CN111892688A - 一种抑尘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿区环境保护技术领域，具体涉及一种抑尘剂及其制备方法，由包括如下质量百分数的组分制备得到：锯屑0.00157％‑0.00628％、丙烯酸0.0126％‑0.0502％、丙烯酰胺0.00204％‑0.00817％、过硫酸铵.00012％‑0.00048％、N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺0.00004％‑0.00016％；乳化剂0.15％‑0.3％、氢氧化钠0.00367％‑0.01466％、其余组分为水。本发明的抑尘剂被喷洒在粉尘的表面后会快速形成具有一定强度的固化层，所形成的固化层不仅可以降低粉尘中水分的蒸发，而且可以抵御外界因素对粉尘的干扰，从而达到高效抑尘的目的。
Description
技术领域
本发明属于矿区环境保护技术领域，具体涉及一种抑尘剂及其制备方法。
背景技术
粉尘危害在世界范围内越来越受到人们的关注。它不仅会形成雾霾影响人们的正常生活，还会危害我们的生存环境等。尤其在煤矿产业区，作业人员长期处于高浓度粉尘环境下，会对身体造成不可逆的伤害。尘肺病占我国职业病比例的88％以上，已经成为了中国危害最大的职业病。矿区的采掘工作、装卸作业、运输转移等都会产生大量的煤尘。在煤的运输过程中，由于道路不平造成的颠簸和风的作用下，会产生大量的煤尘，造成大量的经济损失和严重的环境污染。煤炭在我国资源丰富，分布广泛，是我国主要的基础能源。在今后较长时期内，煤炭仍占据我国能源的主导地位。所以煤尘的预防与控制在煤炭产业中尤其重要。
人们对于煤矿降尘的方法有湿式除尘、通风除尘、干式捕尘等，但因耗水量过大、除尘率低、二次污染等缺陷，不能被普及使用。抑制煤炭运输扬尘的解决办法有机械加盖、篷布遮盖、集装箱专用列车等办法，但因操作繁琐、成本过高、实施困难等原因而难以推广。目前，化学抑尘是解决科研和工业领域中开放性尘源的最佳方法。尽管化学抑尘技术日趋成熟，但仍存在腐蚀设备，二次污染，除尘效果不佳，功能性单一等问题。因此，研发出一种原材料来源广泛、低价高效、绿色环保的抑尘剂显得特别重要。
发明内容
本发明首先提供一种抑尘剂，由林业和木材加工中上主要废弃料锯屑制备得到，具体的，由包括如下质量百分数的组分制备得到：
锯屑0.00157％-0.00628％
丙烯酸0.0126％-0.0502％
丙烯酰胺0.00204％-0.00817％
过硫酸铵0.00012％-0.00048％
N，N'-亚甲基双丙烯酰胺0.00004％-0.00016％
乳化剂0.15％-0.3％
氢氧化钠0.00367％-0.01466％
其余组分为水。
锯屑是木材加工中大量产生的废弃料，若将其制备成一种有效地抑尘剂，可使锯屑的再利用方式多样化。在将其制成抑尘剂的过程中，难度较大的是如何在锯屑多孔且表面不均匀的情况下形成状态良好的聚合物层，本发明选择上述材料，可在锯屑的表面形成状态良好的聚合物层，而且有利于后序在煤炭表面附着，有效地起到抑尘的作用。
优选的，所述乳化剂的HLB值为10.6～40，添加上述乳化剂，与制备得到的聚合物共同作用，可提高抑尘剂溶液润湿粉尘的能力，从而更好地抑制粉尘的飞扬。
优选的，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、吐温-80和曲拉通X-100中的一种。
优选的，所述锯屑的大小为40～60目。在上述粒度下，可在保留木材本身特性的同时，避免过度粉碎导致的成本增加。
作为优选的操作方式，所述的锯屑为速生杉木的边材，其制备方法如下：选取去皮后的速生杉木边材粉碎至40-60目，然后放入102℃的鼓风干燥箱中烘干至恒重。
作为优选的方案，本发明所述抑尘剂由如下重量百分数的组分制备得到：
锯屑0.00157％
丙烯酸0.0126％
丙烯酰胺0.00204％
过硫酸铵0.00012％
N,N'-亚甲基双丙烯酰胺0.00004％
氢氧化钠0.00367％
乳化剂0.15％
其余组分为水。
本发明还保护本发明所述抑尘剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将氢氧化钠溶液与丙烯酸溶液混合，得到混合液一；
2)将锯屑添加到去离子水中，去除体系中的空气后加入过硫酸铵，得混合液二；
3)将丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺和所述混合溶液一同时加入到所述混合溶液二中，在55～65℃的条件下反应得到接枝共聚物粗产物；
4)将所述接枝共聚物粗产物与无水乙醇混合，去除杂质，得到吸水树脂聚合物；
5)将乳化剂加入到所述吸水树脂聚合物中搅拌均匀，即得。
本发明所述的方法通过添加氢氧化钠对丙烯酸进行中和，尤其在上述添加量下，可控制中和度为30～70％，可有效地控制反应的剧烈程度，进而，控制反应中各物料的添加顺序及反应温度，有利于在锯屑的表面形成状态理想的三维网状结构，进而有利于与乳化剂混合，得到均匀稳定抑尘剂。
优选的，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为20～30％。
本发明还保护本申请所述的抑尘剂在煤炭抑尘中的应用。
本发明具有如下有益效果：
1)本发明利用接枝共聚的化学改性方法，最终合成一种呈现胶状的且具有良好润湿、粘结性的抑尘剂。
2)本发明的抑尘剂被喷洒在粉尘的表面后会快速形成具有一定强度的固化层，所形成的固化层不仅可以降低粉尘中水分的蒸发，而且可以抵御外界因素对粉尘的干扰，从而达到高效抑尘的目的。
3)本发明抑尘剂的制备方法简单易于控制，原料来源易得，生产成本低，具有较高的生产及应用价值。
附图说明
图1为实施例1所得产品的扫描电镜图；
图2为对比例1所得产品的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合实例对本发明的技术方案进行详细、清楚地描述，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，仅是用来理解本发明，而不是限制本发明。基于本发明中的实施例，他人在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，均在本发明的保护范围内。
本发明中的所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业渠道获得。
实施例1
本实施例涉及一种低廉高效环保型抑尘剂，其组分按照重量百分比包括：0.00157％杉木锯屑、0.0126％丙烯酸、0.00204％丙烯酰胺、0.00012％过硫酸铵、0.00004％％N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、0.00367％氢氧化钠、0.15％曲拉通X-100，其余为水。
其制备方法为：
(1)冰浴条件下，将氢氧化钠溶液放入到装有丙烯酸溶液的烧杯中对丙烯酸进行中和，中和度为50％，搅拌均匀后得到混合液一；
(2)将杉木锯屑放入装有去离子水的四口烧瓶内，烧瓶被放进60℃的恒温水浴锅中，待烧瓶中温度计的温度达到60℃，通入高纯氮气15分钟去除水溶液中的氧气，然后加入过硫酸铵得到混合溶液二。
(3)将混合溶液一、丙烯酰胺和N，N-亚甲基双丙烯酰胺同时加入到混合溶液二中，在60℃的条件下，持续搅拌3小时得到吸水树脂粗产物；
(4)将吸水树脂粗产物放入装有无水乙醇的烧杯中12小时，取出，再放入新鲜的无水乙醇溶液中24小时，去除未反应的丙烯酸，得到吸水树脂聚合物。
(5)将乳化剂加入到吸水树脂聚合物后搅拌均匀即得低廉高效环保抑尘剂溶液。
实施例2
一种低成本高效环保型抑尘剂，其组分按照重量百分比包括：0.00628％杉木锯屑、0.0502％丙烯酸、0.00817％丙烯酰胺、0.00048％过硫酸铵、0.00016％N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、0.01466％氢氧化钠、0.3％十二烷基硫酸钠，其余为水。
其制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种低成本高效环保型抑尘剂，其组分按照重量百分比包括：0.00157％杉木锯屑、0.0126％丙烯酸、0.00204％丙烯酰胺、0.00012％过硫酸铵、0.00004％％N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、0.00367％氢氧化钠、0.2％十二烷基苯磺酸钠，其余为水。
其制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种低成本高效环保型抑尘剂，其组分按照重量百分比包括：0.00628％杉木锯屑、0.0502％丙烯酸、0.00817％丙烯酰胺、0.00048％过硫酸铵、0.00016％N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、0.01466％氢氧化钠、0.25％十二烷基苯磺酸钠，其余为水。
其制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种低成本高效环保型抑尘剂，其组分按照重量百分比包括：0.00628％杉木锯屑、0.0502％丙烯酸、0.00817％丙烯酰胺、0.00048％过硫酸铵、0.00016％N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、0.01466％氢氧化钠、0.2％吐温-80，其余为水。
其制备方法与实施例1相同。
实施例6
一种低成本高效环保型抑尘剂，其组分按照重量百分比包括：0.00157％杉木锯屑、0.0126％丙烯酸、0.00204％丙烯酰胺、0.00012％过硫酸铵、0.00004％％N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、0.00367％氢氧化钠、0.25％吐温-80，其余为水。
其制备方法与实施例1相同。
实施例7
一种低成本高效环保型抑尘剂，其组分按照重量百分比包括：0.00628％杉木锯屑、0.0502％丙烯酸、0.00817％丙烯酰胺、0.00048％过硫酸铵、0.00016％N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、0.01466％氢氧化钠、0.15％曲拉通X-100，其余为水。
其制备方法与实施例1相同。
实施例8
一种低成本高效环保型抑尘剂，其组分按照重量百分比包括：0.00157％杉木锯屑、0.0126％丙烯酸、0.00204％丙烯酰胺、0.00012％过硫酸铵、0.00004％％N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、0.00367％氢氧化钠、0.3％曲拉通X-100，其余为水。
其制备方法与实施例1相同。
对比例1
与实施例1相比，其区别在于，不对丙烯酸进行中和处理(即不添加氢氧化钠)，同时改变物料的添加顺序。
本实施例涉及一种低廉高效环保型抑尘剂，其组分按照重量百分比包括：0.00157％杉木锯屑、0.0126％丙烯酸、0.00204％丙烯酰胺、0.00012％过硫酸铵、0.00004％％N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、0.15％曲拉通X-100，其余为水。
(1)将杉木锯屑放入装有去离子水的四口烧瓶内，烧瓶被放进60℃的恒温水浴锅中，待烧瓶中温度计的温度达到设定温度，通入高纯氮气15分钟去除水溶液中的氧气；
(2)将过硫酸铵、丙烯酸、丙烯酰胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺同时加入到上述溶液中，在60℃的条件下，持续搅拌3小时得到吸水树脂粗产物。
(3)将吸水树脂粗产物放入装有无水乙醇的烧杯中12小时后，取出，再放入新鲜的无水乙醇溶液中24小时，得到吸水树脂聚合物。
(4)将乳化剂加入到吸水树脂聚合物后搅拌均匀，即得。
对比例2
与实施例1相比，其区别在于，改变反应的温度。
(1)冰浴条件下，将25％质量比的氢氧化钠溶液放入到装有丙烯酸溶液的烧杯中进行中和，中和度为50％，搅拌均匀后得到混合液一。
(2)将杉木锯屑放入装有去离子水的四口烧瓶内，烧瓶被放进40℃的恒温水浴锅中，待烧瓶中温度计的温度达到设定温度，通入高纯氮气15分钟去除水溶液中的氧气，然后加入过硫酸铵得到混合溶液二。
(3)将混合溶液一、丙烯酰胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺同时加入到混合溶液二中，在40℃的条件下，持续搅拌3小时得到吸水树脂粗产物。
(4)将吸水树脂粗产物放入装有无水乙醇的烧杯中12小时后，取出，再放入新鲜的无水乙醇溶液中24小时，得到吸水树脂聚合物。
(5)将乳化剂加入到吸水树脂聚合物后搅拌均匀，即得。
二、性能测试
1)pH值测试
pH值是抑尘剂在实际应用过程中必需考虑的一个参数，因为呈碱性或酸性的抑尘剂溶液不仅会对矿区的生态环境造成影响，而且会腐蚀煤炭生产和运输设备。pH值的测试结果如表1所示。
2)渗透性测试
渗透性能表征了抑尘剂对煤粉的润湿能力，决定了其喷洒后形成固化层的厚度，间接影响了抑尘剂的最终抑制粉尘效果。渗透性的测试方法为向下毛细管渗透法，首先将过筛60目煤粉进行烘干处理，然后装入到透明试管中慢慢夯实，避免出现缝隙的情况，煤尘的高度不低于20厘米。通过滴定管将抑尘剂溶液缓慢地滴入到试管中，记录溶液5分钟后的下渗深度，结果如表1所示。
3)抗蒸发性测试
抗蒸发性能决定了抑尘剂在实际应用过程中的保水性能。具备良好抗蒸发性能的抑尘剂溶液不仅可以更好地粘结粉尘颗粒，而且延长了抑尘剂的有效时间。抗蒸发性的测试方法为：首先将过筛60目的煤炭粉尘放入80℃的烘箱中烘干。其次，待煤炭粉尘冷却至室温后，取50g煤粉放入直径10cm的培养皿中振动夯实且保持表面平整。最后，按照2L/m2的量将抑尘剂溶液喷洒到粉尘表面后，然后放入35℃的烘箱中，24小时后称重并计算其水分保留率，结果如表1所示。
4)粘度测试
粘度是抑尘剂粘结性能的一个重要指标，对于抑尘剂喷洒到粉尘表面后，能否粘结细小粉尘颗粒凝聚形成大颗粒起到决定性的作用。所有抑尘剂的粘度均由DV-1数显粘度计测试，测试结果如表1所示。
5)表面张力测试
表面张力指水等液体使表面尽可能缩小的力。抑尘剂被喷洒到煤粉表面后，表面张力决定了它是否能够有效地润湿粉尘，提高其抑尘的效果。所有抑尘剂的表面张力均由BZY-101表面张力仪测试，测试结果如表1所示。
表1抑尘剂各项性能测试结果
| 编号 | pH值 | 渗透性/mm | 抗蒸发/％ | 粘度/mPa·s | 表面张力/mN·m<sup>-1</sup> |
| 实施例1 | 6.89 | 30 | 84.5 | 13 | 31.2 |
| 实施例2 | 5.65 | 37 | 90.5 | 6 | 30.6 |
| 实施例3 | 7.19 | 32 | 83.6 | 5 | 30.2 |
| 实施例4 | 6.51 | 9 | 87.3 | 6 | 30.7 |
| 实施例5 | 6.68 | 6 | 87.8 | 1656 | 30.5 |
| 实施例6 | 6.61 | 10 | 89.5 | 7 | 39.9 |
| 实施例7 | 6.79 | 6 | 84.9 | 3409 | 22.2 |
| 实施例8 | 6.81 | 44 | 90.7 | 6 | 31.4 |
根据表1的测试结果可以得知，本发明实施例1、3和实施例5-8制备所得抑尘剂的pH值接近中性，对矿区的生态环境和煤炭生产运输设备的影响很小；实施例1-3和8制备所得抑尘剂具有良好的渗透性能，反应了其对煤粉优异的润湿能力，决定了其喷洒到煤粉表面后可以形成较厚的固化层的，满足矿区的长期抑尘需求；实施例6和8制备所得抑尘剂具备良好抗蒸发性能，不仅可以更好地粘结粉尘颗粒，而且延长了抑尘剂的有效时间。实施例1制备所得抑尘剂的粘度适宜，不仅可以有效地粘结细小粉尘形成大颗粒，而且避免了粘度过大导致溶液的渗透性差、不易喷洒情况发生，能够更好地抵抗外界因素干扰。实施例1-8制备所得抑尘剂的表面张力远远低于水的表面张力(72mN·m-1)，能够有效地润湿粉尘，提高其抑尘的效果。
对比例1和对比例2中所制备的吸水树脂聚合物吸水润胀性能不佳，丙烯酸和丙烯酰胺无法在锯屑表面形成有效的三维网状结构，其表面没有连续的多孔结构，与乳化剂复配后的抑尘剂溶液分散不均匀，稳定性差。
将对比例1所得产品进行电镜扫描(见图2)，与实施1制备得到的产品相比(见图1)，对比例1无法制备得到三维网状结构，可推知其在后续应用的过程中无法取得较好的效果。
5)抗风蚀性能测试
抑尘剂的抗风蚀性直接体现了其抑制粉尘效果的好坏。
本实验中，首先将过筛60目的煤炭粉尘放入80℃的烘箱中，除去其内部的水分和挥发性化合物。将干燥的煤粉装入直径为10cm的玻璃培养皿中振动夯实且保持表面平整。然后，将抑尘剂溶液喷洒在粉尘表面后放入60℃烘箱中烘至质量恒定。最后，使用离心风机以不同的风速(8m/s和17m/s)持续吹风处理粉尘表面，记录粉尘样品的质量损失。抑尘率的计算公式为：
式中：S——抑尘率。
w1——风蚀试验前的粉尘质量。
wi——风蚀试验后的粉尘质量。
喷洒抑尘剂的煤尘样品，在8m/s和17m/s的条件下持续吹风120分钟，质量保留率分别为98％和92％。经过实施例1的抑尘剂处理的粉尘表面固化层光滑完整，煤粉凝聚紧密，可以很好的抵抗外界的影响。以上结果表明本抑尘剂产品具有很好的抗风蚀性能，即使在风力很大的野外条件下也可以使用。
综上所述，本发明以林业和木材加工的加工剩余物-锯屑为原料制备了一种抑尘剂。本抑尘剂的制备过程进一步简化，原材料价格更低、用量更少，不仅具有很好的抑尘效果，而且对作业设备和周围环境无副作用，是一款极具性价比的产品。
最后声明上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种抑尘剂，其特征在于，由包括如下质量百分数的组分制备得到：
锯屑0.00157％-0.00628％；
丙烯酸0.0126％-0.0502％；
丙烯酰胺0.00204％-0.00817％；
过硫酸铵0.00012％-0.00048％；
N,N'-亚甲基双丙烯酰胺0.00004％-0.00016％；
乳化剂0.15％-0.3％；
氢氧化钠0.00367％-0.01466％；
其余组分为水。
2.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述乳化剂的HLB值为10.6～40。
3.根据权利要求2所述的抑尘剂，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、吐温-80或曲拉通X-100中的一种。
4.根据权利要求1或3所述的抑尘剂，其特征在于，所述锯屑的大小为40～60目。
5.根据权利要求1～4任一项所述的抑尘剂，其特征在于，由包括如下质量百分数的组分制备得到：
锯屑0.00157％；
丙烯酸0.0126％；
丙烯酰胺0.00204％；
过硫酸铵0.00012％；
N,N'-亚甲基双丙烯酰胺0.00004％；
氢氧化钠0.00367％；
乳化剂0.15％；
其余组分为水。
6.权利要求1～5任一项所述抑尘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将氢氧化钠溶液与丙烯酸溶液混合，得到混合液一；
2)将锯屑添加到去离子水中，去除体系中的空气后加入过硫酸铵，得混合液二；
3)将丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和所述混合溶液一同时加入到所述混合溶液二中，在55～65℃的条件下反应得到接枝共聚物粗产物；
4)将所述接枝共聚物粗产物与无水乙醇混合，去除杂质，得到吸水树脂聚合物；
5)将乳化剂加入到所述吸水树脂聚合物中搅拌均匀，即得。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为20～30％。
8.权利要求1～5任一项所述的抑尘剂在煤炭抑尘中的应用。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115627154A (zh) * | 2022-09-08 | 2023-01-20 | 山东科技大学 | 一种锯屑基高吸水抑尘材料及其制备方法与应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080017829A1 (en) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | 3M Innovative Properties Company | Dust suppressant composition |
| CN104449578A (zh) * | 2014-11-02 | 2015-03-25 | 中国矿业大学(北京) | 一种环保型抑尘剂及其制备方法 |
| CN105950116A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-09-21 | 山东科技大学 | 一种环保型煤炭运输与堆存抑尘剂及制备方法 |
| CN110172331A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-27 | 山东科技大学 | 增润粘结型控尘用接枝改性抑制剂及其制备方法 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080017829A1 (en) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | 3M Innovative Properties Company | Dust suppressant composition |
| CN104449578A (zh) * | 2014-11-02 | 2015-03-25 | 中国矿业大学(北京) | 一种环保型抑尘剂及其制备方法 |
| CN105950116A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-09-21 | 山东科技大学 | 一种环保型煤炭运输与堆存抑尘剂及制备方法 |
| CN110172331A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-27 | 山东科技大学 | 增润粘结型控尘用接枝改性抑制剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MINGCHANG ZHANG等: "Preparation and Characterization of Superabsorbent Polymers Based on Sawdust", 《POLYMERS》 * |
| 张江石等: "《粉尘防治理论与方法》", 31 March 2018, 煤炭工业出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115627154A (zh) * | 2022-09-08 | 2023-01-20 | 山东科技大学 | 一种锯屑基高吸水抑尘材料及其制备方法与应用 |
| CN115627154B (zh) * | 2022-09-08 | 2023-12-29 | 山东科技大学 | 一种锯屑基高吸水抑尘材料及其制备方法与应用 |
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