CN113025275A - 环保通用多功能抑尘剂及其制备方法、使用方法和应用 - Google Patents
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- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
Abstract
本发明环保通用多功能抑尘剂及其制备方法、使用方法和应用，组分包括非离子水溶性聚合物、阳离子水溶性聚合物、氯化石蜡、絮凝剂、增稠剂、保水剂、防腐剂和水，各组分按照质量百分比计，非离子水溶性聚合物为聚乙烯醇；阳离子水溶性聚合物为聚丙烯酸钠；絮凝剂为聚丙烯酰胺；增稠剂为硅烷偶联剂；保水剂为预糊化淀粉；聚乙烯醇和预糊化淀粉对土壤、水源、人、动植物无毒副作用；在短期内可以自然降解，在满足抑尘效果的同时，降低对自然环境的副面影响；对土壤和水源无污染、对混凝土结构无腐蚀作用、不影响植物的正产生长，功能丰富，通用性好，能够满足各种有扬尘需要场所的使用需求，解决了传统抑尘剂功能单一，通用性差的技术现状。
Description
技术领域
本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及应用于建筑物内墙装饰的一种环 保通用多功能抑尘剂及其制备方法、使用方法和应用。
背景技术
工厂生产车间、建筑项目施工现场、矿场、渣土倾倒或者道路建设等场所 常需对粉粒体进行加工、输送、使用，扬尘污染严重，相应场所空气污浊，易 对操作人员的产生身体危害，如引发支气管炎、粉尘肺等职业病，严重时甚至 会引发肺癌，存在职业健康安全隐患；近年来环境污染治理情况虽然有所改善， 例如在工地、矿场、渣土堆放场、长期裸露的土地等静态扬尘场所采用抑尘剂 进行治理，以降低扬尘，但是仍然存在很多问题和不足之处，具体如下：
1、对土壤、水源的二次污染；
2、对钢筋混凝土结构有腐蚀作用；
3、影响施工地域原有植物生长；
4、各种产品只适用于特定场合，适用性较差。
综述，传统抑尘剂功能单一，通用性差。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种对土壤和水 源无污染、对混凝土结构无腐蚀作用、不影响植物的正产生长，功能丰富，通 用性好，能够适用于各种有扬尘需要场所的环保通用多功能抑尘剂，及其制备 方法、使用方法和应用。
本发明所采用的技术方案为：
一种环保通用多功能抑尘剂，包括以下组分：
非离子水溶性聚合物、阳离子水溶性聚合物、氯化石蜡、絮凝剂、增稠剂、 保水剂、防腐剂和水，各组分按照质量百分比计，具体配比如下：
余量为水；
各组分质量百分比之和为100％。
进一步地，
非离子水溶性聚合物为聚乙烯醇；
阳离子水溶性聚合物为聚丙烯酸钠；
絮凝剂为聚丙烯酰胺；
增稠剂为硅烷偶联剂；
保水剂为预糊化淀粉。
所述聚乙烯醇型号为PVA17-88,其平均聚合度为1700-1800、分子量为 84000-89000。
所述聚丙烯酸钠为工业级，以游离丙烯酸单体计，其游离单体≤0.5％。
所述氯化石蜡为CP-52,其凝固点≤-30℃。
所述聚丙烯酰胺型号为阴离子类型，其分子量为800万-1000万。
所述硅烷偶联剂型号为KH560。
所述预糊化淀粉为工业级玉米预糊化淀粉，其1％水溶液PH值为6-8。
所述防腐剂为工业级甲基异噻唑啉酮，其有效成分含量为14％。
所述环保通用多功能抑尘剂各组分具体配比如下：
余量为水；
各组分质量百分比之和为100％。
一种根据上述环保通用多功能抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、称量水；
S2、边搅拌边缓慢加入聚乙烯醇；
S3、加热至45～50℃；
S4、保持30min；
S5、冷却至室温；
S6、加入丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、预胡化淀粉、氯化石蜡、硅烷偶联剂、 防腐剂；
S7、搅拌均匀；
S8、得到抑尘剂原液。
一种根据上述环保通用多功能抑尘剂的使用方法，包括以下步骤：
第一步，将抑尘剂用自来水稀释100倍，得到稀释后的抑尘剂稀释液；
第二步，将稀释液灌装入洒水车；
第三步，采用雾状喷头，对使用场所按照1-1.5L/M2均匀喷洒进行喷洒。
上述环保通用多功能抑尘剂应用在建筑工地或者渣土堆放场。
本发明的有益效果为：
一种环保通用多功能抑尘剂及其制备方法、使用方法和应用，组分原料中 主要采用食品制造技术领域中常用的预糊化淀粉、聚丙烯酸钠，对土壤、水源、 人、动植物无毒副作用；聚乙烯醇和预糊化淀粉在短期内可以自然降解，在满 足抑尘效果的同时，降低对自然环境的副面影响；对土壤和水源无污染、对混 凝土结构无腐蚀作用、不影响植物的正产生长，功能丰富，通用性好，能够满 足各种有扬尘需要场所的使用需求，例如在建筑工地或者渣土堆放场的应用， 解决了传统抑尘剂功能单一，通用性差的技术现状。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一较佳实施方式提供一种环保通用多功能抑尘剂，主要技术方案为： 主要由以下组分混合构成：非离子水溶性聚合物、阳离子水溶性聚合物、氯化 石蜡、絮凝剂、增稠剂、保水剂、防腐剂和水组成；通过非离子水溶性聚合物、 阳离子水溶性聚合物、氯化石蜡、絮凝剂、增稠剂、保水剂、防腐剂和水混合 配比构成液体抑尘剂，根据实际使用需求按不同倍数进行稀释后喷洒，可以适 应工地、矿场、渣土堆放场、长期裸露的土地等静态扬尘场所环境治理、降低 扬尘的使用需求。
其中各组分按照质量百分比计，具体配比如下：
余量为水；
各组分质量百分比之和为100％。
具体地，
非离子水溶性聚合物采用聚乙烯醇；2019年5月30日，一项最新国际研 究发现，普通胶水中含有的聚乙烯醇可以用于造血干细胞的培养液，在此基础 上有望大幅降低造血干细胞的培养成本，帮助治疗白血病等疾病；在要求较高 的场所还可以采用医药级聚乙烯醇，医药用EG的等级及规格，EG系统的用途。 医药级聚乙烯醇(医药用EG的等级及规格，EG系统的用途)，不同于化工级别 聚乙烯醇，它是一种极安全的高分子有机物，对人体无毒，无副作用，具有良 好的生物相容性，尤其在医疗中的如其水性凝胶在眼科、伤口敷料和人工关节 方面的有广泛应用，同时在聚乙烯醇薄膜在药用膜，人工肾膜等方面也有使用。 其安全性可以从用于伤口皮肤修复，和眼部滴眼液产品可见一斑。其中一些型 号也常被用在化妆品中的面膜、洁面膏、化妆水及乳液中，是一种常用的安全 性成膜剂；
聚乙烯醇应用在本发明技术方案中，其也可以作为成膜剂，发挥成膜剂的 作用，从而将粉尘凝聚成膜，防止扬尘。
本发明通过聚乙醇水溶液于其他原料混合均匀，使得聚乙醇可以均匀负载 其他组分，并与其他组分相互紧密结合，形成稳定的复合结构，得到的抑尘剂 具有良好的粘接性和成膜性，良好的锁水性及保湿性能，提高固结细微颗粒的 性能及使用寿命。
阳离子水溶性聚合物采用聚丙烯酸钠；聚丙烯酸钠常被用作水处理剂、盐 水精制及胶乳增稠，以及用于食品增粘、乳化，在食品中有如下功效：
作为电解质与蛋白质相互作用，改变蛋白质结构，增强食品的粘弹性，改善 组织。
(1)增强原料面粉中的蛋白质粘结力。
(2)使淀粉粒子相互结合，分散渗透至蛋白质的网状结构中。
(3)形成质地致密的面团，表面光滑而具有光泽。
(4)形成稳定的面团胶体，防止可溶性淀粉渗出。
(5)保水性强，使水分均匀保持于面团中，防止干燥。
(6)提高面团的延展性。
(7)使原料中的油脂成分稳定地分散至面团中。
在水产加工技术领域中还用于回收废水中蛋白质，以及净化废水。
聚丙烯酸钠应用在本发明技术方案中作为增稠剂，增加组合物的粘度，以粘 附粉尘防止飞扬。
氯化石蜡是一种有机物，石蜡烃的氯化衍生物，具有低挥发性、阻燃、电绝 缘性良好、价廉等优点，可用作阻燃剂和聚氯乙烯辅助增塑剂。广泛用于生产 电缆料、地板料、软管、人造革、橡胶等制品。以及应用于聚氨酯防水涂料、 聚氨酯塑胶跑道，润滑油，等的添加剂。应用在本发明中发挥增塑剂作用，可 以作为结膜抑尘的主要材料。
絮凝剂采用聚丙烯酰胺；聚丙烯酰胺(PAM)是一种线型高分子聚合物，化 学式为(C3H5NO)n，能以任意比例溶于水，水溶液为均匀透明的液体；由于聚丙 烯酰胺结构单元中含有酰胺基、易形成氢键、使其具有良好的水溶性和很高的 化学活性，易通过接枝或交联得到支链或网状结构的多种改性物，有“百业助 剂”之称，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，分子量的大小 对溶解度影响很小；在适宜的低浓度下，聚丙烯酰胺溶液可视为网状结构，链 间机械的缠结和氢键共同形成网状节点；PAM水溶液与许多能和水互溶的有机 物有很好的相容性，对电解质有很好的相容性；
聚丙烯酰胺应用在本发明技术方案中，聚丙烯酰胺分子链可固定在不同的 颗粒表面上、或者在各小颗粒之间形成聚合物的桥，使得若干小颗粒聚成集体 而颗粒变大；聚丙烯酰胺分子上的极性基团颗粒可吸附空气中PM2.5，PM10颗 粒，降低空气中的污染物浓度；聚丙烯酰胺分子还可以吸附空气中的水分，对 作业后的基层起到保湿锁水的作用，降低粉尘被风力等原因卷起的可能性，从 而降低扬尘污染。
本发明中加入氯化石蜡，氯化石蜡凝固点低于-30℃，可使得抑尘剂涂膜在 常温和较低的温度下保持“黏”的状态，以增加对粉尘的吸附能力。
增稠剂采用硅烷偶联剂；硅烷偶联剂常用作密封剂、粘接剂和增粘剂，能 提高原料组合物之间的粘接强度、耐水、耐气候等性能；硅烷偶联剂往往可以 解决某些材料长期以来无法粘接的难题，硅烷偶联剂作为增粘剂的作用原理在 于它本身有两种基团；一种基团可以和被粘的骨架材料结合；而另一种基团则 可以与高分子材料或粘接剂结合，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，大 大改善了粘接强度；从充分发挥其效能和降低成本的角度出发，常作为骨架材 料的表面处理剂和粘接剂。
硅烷偶联剂在本发明中作为粘接剂和增粘剂，以增强对粉尘的粘附作用。
保水剂采用预糊化淀粉；
预糊化淀粉是一种加工简单，用途广泛的变性淀粉，应用时只要用冷水调 成糊，免除了加热糊化的麻烦。广泛应用于医药、食品、化妆品、饲料、石油 钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。
淀粉粒在适当温度下(各种来源的淀粉所需温度不同，一般60～80℃)在 水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。糊化作用的本质是 淀粉粒中有序及无序(晶质与非晶质)态的淀粉分子之间的氢键断开，分散在 水中成为胶体溶液。
糊化后的淀粉又称为α-化淀粉。将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥，可 得易分散于凉水的无定形粉末，即“可溶性α-淀粉”。
预糊化淀粉的主要性质是溶解速度快和粘接性高，能够快速溶于冷水而形 成高粘度淀粉糊，具有成型后强度高，服后易消化，易溶解及无毒副作用等特 点；因而通常在制药工业上应用为淀粉粘接剂，在金属铸造中作砂型粘合剂， 在纺织工业中广泛地用作上浆剂，在石油工业用于油井钻泥中，增加蓄水性和 黏度等；本发明中采用预糊化淀粉与粉尘混合粘合，增加蓄水性和黏度，从而 黏附粉尘防止飞扬。
进一步地，聚乙烯醇选择PVA17-88型号,其平均聚合度为1700-1800、分 子量为84000-89000，醇解度均为88％±2％。
聚丙烯酸钠为工业级，其游离单体≤0.5％(以游离丙烯酸单体计)。
氯化石蜡为CP-52,其凝固点≤-30℃。
聚丙烯酰胺为阴离子聚丙烯酰胺，其分子量为800万-1000万。
阴离子聚丙烯酰胺具有：
1、澄清净化作用；
2、沉降促进作用；
3、过滤促进作用；
4、增稠作用及其它作用。
本发明中充分利用阴离子聚丙烯酰胺的沉降促进和增稠作用，吸附固体粒 子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物。
聚丙烯酰胺的离子度：采用用不同离子度的絮凝剂经过先做小试进行挑选， 选出最佳适宜的聚丙烯酰胺，确保既能够获得最佳絮凝剂效果，同时加药量最 少，节约成本投入。
硅烷偶联剂型号为KH560。
预糊化淀粉采用工业级玉米预糊化淀粉，其1％水溶液PH值为6-8。
防腐剂采用工业级甲基异噻唑啉酮，其有效成分含量为14％。
甲基异噻唑啉酮(MIT)，化学式为C4H5NOS，分子量为115.15，是一种高 效杀菌剂，耐热之水性防腐剂，对于抑制微生物的生长有很好的作用，可以抑 制粉尘中细菌、真菌、霉菌及霉菌的生长，该产品在常规使用可以直接加入个 人护理用品、化妆品等领域，应用到本发明中，对环境也无副面作用。
上述环保通用多功能抑尘剂可以按照以下方法步骤进行制备：
S1、称量水；
S2、边搅拌边缓慢加入聚乙烯醇；
S3、加热至45～50℃；
S4、保持30min；
溶解聚乙烯醇时在搅拌下加入室温水中，分散均匀后再升温加速溶解，这 样可以防止结块，确保溶解速度。
操作注意事项：提供良好的自然通风条件。操作人员必须经过专门培训， 严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护 眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸 烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂接触。搬运 时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏 应急处理设备。注意倒空的容器可能残留有害物。
S5、冷却至室温；
S6、加入丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、预胡化淀粉、氯化石蜡、硅烷偶联剂、 防腐剂；
S7、搅拌均匀；
S8、得到抑尘剂原液。
上述环保通用多功能抑尘剂可以按照以下步骤使用：
第一步，将抑尘剂用自来水稀释100倍，得到稀释后的抑尘剂稀释液；
第二步，将稀释液灌装入洒水车；
第三步，采用雾状喷头，对使用场所按照1-1.5L/M2均匀喷洒进行喷洒。
本发明环保通用多功能抑尘剂可以应用在建筑工地或者渣土堆放场，或者 其他需要抑制灰尘飞扬的场所。
本发明的环保通用多功能抑尘剂，组分原料中主要采用食品制造技术领域 中常用的预糊化淀粉、聚丙烯酸钠，对土壤、水源、人、动植物无毒副作用； 聚乙烯醇和预糊化淀粉在短期内可以自然降解，在满足抑尘效果的同时，降低 对自然环境的副面影响；对土壤和水源无污染、对混凝土结构无腐蚀作用、不 影响植物的正产生长，功能丰富，通用性好，能够满足各种有扬尘需要场所的 使用需求，解决了传统抑尘剂功能单一，通用性差的技术现状。
实施例一：
首先称量89.75kg水，注入反应釜中，同时搅拌，搅拌过程中缓慢加入0.5kg 的PVA17-88聚乙烯醇；搅拌均匀后，加热至50℃，然后保温33min；再冷却至 室温，然后分别加入0.4kg工业级聚丙烯酸钠、0.1kg的CP-52氯化石蜡、0.1kg 阴离子聚丙烯酰胺、0.05kg的KH560硅烷偶联剂、9kg工业级玉米预糊化淀粉、 0.1kg工业级甲基异噻唑啉酮；继续搅拌均匀，得到100kg抑尘剂原液。
1、取样检测：按照T/CAEPI 7-2017标准要求进行性能检测，结果见附表 1。
附表1
2、按照GB/T 19780.26-2000检测其对植物生长的影响：将实施例一制得 的环保通用多功能抑尘剂分别喷洒于植物叶片上和浇灌于植物根部，观察7天， 具体结果见附表2。
附表2
实施例二：
首先称量87.4水kg水，注入反应釜中，同时搅拌，搅拌过程中缓慢加入 1.5kg的PVA17-88聚乙烯醇；搅拌均匀后，加热至50℃，然后保温33min；再 冷却至室温，然后分别加入0.5kg工业级聚丙烯酸钠、0.2kg的CP-52氯化石 蜡、0.15kg阴离子聚丙烯酰胺、0.1kg的KH560硅烷偶联剂、10kg工业级玉米 预糊化淀粉、0.15kg工业级甲基异噻唑啉酮；继续搅拌均匀，得到100kg抑尘 剂原液。
实施例三：
首先称量85.05水kg水，注入反应釜中，同时搅拌，搅拌过程中缓慢加入 2.5kg的PVA17-88聚乙烯醇；搅拌均匀后，加热至50℃，然后保温33min；再 冷却至室温，然后分别加入0.6kg工业级聚丙烯酸钠、0.3kg的CP-52氯化石 蜡、0.2kg阴离子聚丙烯酰胺、0.15kg的KH560硅烷偶联剂、11kg工业级玉米 预糊化淀粉、0.2kg工业级甲基异噻唑啉酮；继续搅拌均匀，得到100kg抑尘 剂原液。
实施例四：
现场使用验证：取实施例二中制得的环保通用多功能抑尘剂用自来水稀释 100倍，然后采雾状喷头的洒水车对建筑工地进行喷洒，按照1-1.5L/M2均匀喷 洒，24小时后对可吸入颗粒物进行测试，测试结果见附表3。
附表3
实施例五：
现场使用验证：取实施例三中制得的环保通用多功能抑尘剂用自来水稀释 100倍，然后采雾状喷头的洒水车对渣土堆放场进行喷洒，按照1-1.5L/M2均匀 喷洒，24小时后对可吸入颗粒物进行测试，测试结果见附表4。
附表4
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其 他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权 利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环保通用多功能抑尘剂，其特征在于：包括以下组分：非离子水溶性聚合物、阳离子水溶性聚合物、氯化石蜡、絮凝剂、增稠剂、保水剂、防腐剂和水，各组分按照质量百分比计，具体配比如下：
各组分质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述环保通用多功能抑尘剂，其特征在于：
所述非离子水溶性聚合物为聚乙烯醇；
所述阳离子水溶性聚合物为聚丙烯酸钠；
所述絮凝剂为聚丙烯酰胺；
所述增稠剂为硅烷偶联剂；
所述保水剂为预糊化淀粉。
3.根据权利要求2所述环保通用多功能抑尘剂，其特征在于：所述聚乙烯醇型号为PVA17-88,其平均聚合度为1700-1800、分子量为84000-89000。
4.根据权利要求2所述的环保通用多功能抑尘剂，其特征在于：所述聚丙烯酸钠为工业级，其游离单体≤0.5％(以游离丙烯酸单体计)。
5.根据权利要求2所述的环保通用多功能抑尘剂，其特征在于：所述氯化石蜡为CP-52,其凝固点≤-30℃。
6.根据权利要求2所述的多功能抗菌涂料，其特征在于：所述聚丙烯酰胺型号为阴离子类型，其分子量为800万-1000万。
7.根据权利要求2所述的环保通用多功能抑尘剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂型号为KH560。
8.根据权利要求1所述的环保通用多功能抑尘剂，其特征在于：所述预糊化淀粉为工业级玉米预糊化淀粉，其1％水溶液PH值为6-8。
9.根据权利要求2所述的环保通用多功能抑尘剂，其特征在于：所述防腐剂为工业级甲基异噻唑啉酮，其有效成分含量为14％。
10.根据权利要求2～9之一所述的环保通用多功能抑尘剂，其特征在于：所述抑尘剂各组分具体配比如下：
各组分质量百分比之和为100％；
根据权利要求2～9之一所述环保通用多功能抑尘剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、称量水；
S2、边搅拌边缓慢加入聚乙烯醇；
S3、加热至45～50℃；
S4、保持30min；
S5、冷却至室温；
S6、加入丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、预胡化淀粉、氯化石蜡、硅烷偶联剂、防腐剂；
S7、搅拌均匀；
S8、得到抑尘剂原液；
根据权利要求2～9之一所述环保通用多功能抑尘剂的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，将抑尘剂用自来水稀释100倍，得到稀释后的抑尘剂稀释液；
第二步，将稀释液灌装入洒水车；
第三步，采用雾状喷头，对使用场所按照1-1.5L/M2均匀喷洒进行喷洒；
权利要求2～9之一所述环保通用多功能抑尘剂在建筑工地或者渣土堆放场的应用。
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