CN113046028A

CN113046028A - 高效降尘剂及其制备方法

Info

Publication number: CN113046028A
Application number: CN202110383199.0A
Authority: CN
Inventors: 赵永强; 倪元; 李静; 刘岩
Original assignee: Hebei Lanjiang Biological Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Hebei Lanjiang Biological Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2021-06-29
Anticipated expiration: 2041-04-09
Also published as: CN113046028B

Abstract

本发明公开了一种通过喷洒方式用于空气降尘的高效降尘剂，其原料组成包括物料A与物料B，所述物料A由原料丙烯酸与天门冬氨酸或天门冬氨酸缩聚物在碱性环境及温度75～85℃条件下反应制得的，所述物料B包括磷酸三钠、苄索氯铵、壬基酚聚氧乙烯醚等。获得的降尘剂，对于空气中的悬浮颗粒物能够迅速捕捉、沉降，净化空气中的颗粒污染浓度，起到有效清洁净化的效果，且该降尘剂对于人体无毒、无刺激作用，对于喷洒设备无腐蚀影响，尤在雾霾天气的缓解治理方面，表现出突出效果。

Description

高效降尘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种高效降尘剂，以及该高效降尘剂的制备方法。

背景技术

近年来人们逐渐意识到大气中的悬浮颗粒物对人体健康具有危害，尤其可吸入颗粒物，被人体吸入后会累积在呼吸系统，引发诸多疾病如可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病等。可吸入颗粒物，一般是指粒径在10微米以下的颗粒物，俗称PM10，通常来自机动车辆在未铺沥青、水泥路面上的行驶过程、材料的破碎碾磨处理过程以及被风扬起的尘土，因其可以长期飘浮在空气中，对大气环境的污染及人类健康的危害会持续很长时间。

随着人们对空气质量要求地日渐提高，目前环卫机构往往会采取道路喷洒方式降低空气中灰尘含量，以减少城市道路灰尘、减少雾霾污染、提高空气质量。通过洒水湿润地面，防止表面的尘土飞扬；通过喷雾捕捉空气中的尘埃粒子，降低空气中的颗粒含量。但只通过洒水润湿后的尘土或只靠水雾捕捉后的尘埃颗粒只能短暂的停留在路面上，水分流失后尘土和尘埃颗粒又重新回到空气中变成悬浮颗粒，较难实现降低空气中可吸入颗粒物浓度、净化环境的目的；另外水雾捕捉颗粒物的效率低，对于空气质量净化作用往往不能满足需求，且地下水质或自来水质具有一定的成垢腐蚀性，长时间使用会堵塞洒水车、雾炮车喷头及喷雾装置。因此开发一种对于可吸入颗粒物有效且环保的降尘剂，是解决雾霾污染较为行之有效的方法。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种高效降尘剂，该降尘剂可通过喷洒方式将漂浮在空气中的污染颗粒物迅速捕捉、沉降，淡化空气中的颗粒浓度，达到有效清洁净化空气的效果，且对于人体无毒、无刺激作用，对于喷洒设备无腐蚀影响。

为实现上述目的，本发明提供了一种高效降尘剂，通过喷洒方式用于空气降尘，每百份降尘剂包括以下质量份组分：

物料A 90～95份；

物料B 5～10份；

所述物料A由原料丙烯酸与天门冬氨酸或天门冬氨酸缩聚物在碱性环境及温度75～85℃条件下反应制得，并控制物料A的分子量为30～100万；所述丙烯酸与天门冬氨酸或丙烯酸与天门冬氨酸缩聚物的用量比均为(6.5～7):(1～1.5)；

所述天门冬氨酸缩聚物的分子量为3000～5000，包括聚天冬氨酸、聚天冬氨酸盐中的至少一种；

每十份物料B包括以下质量份原料组分：磷酸三钠1～2份、苄索氯铵1～3份、壬基酚聚氧乙烯醚1～3份、其余为水。

本发明的降尘剂，利用特定条件制备的物料A具有润湿、吸附及电荷中和这三重作用的特性，实现对空气中尘埃颗粒的捕捉、沉降。空气中的尘埃颗粒一般带正电荷，以物料A为主成分的降尘剂带负电荷，降尘剂喷洒过程，通过电荷作用与吸附作用捕捉空气中的尘埃颗粒，同时在物料A润湿作用的基础上进一步借助物料B中壬基酚聚氧乙烯醚与苄索氯胺的润湿与发泡效果，使尘埃颗粒与降尘剂水雾充分接触反应，增大颗粒物的比表面积，使颗粒之间发生架桥并压缩双电层，令颗粒体变得更结实紧凑，进而能在重力作用下快速降落于地面，且因其润湿性能够在地面停留较长时间，不易失水再次挥发到空气中，同时又因为30～100万的最佳分子量控制，使捕捉沉降后的粉尘颗粒落地后不会出现黏滑感和板结再次飞尘现象，达到对尘埃颗粒地有效捕捉与沉降，起到高效降尘作用。尤其在雾霾天气使用该降尘剂进行液雾降尘，可以高效净化空气中的颗粒浓度，将漂浮在空气中的污染颗粒物迅速逼降地面，达到清洁净化的效果。另外，组分中的苄索氯铵还具有一定的杀菌抑菌作用，一方面能有效防止降尘剂长时间使用出现绿藻、菌类粘稠物等对喷洒设备产生影响，另一方面其杀菌性能还使空气中悬浮颗粒的部分细菌类感染物得到有效灭杀，降低其致病率；且该降尘剂还具有一定的缓蚀阻垢作用，可以有效避免洒水车和雾炮车在喷洒使用过程中对设备造成的腐蚀和结垢现象。

作为对上述技术方案的限定，每百份降尘剂包括以下质量份原料组分：

物料A 90～93份；

物料B 7～10份。

作为对上述技术方案的限定，每十份物料B还包括以下质量份原料组分：香味剂0.1份。

进一步限定组分间的优选配比，加强降尘效果，并在物料B中增加液态香味剂的使用，添加空气的清淡香味，愉悦心情，降低污染对人们的影响。

作为对上述技术方案的限定，所述降尘剂的固含量为38～42％。

作为对上述技术方案的限定，所述降尘剂在洒水车或雾炮车上喷洒使用时，需配置成质量浓度0.1～0.2‰。

进一步限定降尘剂的产品标准与使用量，确保降尘净化效果。

同时，本发明还提供了如上所述高效降尘剂的制备方法，包括以下步骤：

a、制备物料A：在聚合反应釜中先依次加入部分量的碱液与丙烯酸，再加入全部量的天门冬氨酸或天门冬氨酸缩聚物，然后釜内升温至75～85℃，搅拌反应1小时后，将剩余的丙烯酸与碱液分别以流加方式加入到聚合反应釜内，控制流加时间在2～2.5小时，流加过程持续搅拌反应，待流加完成后再保温搅拌进行增粘反应30±5分钟，得到分子量为30～100万的红褐色或红棕色粘稠状物料A；

b、配置物料B：在另一反应釜中依次加入磷酸三钠、苄索氯铵、壬基酚聚氧乙烯醚、香味剂和水，常温常压下搅拌至全部溶解，得到混合均匀的物料B；

c、配置降尘剂：搅拌状态下，将物料B以流加方式加入到物料A中，控制流加时间30±5分钟，流加后再搅拌反应1～2小时，得到红褐色或红棕色粘稠状降尘剂。

物料A，是利用单体丙烯酸制备聚合物的过程，通过在原料单体中加入同样适合碱性聚合反应条件但又不与丙烯酸单体发生聚合的天门冬氨酸或天冬氨酸缩聚物，使获得的物料A在粘度、补集悬浮颗粒物、润湿性以及与其它组分复配性方面，均满足降尘需求。通过控制组分物料A的制备条件，确保其显著的降尘净化性能，再在物料B原料组分的混和溶解过程，限定组分间的混合顺序与加入方式，保证降尘剂产品的性状与降尘效果，以获得降尘剂的高效制备。

作为对上述技术方案的限定，步骤a所述碱液与丙烯酸的总量配比为(2.0～2.5):(6.5～7)，所述碱液先加入的量占总量的40～60％，所述丙烯酸先加入的量占总量的40～60％。

作为对上述技术方案的限定，步骤a反应的搅拌速率控制在100～200r/min，步骤c降尘剂配置搅拌速率控制在150～200r/min。

作为对上述技术方案的限定，所述碱液选用质量浓度30～32％的液碱或氢氧化钠溶液。

进一步限定丙烯酸与天门冬氨酸或天门冬氨酸缩聚物的反应条件，控制物料A的有效性能，确保降尘剂的使用效果。

综上所述，本发明的降尘剂，利用物料A具备润湿、吸附及电荷中和的特性，与物料B中的壬基酚聚氧乙烯醚、苄索氯胺复配，实现对于空气中悬浮颗粒物的迅速捕捉与沉降，并使沉降的颗粒物留置在地面，从而净化空气中悬浮颗粒物污染浓度，起到有效清洁净化空气的效果，且该降尘剂使用过程中对于人体无毒、无刺激作用，对于喷洒设备无腐蚀影响，尤在雾霾天气的治理方面，表现出突出效果。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明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。

实施例一

本实施例涉及本发明高效降尘剂的制备与使用效果。

涉及原料丙烯酸、天门冬氨酸或天门冬氨酸缩聚物、液碱或氢氧化钠、磷酸三钠、壬基酚聚氧乙烯醚、苄索氯铵和液态香味剂均为市场购买的典型产品，考虑对环境的友好性，其中原料天门冬氨酸建议选用L-天门冬氨酸，天门冬氨酸缩聚物可以选用聚天冬氨酸、聚天冬氨酸钠盐、聚天冬氨酸钾盐等，分子量在3000～5000。

制备降尘剂：

b、配置物料B：在另一反应釜中依次加入磷酸三钠、苄索氯铵、壬基酚聚氧乙烯醚、液态香味剂和水，常温常压下搅拌至全部溶解，得到混合均匀的物料B；

下表1给出各实施例的原料组成及对应获得的降尘剂产品性状。

将上述获得的降尘剂，以应用于雾炮车为例，测定降尘效果，结果见下表2。每台雾炮车一次装水10吨，喷雾作业时间为1小时，路面覆盖面积约3.5万平方米，以喷雾高度80米计，接触空间为280万立方米，PM10为实时值，数据来源于PM10扬尘监测系统。执行标准《PM10采样器技术要求及检测方法》HJ/T93-2003。

由上表结果可见，本发明的降尘剂可以有效降低可吸入颗粒物浓度，且加入该降尘剂后的容器在放置过程中(放置10天)未出现长绿藻或黏泥现象，而不加降尘剂的容器放置10天后，容器表面明显附着一层黏泥和绿苔，喷雾口也出现堵塞、出水不畅现象。

实施例二

本实施例涉及物料A制备条件对于降尘效果的影响。下表3中给出原料丙烯酸与天门冬氨酸或天门冬氨酸缩聚物不同配比、不同反应温度与时间、获得的不同分子量物料A其单独降尘效果数据。

由上表结果可见分子量在30～100万之间的物料A其降尘效果最高。分析原因为：低温条件下发生的聚合反应不彻底，得到的聚合物分子量过低，而低分子量的聚丙烯酸不能达到吸附架桥、网捕凝聚沉降的目的，而是作为一种分散剂将空气中的粉尘小颗粒进行包裹，形成一个个独立的个体而仍然悬浮或半悬浮在空气中，起不到降尘的效果。而高温反应得到的分子量过高的物料A，其粘度也随之增大，如玻璃胶状的高粘稠混聚物不易溶解到水中，即使经过较长溶解时间溶解后，其在后期使用过程中喷洒捕捉性能低，喷洒高度低，同时洒落到地面的降尘剂使路面黏滑，经风化后地面出现白色的垢状物，重新回到空气中。

实施例三

本实施例涉及物料B中表面活性剂、杀菌剂的改变对降尘效果的影响，下表4中给出由实施例1.1物料A与不同物料B(由其它常规表面活性剂、杀菌剂复配而得)组成的降尘剂降尘效果数据。

对比例一

目前使用的降尘剂一般直接用聚丙烯酸或聚丙烯酰胺的稀释液，但存在较多弊端，不利于推广应用，如一方面降尘效果不明显，见下表5；另一方面聚丙烯酸或聚丙烯酰胺一般为弹性胶体状粘稠物，含量约30～40％，作为降尘剂使用时需要稀释成含量5‰以内，喷洒接触空间降低。

对比例二

天门冬氨酸缩聚物一般为固体或液体，含量一般为25～40％，如果将聚丙烯酸与天门冬氨酸或天门冬氨酸缩聚物进行混合，一方面因聚丙烯酸的胶黏性无法进行搅拌，另一方面会形成电性包裹成颗粒状悬浊液而无法使用。如果将聚丙烯酸稀释后再与天门冬氨酸或天门冬氨酸缩聚物进行混合，则会导致产品固含量过低，达不到降尘使用要求，同时因聚丙烯酸的粘稠性也不能保证两种混合物的均匀性。另外，天门冬氨酸只是作为食品营养剂和医药方面的心脏病等治疗使用，不作为水处理剂使用。

对比实施例与对比例结果可见，本发明的降尘剂能够实现对于空气中悬浮颗粒物的迅速捕捉与沉降，并使沉降的颗粒物留置在地面，从而净化空气中悬浮颗粒物污染浓度，起到有效清洁净化空气的效果，且该降尘剂使用过程中对于人体无毒、无刺激作用，对于喷洒设备无腐蚀影响。

Claims

1.一种高效降尘剂，通过喷洒方式用于空气降尘，其特征在于，每百份降尘剂包括以下质量份组分：

物料A 90～95份；

物料B 5～10份；

2.根据权利要求1所述的高效降尘剂，其特征在于：每百份降尘剂包括以下质量份组分：

物料A 90～93份；

物料B 7～10份。

3.根据权利要求1所述的高效降尘剂，其特征在于，每十份物料B还包括以下质量份原料组分：香味剂0.1份。

4.根据权利要求1所述的高效降尘剂，其特征在于：所述降尘剂的固含量为38～42％。

5.根据权利要求1所述的高效降尘剂，其特征在于：所述降尘剂在洒水车或雾炮车上喷洒使用时，需配置成质量浓度0.1～0.2‰。

6.一种如权利要求1～5中任一项所述的高效降尘剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述高效降尘剂的制备方法，其特征在于：步骤a所述碱液与丙烯酸的总量配比为(2.0～2.5):(6.5～7)，所述碱液先加入的量占总量的40～60％，所述丙烯酸先加入的量占总量的40～60％。

8.根据权利要求6所述高效降尘剂的制备方法，其特征在于：步骤a反应的搅拌速率控制在100～200r/min，步骤c降尘剂配置搅拌速率控制在150～200r/min。

9.根据权利要求6所述高效降尘剂的制备方法，其特征在于：所述碱液选用质量浓度30～32％的液碱或氢氧化钠溶液。