CN112111247A - 一种环保润湿型抑尘剂及其制备方法、使用方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环保润湿型抑尘剂及其制备方法、使用方法和应用。所述环保润湿型抑尘剂按质量百分含量为100％计包括：非离子型表面活性剂2％～10％、两性离子型表面活性剂2％～5％、无机盐助剂0.01％～1％、吸湿剂0.2％～1.5％和余量的水，其中，所述非离子型表面活性剂包括烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚；所述两性离子型表面活性剂包括卵磷脂。本发明提供的环保润湿型抑尘剂通过添加润湿剂，降低水的表面张力，从而使粉尘颗粒、尤其是疏水性粉尘颗粒，更容易润湿，启尘风速提高，相对不容易扬尘。可用于堆场、道路、皮带输运等场所，达到开放性环境粉尘污染有效治理的目标。

Description

一种环保润湿型抑尘剂及其制备方法、使用方法和应用

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，涉及一种抑尘剂及其制备方法，尤其涉及一种环保润湿型抑尘剂及其制备方法、使用方法和应用。

背景技术

粉尘对人类和环境的危害众所周知。人类若长时间吸入高浓度粉尘会导致肺病发病率提高，强烈的粉尘颗粒刺激可引起气管炎、鼻炎、咽喉炎等呼吸道炎症；另外，高浓度粉尘还会引起酸雨，对植物以及机械设备都会有腐蚀，对环境卫生影响也十分突出。因此，粉尘防治技术研究和开发一直受到高度重视，其发展水平也在不断提高。

目前，抑尘方法主要有洒水抑尘、挡风抑尘网抑尘、遮盖抑尘、园林绿化抑尘、化学抑尘，而化学抑尘剂是粉尘防治中最有效的方法之一。化学抑尘剂按作用机理可分为润湿型化学抑尘剂、粘结型化学抑尘剂、凝聚型化学抑尘剂、复合型化学抑尘剂四大类。

CN110218550A公开了一种保湿抑尘剂及制备方法，该保湿抑尘剂按质量百分比包括聚丙烯酸钠0.075～0.085％、硅酸钠10～20％，聚乙二醇1.7～2.3％和烷基糖苷0.1～0.2％，余量为水。制备方法为：先加入硅酸钠，搅拌至完全溶解混合均匀，然后加入聚丙烯酸钠、聚乙二醇和烷基糖苷。该保湿抑尘剂用于金属矿山路面岩尘的处理，能有效抑制矿山运输路面粉尘的飞扬。然而，高分子抑尘剂会有化学物质残留，造成二次污染。

CN110628386A公开了一种复合型保湿抑尘剂和制备方法，该保湿抑尘剂包括凝并保湿剂、吸湿剂和表面活性剂，各组分的重量百分比如下：凝并保湿剂为0.5～0.6％、吸湿剂为5～10％、表面活性剂0.2～0.3％，余量为水；所述凝并保湿剂为羧甲基纤维素钠接枝丙烯酰胺聚合物，表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，吸湿剂为硅酸钠。其对露天矿山作业过程中产生的扬尘起到抑制作用，改善电力精密仪器和工作人员的工作环境，降低了环境污染，腐蚀性小、抑尘效果好。但是，该方法需要制备羧甲基纤维素钠接枝丙烯酰胺聚合物，其成本偏高，无法大量使用。

上述抑尘剂虽然能在一定程度上使粉尘沉降，但是普遍存在降解性差、对环境污染大等缺点，且使用费用昂贵，无法综合实现经济效益和环保效益。

因此，提供一种环保的、无毒无害且降尘效果较好的抑尘剂，是本领域亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种环保润湿型抑尘剂及其制备方法、使用方法和应用。所述环保润湿型抑尘剂以表面活性剂为主要成分，降低水的表面张力，能够起到较好的抑尘效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种环保润湿型抑尘剂，按质量百分含量为100％计包括：

所述非离子型表面活性剂包括烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚；

所述两性离子型表面活性剂包括卵磷脂。

本发明中，所述烷基糖苷溶解性好，耐强碱和电解质，与皮肤相溶性好，无毒、无刺激、易生物降解，是一种“绿色表面活性剂”。同时，可在较大的温度范围内作较长时间的存放，具有增湿的功能。卵磷脂是一种天然的两性离子型表面活性剂，当其与烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚一同使用时，三者之间相互配合，协同作用，所得到的抑尘剂的润湿效果较好，能够显著降低水的表面张力，提高水对粉尘的润湿能力从而达到抑尘的目的。

同时，本发明提供的抑尘剂中还包括无机盐助剂，所述无机盐助剂能够调节抑尘剂的渗透压，近一步帮助抑尘剂降低水的表面张力，达到较高的降尘效果。

本发明中，所述非离子型表面活性剂的质量百分含量可以是3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％或14％等；所述两性离子型表面活性剂的质量百分含量可以是2.5％、3％、3.5％、4％或4.5％等；所述无机盐助剂的质量百分含量可以是0.05％、0.1％、0.2％、0.5％、0.6％或0.9％等；所述吸湿剂的质量百分含量可以是0.3％、0.5％、0.6％、0.8％、1％、1.2％或1.4％等。

作为本发明优选的技术方案，所述烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1:(0.3～0.5)，例如可以是1:0.32、1:0.35、1:0.36、1:0.4、1:0.42、1:0.45或1:0.48等。

优选地，所述烷基糖苷与卵磷脂的质量比为1:(0.6～1.2)，例如可以是1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1或1:1.1等。

优选地，所述非离子型表面活性剂还包括脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦或聚山梨酯中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述两性离子型表面活性剂还包括月桂酰基谷氨酸、十二烷基氨基丙酸、烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱或烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的任意一种或至少两种的组合。

作为本发明优选的技术方案，所述环保润湿型抑尘剂还包括1％～3％(例如可以是1.2％、1.4％、1.5％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.5％、2.6％或2.8％等)的阴离子表面活性剂。

优选地，所述阴离子表面活性剂包括磺化琥珀酸二辛酯钠盐(快速渗透剂T)、α-烯烃磺酸盐、十二烷基二苯醚二磺酸盐或月桂基硫酸盐中的任意一种或至少两种的组合，优选为磺化琥珀酸二辛酯钠盐。

优选地，所述无机盐助剂包括氯化钠、氯化钾、硫酸钠或硫酸钾中的任意一种或至少两种的组合，优选为氯化钠。

优选地，所述吸湿剂包括丙三醇、乙二醇、聚乙二醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合，优选为丙三醇。

作为本发明优选的技术方案，所述环保润湿型抑尘剂按质量百分含量为100％计包括：

其中，所述烷基糖苷的质量百分含量可以是3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％等；所述脂肪醇聚氧乙烯醚的质量百分含量可以是2.5％、3％、3.5％、4％或4.5％等。

第二方面，本发明还提供一种如第一方面所述的环保润湿型抑尘剂的制备方法，包括如下步骤：

将配方量的非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂与水混合后，依次加入吸湿剂、任选的阴离子表面活性剂和无机盐助剂，搅拌溶解后得到所述环保润湿型抑尘剂。

作为本发明优选的技术方案，所述混合的温度为30～60℃，例如可以是32℃、34℃、35℃、38℃、40℃、45℃、50℃、55℃、56℃或58℃等。

优选地，所述混合的转速为500～1000rpm，例如可以是550rpm、600rpm、650rpm、700rpm、750rpm、800rpm、850rpm、900rpm或950rpm等。

优选地，所述搅拌溶解的温度为20～40℃，例如可以是22℃、24℃、25℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃、36℃或38℃等。

优选地，所述搅拌溶解的转速为1000～2000rpm，例如可以是1100rpm、1200rpm、1300rpm、1400rpm、1500rpm、1600rpm、1700rpm、1800rpm或1900rpm等。

优选地，加入所述吸湿剂后，还包括以500～1000rpm(例如可以是600rpm、700rpm、800rpm或900rpm等)的转速搅拌的操作。

优选地，加入所述阴离子表面活性剂后，还包括以500～1000rpm(例如可以是600rpm、700rpm、800rpm或900rpm等)的转速搅拌的操作。

作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将质量百分比为2％～10％的烷基糖苷、2％～5％的脂肪醇聚氧乙烯醚、0.01％～1％的卵磷脂与水混合，30～60℃下以500～1000rpm的转速混合50～100min；

(2)加入0.2％～1.5％的丙三醇，30～60℃下以500～1000rpm的转速混合20～50min；

(3)加入0.2％～1.5％的磺化琥珀酸二辛酯钠盐，30～60℃下以500～1000rpm的转速混合20～50min；

(3)再加入0.01％～1％的无机盐助剂，20～40℃下以1000～2000rpm的转速混合20～50min，得到环保润湿型抑尘剂。

第三方面，本发明还提供一种如第一方面所述的环保润湿型抑尘剂的使用方法，包括：将所述抑尘剂以1:(100～500)的质量比(例如可以是1:150、1:200、1:250、1:300、1:350、1:400或1:450等)与水混合，喷淋在尘源表面。

第四方面，本发明还提供一种如第一方面所述的环保润湿型抑尘剂在粉尘污染防治中的应用。

本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供了一种环保润湿型抑尘剂，采用湿润剂原理，通过烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚和卵磷脂之间的协同作用，降低了水的表面张力，提高了水对粉尘的湿润能力，启尘风速提高，相对不容易扬尘，进而达到抑尘的目的，特别适合于疏水性的粉尘颗粒，包括呼吸性粉尘，可用于堆场、道路、皮带输运等场所，通过润湿粉尘表面，达到开放性环境粉尘污染有效治理治理的目标，有助于保护作业人员的身心健康；

(2)本发明提供的抑尘剂各组分的相容性较好，体系较为稳定，且其抑尘层厚度可达18mm，且价格低廉、降尘效果显著、环保易降解且无毒无害无闪点，无致癌物质，不刺激眼睛和皮肤，不对金属造成腐蚀害，可广泛应用于路面扬尘、物料搬运、路基地基等各个领域的粉尘污染防治。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

以下实施例中，所述烷基糖苷购自巴斯夫(中国)有限公司；

所述脂肪醇聚氧乙烯醚购自上海建盈化工有限公司，羟值为220～260mgKOH/g；

所述卵磷脂购自安徽中创磷脂科技有限公司；

所述磺化琥珀酸二辛酯钠盐(快速渗透剂T)购自江苏省海安石油化工厂；

需要说明的是，所述试剂的来源并不能作为对本发明的限制，购自其他厂家的不低于同类型产品质量的试剂同样可以使用。

实施例1

本实施例提供一种环保润湿型抑尘剂，包括如下组分：

其制备方法为：

(1)将配方量的非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂与水混合，50℃下以800rpm的转速混合100min，混合后溶液均匀无颗粒感；

(2)加入吸湿剂，50℃下以800rpm的转速混合30min；

(3)加入阴离子表面活性剂，50℃下以800rpm的转速混合30min；

(3)再加入无机盐助剂，30℃下以1500rpm的转速混合20min，得到均一且稳定的环保润湿型抑尘剂。

实施例2

本实施例提供一种环保润湿型抑尘剂，包括如下组分：

其制备方法为：

(1)将配方量的非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂与水混合，60℃下以1000rpm的转速混合100min，混合后溶液均匀无颗粒感；

(2)加入吸湿剂，60℃下以1000rpm的转速混合30min；

(3)加入阴离子表面活性剂，60℃下以500rpm的转速混合30min；

(3)再加入无机盐助剂，30℃下以2000rpm的转速混合20min，得到均一且稳定的环保润湿型抑尘剂。

实施例3

本实施例提供一种环保润湿型抑尘剂，包括如下组分：

其制备方法为：

(1)将配方量的非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂与水混合，30℃下以1000rpm的转速混合80min，混合后溶液均匀无颗粒感；

(2)加入吸湿剂，30℃下以1000rpm的转速混合30min；

(3)加入阴离子表面活性剂，30℃下以800rpm的转速混合50min；

(3)再加入无机盐助剂，30℃下以1000rpm的转速混合20min，得到均一且稳定的环保润湿型抑尘剂。

实施例4

本实施例提供一种环保润湿型抑尘剂，包括如下组分：

其制备方法为：

(1)将配方量的非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂与水混合；其中，所述聚山梨酯购自昆山晟安生物科技有限公司，货号为9957；所述十二烷基氨基丙酸购自昆山晟安生物科技有限公司，货号DP29；50℃下以800rpm的转速混合100min，混合后溶液均匀无颗粒感；

(2)加入吸湿剂，50℃下以800rpm的转速混合30min；

(3)加入阴离子表面活性剂，50℃下以800rpm的转速混合30min；

(3)再加入无机盐助剂，30℃下以1500rpm的转速混合20min，得到均一且稳定的环保润湿型抑尘剂。

实施例5

与实施例1的区别在于，烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量百分含量分别为5％和1％，其余组分及制备方法同实施例1。

实施例6

与实施例1的区别在于，烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量百分含量分别为3％和3％，其余组分及制备方法同实施例1。

实施例7

与实施例1的区别在于，烷基糖苷和卵磷脂的质量百分含量分别为5.5％和2.5％，其余组分及制备方法同实施例1。

实施例8

与实施例1的区别在于，烷基糖苷和卵磷脂的质量百分含量分别为4.5％和3.5％，其余组分及制备方法同实施例1。

对比例1

与实施例1的区别在于，本对比例中不含烷基糖苷，且脂肪醇聚氧乙烯醚和卵磷脂的含量分别增加至3％和7％，其余组分及制备方法同实施例1。

对比例2

与实施例1的区别在于，本对比例中不含脂肪醇聚氧乙烯醚，且烷基糖苷和卵磷脂的含量分别增加至5％和5％，其余组分及制备方法同实施例1。

对比例3

与实施例1的区别在于，本对比例中不含卵磷脂，且烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚的含量分别增加至7％和3％，其余组分及制备方法同实施例1。

对比例4

与实施例1的区别在于，本对比例中将烷基糖苷替换为聚山梨酯，其余组分及制备方法同实施例1。

对比例5

与实施例1的区别在于，本对比例中将脂肪醇聚氧乙烯醚替换为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，其余组分及制备方法同实施例1。

对比例6

与实施例1的区别在于，本对比例中不含无机盐助剂NaCl，且烷基糖苷的质量百分比增加为4.5％。其余组分及制备方法同实施例1。

安全性测试

针对抑尘剂对设备的影响规定了腐蚀性指标；针对人体接触规定了皮肤刺激度性能；针对误服和人体接触制定了毒理指标和急性经口毒性指标。

1、腐蚀性

按照JB/T7901所记载的方法测定抑尘剂的钢材平均腐蚀速率、铝合金平均腐蚀速率、TCS不锈钢平均腐蚀速率；

按照GB/T1690所记载的方法测定车辆橡胶管均匀腐蚀速率；

按照SH/T0084所记载的方法测定车辆醇酸油漆片均匀腐蚀速率；

具体检测结果如表1所示：

表1

上表中，不论是实施例或对比例，由于其主要组分的种类大体相同，且受测量精度的影响，故所得腐蚀性数据基本相同，均表明本发明提供的抑尘剂对设备无明显腐蚀性，符合使用标准。

2、皮肤刺激度

按照GB/T21604所记载的方法测定皮肤刺激度；

3、毒理指标

按照GB/T7468所记载的方法测定总汞含量；

按照GB/T7475所记载的方法测定总镉和总铅；

按照GB/T7466所记载的方法测定总铬；

按照GB/T7485所记载的方法测定总砷；

按照GB/T13197所记载的方法测定甲醛含量。

4、急性经口毒性实验

按照GB15193.3所记载的方法测定急性经口毒性。

具体检测结果如表2所示：

表2

表中“0”均表示未检出；由上表可知，本发明所提供的抑尘剂对人体安全无害，通过重金属含量测试、急性经口毒性实验以及皮肤刺激度等数据均表明，所述抑尘剂安全性较高。

性能测试

对上述各实施例和对比例制备的抑尘剂的表面张力和抑尘效果进行测试，相应的测试方法如下：

1、表面接触角的测定

将抑尘剂用水稀释500倍后依据DL/T 627的标准进行测试；

2、抑尘效果中测定风蚀率和抑尘层厚度

抑尘效率依据《TBT 3210.1-2009铁路煤炭运输抑尘技术条件第一部分：抑尘剂》中记载的抑尘效果测定方法进行相关的测试，所得结果如表3所示：

表3

由上表可知，本发明提供的环保润湿型抑尘剂表面接触角较小，明显降低了水的表面张力，且抑尘效果较好。

通过实施例1和对比例1～5比较可知，烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚和卵磷脂之间存在协同作用，若缺少其中任意一种表面活性剂，尽管在添加量相同的情况下，也无法达到实施例1中所示的抑尘效果；同时，将其中任意一种替换为其他同类型或结构相似的表面活性剂，其抑尘效果也会明显降低；

通过实施例1和对比例6比较可知，尽管无机盐助剂在抑尘剂中的质量百分比较少，但是其效果不容忽视，若不添加，也会导致表面接触角变大，抑尘效果变差；

通过实施例1和实施例5～8比较可知，烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基糖苷和卵磷脂的质量比需要经过合理的调整，若各组分之间配比不合理，也会影响抑尘剂的抑尘效果。

综上所述，本发明提供的环保润湿型抑尘剂对人体安全无害，对设备也无明显腐蚀性，其采用湿润剂原理，通过烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚和卵磷脂之间的协同作用，降低了水的表面张力，提高了水对粉尘的湿润能力，启尘风速提高，进而达到抑尘的目的。

申请人声明，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，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种环保润湿型抑尘剂，其特征在于，所述环保润湿型抑尘剂按质量百分含量为100％计包括：

所述非离子型表面活性剂包括烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚；

所述两性离子型表面活性剂包括卵磷脂。

2.根据权利要求1所述的环保润湿型抑尘剂，其特征在于，所述烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1:(0.3～0.5)；

优选地，所述烷基糖苷与卵磷脂的质量比为1:(0.6～1.2)；

优选地，所述非离子型表面活性剂还包括脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦或聚山梨酯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述两性离子型表面活性剂还包括月桂酰基谷氨酸、十二烷基氨基丙酸、烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱或烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的环保润湿型抑尘剂，其特征在于，所述环保润湿型抑尘剂还包括1％～3％的阴离子表面活性剂；

优选地，所述阴离子表面活性剂包括磺化琥珀酸二辛酯钠盐、α-烯烃磺酸盐、十二烷基二苯醚二磺酸盐或月桂基硫酸盐中的任意一种或至少两种的组合，优选为磺化琥珀酸二辛酯钠盐。

4.根据权利要求1～3任一项所述的环保润湿型抑尘剂，其特征在于，所述无机盐助剂包括氯化钠、氯化钾、硫酸钠或硫酸钾中的任意一种或至少两种的组合，优选为氯化钠；

优选地，所述吸湿剂包括丙三醇、乙二醇、聚乙二醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合，优选为丙三醇。

5.根据权利要求1～4任一项所述的环保润湿型抑尘剂，其特征在于，所述环保润湿型抑尘剂按质量百分含量为100％计包括：

6.一种如权利要求1～5任一项所述的环保润湿型抑尘剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

将配方量的非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂与水混合后，依次加入吸湿剂、任选的阴离子表面活性剂和无机盐助剂，搅拌溶解后得到所述环保润湿型抑尘剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为30～60℃；

优选地，所述混合的转速为500～1000rpm；

优选地，所述搅拌溶解的温度为20～40℃；

优选地，所述搅拌溶解的转速为1000～2000rpm；

优选地，加入所述吸湿剂后，还包括以500～1000rpm的转速搅拌的操作；

优选地，加入所述阴离子表面活性剂后，还包括以500～1000rpm的转速搅拌的操作。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将质量百分比为2％～10％的烷基糖苷、2％～5％的脂肪醇聚氧乙烯醚、2％～5％的卵磷脂与水混合，30～60℃下以500～1000rpm的转速混合50～100min；

(2)加入0.2％～1.5％的丙三醇，30～60℃下以500～1000rpm的转速混合20～50min；

(3)加入0.2％～1.5％的磺化琥珀酸二辛酯钠盐，30～60℃下以500～1000rpm的转速混合20～50min；

(3)再加入0.01％～1％的无机盐助剂，20～40℃下以1000～2000rpm的转速混合20～50min，得到环保润湿型抑尘剂。

9.一种如权利要求1～5任一项所述的环保润湿型抑尘剂的使用方法，其特征在于，包括：将所述抑尘剂以1:(100～500)的质量比与水混合，喷淋在尘源表面。

10.如权利要求1～5任一项所述的环保润湿型抑尘剂在粉尘污染防治中的应用。