水补齐，搅拌均质15min，得到扬尘抑制剂。
使用绿化用喷播机喷洒上述扬尘抑制剂在路面上即可，一次喷洒量1kg/m2。
实施例4
本实施例提供一种扬尘抑制剂，其原料按质量百分比计算，包括：葫芦巴胶6％、辛基吡咯烷烃20％、柞木纤维3％、水杨酸乙基己酯2％、抑菌剂3％和水66％。
其制备方法如下所述：
首先加入一部分水至配制锅中，将水加热至70℃，然后将辛基吡咯烷烃加入配制锅中，搅拌均质6min，得到锁水剂溶液；将葫芦巴胶、柞木纤维与水以1:3的质量比在常温下通过筛网均匀分散加入到冷水中，然后加入另外一个配制锅中，搅拌均质时间80min，确保没有胶团产生，得到团聚体系溶液；将分散好的团聚体系溶液加入团聚剂溶液的配制锅中，搅拌均质10min；将温度降到55℃，将水杨酸乙基己酯加入配制锅，搅拌均质10min；将温度降到40℃，将抑菌剂加入配制锅，搅拌均质5min；将剩余的水补齐，搅拌均质10min，得到扬尘抑制剂。
使用绿化用喷播机喷洒上述扬尘抑制剂在路面上即可，一次喷洒量0.8kg/m2。
对比例1
与实施例1相比，区别在于，扬尘抑制剂中不添加团聚剂。
对比例2
与实施例1相比，区别在于，扬尘抑制剂中不添加团聚促进剂。
对比例3
与实施例1相比，区别在于，扬尘抑制剂中不添加锁水剂。
对比例4
与实施例1相比，区别在于，扬尘抑制剂中不添加团聚剂和团聚促进剂。
检测实施例1-4以及对比例1-4得到的扬尘抑制剂的抑尘效果，具体见下表1：
表1检测结果
由上表1可知，本申请提供的扬尘抑制剂，不仅具有较长的抑尘有效时间，还能够大幅降低PM10、PM2.5和氮氧化物的浓度和含量。
本发明提供一种新型的道路扬尘抑制剂，该道路扬尘抑制剂环保高效、抗碾压、扬尘抑制效果理想。本发明的道路扬尘抑制剂是一种集保湿、增稠、团聚和吸湿等性能于一体的溶液产品，其由水溶性高分子形成一层柔韧、致密的连续高分子微膜通过添加锁水剂、团聚促进剂、紫外吸收剂、抑菌剂等助剂，形成耐碾压防尘抑尘水溶液。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种扬尘抑制剂，其特征在于，其原料按照质量百分比计算，包括：
团聚剂0.01％-10％、锁水剂15％-30％、团聚促进剂1％-13％和水50％-83％；
所述团聚剂包括胡里豆胶、沙蒿籽胶、弗兰克胶、关华豆胶、葫芦巴胶中的一种或多种；所述锁水剂包括聚甲基丙烯酸甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、辛基吡咯烷烃中的一种或多种；所述团聚促进剂包括松木纤维、杨木纤维、柞木纤维中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的扬尘抑制剂，其特征在于，其原料按照质量百分比计算，还包括：紫外吸收剂0.01％-3％。
3.根据权利要求2所述的扬尘抑制剂，其特征在于，所述紫外吸收剂包括二甲基PABA乙基己酯、丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷、甲氧基肉桂酸乙基己酯、水杨酸乙基己酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的扬尘抑制剂，其特征在于，其原料按照质量百分比计算，还包括：抑菌剂0.1％-5％；
优选地，所述抑菌剂包括苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙、双乙酸钠、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、脱氢乙酸、脱氢乙酸钠盐中的一种或多种。
5.一种权利要求1-4任一项所述的扬尘抑制剂的制备方法，其特征在于，包括：
将所述原料混合得到所述扬尘抑制剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合包括：
将所述锁水剂与第一部分水进行第一混合得到锁水剂溶液；
将所述团聚剂、所述团聚促进剂和第二部分水进行第二混合得到团聚体系溶液；
将所述锁水剂溶液与所述团聚体系溶液进行第三混合，降温并补足水量，得到所述扬尘抑制剂；
优选地，进行所述降温之后，向体系中加入紫外吸收剂和抑菌剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，当体系温度降至55-65℃时，加入所述紫外吸收剂；
优选地，加入所述紫外吸收剂之后搅拌均质10-15min；
优选地，当体系温度降至40-55℃时，加入所述抑菌剂；
优选地，加入所述抑菌剂之后搅拌均质5-10min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合包括：搅拌均质5-10min；
优选地，所述第二混合包括：搅拌均质30-120min；
优选地，所述第三混合包括：搅拌均质10-20min；
优选地，补足水量之后搅拌均质10-20min。
9.根据权利要求6-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一部分水的温度为65-85℃；
优选地，所述团聚剂和所述团聚促进剂的质量之和与所述第二部分水的质量比为1：(3-80)。
10.一种权利要求1-4任一项所述的扬尘抑制剂的使用方法，其特征在于，包括：
将所述扬尘抑制剂施加于待处理区域即可；
优选地，所述施加的量为0.3-1.5kg/m2。
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