CN113249094A

CN113249094A - 一种润湿型复合路面抑尘剂及其使用方法

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Publication number: CN113249094A
Application number: CN202011025994.4A
Authority: CN
Inventors: 李永强; 王浩; 蔡觉先; 刘玲; 周亚萍; 安勇鹏
Original assignee: Lanzhou Tianji Environmental Protection Co ltd
Current assignee: Lanzhou Tianji Environmental Protection Co ltd
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2021-08-13

Abstract

本发明提供一种润湿型复合路面抑尘剂，由吸湿剂、保湿剂、增稠剂与表面活性剂组成；所述的吸湿剂选自溴化锂、氯化锂或果糖，保湿剂选自PCA‑Na、三甲基甘氨酸或聚乙二醇，增稠剂选自羧甲基纤维素钠、氧化胺、水玻璃或聚丙烯酰胺，表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠或者丁二酸钠。本发明润湿型复合路面抑尘剂无毒、无副作用，价格低廉、性能优异、有效作用时间长、不污染环境、原料易购、使用方便。

Description

一种润湿型复合路面抑尘剂及其使用方法

【技术领域】

本发明属于环境保护技术领域。更具体地，本发明涉及一种润湿型复合路面抑尘剂，还涉及所述润湿型复合路面抑尘剂的使用方法。

【背景技术】

随着社会经济的发展，工业化和城市化进程的加快，环境污染问题日益严重。其中的粉尘污染问题是世界性的难题，对人类的危害也愈来愈严重。无组织粉尘排放作为大气污染的主要来源之一，对人们的居住环境和人身健康造成严重的危害，近年来成为了治理的重点。城市硬化路面扬尘更是城镇二次扬尘的主要来源。目前，人们对抑制粉尘污染进行了大量研究工作，取得一定进展，例如CN 102660226 A公开一种高分子聚合物抑尘剂组合物，它是由纤维素类高分子化合物、聚氧乙烯型非离子表面活性剂、丙三醇、氯化钙与水组成。CN 105602525 A公开一种协同保湿防冻煤尘抑制剂及其制备方法；该煤尘抑制剂由粘结剂、成膜剂、渗透剂、保湿剂、凝聚剂、抗冻剂和水组成。CN 105907373 A公开一种磁性抑尘剂，它含有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠、羧甲基淀粉钠和磁性纳米颗粒。但是，这些抑尘剂还存在一些技术问题，例如有些抑尘剂粘结吸附效果不佳，持续保湿效果时间短，某些吸湿性盐具有腐蚀性，抑尘成本高。

另外，目前国内外主要采用喷洒水法抑制路面扬尘，洒水简单方便，但蒸发速度快且作用时间短，对积尘厚度大路面满足不了长期有效抑尘的需求。湿润剂除尘是在水力除尘的基础上发展起来的一种除尘技术。湿润剂溶于水中时,可降低水的表面张力,提高水对粉尘的湿润能力和抑尘效果,特别适合于疏水性的呼吸性粉尘。

因此，本发明人在总结现有技术的基础之上，研究开发一种使用方便、持久润湿性和长久吸湿保湿性的润湿型路面抑尘剂，其经济指标与喷水法相当或优于喷水法。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种润湿型路面抑尘剂。

本发明的另一个目的是提供所述润湿型路面抑尘剂的使用方法。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

一种润湿型路面抑尘剂，其特征在于它是由0.6～1.2重量份吸湿剂、0.5～0.9重量份保湿剂、2.0～5.0重量份增稠剂与0.2～0.6重量份表面活性剂组成；

所述的吸湿剂是一种或多种选自溴化锂、氯化锂或果糖的吸湿剂；

所述的保湿剂是一种或多种选自PCA-Na、三甲基甘氨酸或聚乙二醇的保湿剂；

所述的增稠剂是一种或多种选自羧甲基纤维素钠、氧化胺、水玻璃或聚丙烯酰胺的增稠剂；

所述的表面活性剂是一种或多种选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠或者丁二酸钠的表面活性剂。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的润湿型路面抑尘剂是由0.7～1.1重量份吸湿剂、0.5～0.8重量份保湿剂与2.3～4.6重量份增稠剂与0.2～0.5重量份表面活性剂组成。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的润湿型路面抑尘剂是由0.8～1.0重量份吸湿剂、0.5～0.7重量份保湿剂与2.8～4.2重量份增稠剂与0.3～0.4重量份表面活性剂组成。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的吸湿剂是一种或多种选自溴化锂、氯化锂或果糖的吸湿剂。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的保湿剂是一种或多种选自PCA-Na、三甲基甘氨酸或聚乙二醇的保湿剂。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的增稠剂是一种或多种选自羧甲基纤维素钠、氧化胺、水玻璃或聚丙烯酰胺的增稠剂。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的表面活性剂是一种或多种选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠或者丁二酸钠的表面活性剂。

本发明还涉及所述润湿型路面抑尘剂的使用方法。

该使用方法步骤如下：

首先，将0.6～1.2重量份吸湿剂、0.5～0.9重量份保湿剂、2.0～5.0重量份增稠剂与0.2～0.6重量份表面活性剂放到混合机中搅拌混合均匀，得到所述的润湿型路面抑尘剂；

然后，按照润湿型路面抑尘剂与水的重量比8～12：92～88，把所述的润湿型路面抑尘剂添加到水中，搅拌均匀，完全溶解，接着使用喷雾器将得到的溶液喷洒于路面。

根据本发明的一种优选实施方式，所述的润湿型路面抑尘剂是由0.7～1.1重量份吸湿剂、0.5～0.8重量份保湿剂与2.3～4.6重量份增稠剂与0.2～0.5重量份表面活性剂组成。

根据本发明的另一种优选实施方式，在喷洒路面时，所述润湿型路面抑尘剂的喷洒量是1.5～2.5g/m²。

下面将更详细地描述本发明。

本发明涉及一种润湿型路面抑尘剂，这种路面抑尘剂由增稠剂与少量吸水、保湿、表面活性剂组成。润湿型路面抑尘剂通过具有润湿和渗透作用的表面活性剂，大幅度降低水的表面张力，提高水与粉尘颗粒之间的结合能力，更加容易捕捉到粉尘颗粒，从而达到抑尘的效果。从而达到路面抑尘的目的。使用过程环保无污染，是一种可降解的润湿型环保型路面抑尘剂。

本发明涉及一种润湿型路面抑尘剂，所述的润湿型路面抑尘剂是由0.6～1.2重量份吸湿剂、0.5～0.9重量份保湿剂、2.0～5.0重量份增稠剂与0.2～0.6重量份表面活性剂组成；

在本发明中，所述吸湿剂的主要作用是能够吸收大气中的水分，使被保护地面保持湿润，无大量尘埃泛起。本发明使用吸湿剂的吸湿能力通常高于普通甘油类吸湿剂，因此，凡是具有吸收大气中水分性能与这种吸湿能力、对环境不会造成不利影响的物质都可以用于本发明，它们也都在本发明保护范围之内。

所述的吸湿剂是一种或多种选自溴化锂、氯化锂或果糖的吸湿剂。这些吸湿剂都是目前市场上销售的产品，例如由上海化冉实业有限公司以商品名工业级无水溴化锂销售的溴化锂。

优选地，所述的吸湿剂是一种或多种选自氯化锂或果糖的吸湿剂。

在本发明中，所述保湿剂的主要作用是能够减缓水分蒸发速度、使吸收的水分不易被蒸发。本发明使用保湿剂的保湿能力通常高于普通保湿剂的保湿效果和持续保湿时效，也高于其他同类抑尘产品的保湿能力。因此，凡是具有减缓水分蒸发速度与这种保湿能力、对环境不会造成不利影响的物质都可以用于本发明，它们也都在本发明保护范围之内。

所述的保湿剂是一种或多种选自PCA-Na、三甲基甘氨酸或聚乙二醇的保湿剂；这些保湿剂都是目前市场上销售的产品，例如由广州市文博国际贸易有限公司以商品名吡咯烷酮羧酸钠销售的吡咯烷酮羧酸钠、由济南沃尔德化工有限公司以商品名三甲基甘氨酸销售的三甲基甘氨酸。

优选地，所述的保湿剂是一种或多种选自三甲基甘氨酸或乙二醇的保湿剂。

在本发明中，所述增稠剂的主要作用是在它与粉尘接触时能够使粉尘润湿，从而使浸润粉尘不再产生污染。因此，凡是具有这种增稠能力，同时对环境不会造成不利影响的物质都可以用于本发明，它们也都在本发明保护范围之内。

所述的增稠剂是一种或多种选自羧甲基纤维素钠、氧化胺、水玻璃或聚丙烯酰胺的增稠剂。这些增稠剂都是目前市场上销售的产品，例如由任丘市亿邦环保科技有限公公司以商品名羧甲基纤维素钠销售的羧甲基纤维素钠。由济南英出化工科技有限公司以商品名氧化胺销售的氧化胺。

优选地，所述的增稠剂是一种或多种选自水玻璃或聚丙烯酰胺的增稠剂。

在本发明的润湿型路面抑尘剂中，吸湿剂、保湿剂、增稠剂与表面活性剂都是必需组分，它们紧密相关，没有增稠剂作用于大颗粒扬尘，无法是扬尘颗粒附着与地面；没有吸湿剂，附着于地面的扬尘颗粒物无法从空气中吸取水分，保持湿润；没有保湿剂，地面无法保持长时间湿润，无法达到抑制扬尘的效果；没有表面活性剂，抑尘剂无法迅速渗透浸润颗粒堆积物，无法因此四者缺一不可，相互配合。

在本发明中，保湿剂与粘结剂含量在所述范围内时，如果吸湿剂含量小于0.6，则会影响吸湿效率，达不到湿润粉尘颗粒效果；如果吸湿剂含量大于1.2重量份，则会影响粉尘粘结吸附效果；因此，吸湿剂含量为0.6～1.2重量份是合理的，优选地是0.7～1.1重量份，更优选地是0.8～1.0重量份；

在本发明中，吸湿剂与粘结剂含量在所述范围内时，如果保湿剂含量小于0.5，则会导致附着与地面的粉尘开裂，形成二次污染；如果保湿剂含量大于0.9重量份，则会影响路面形成固化层的韧性；因此，保湿剂含量为0.5～2.2重量份是恰当的，优选地是0.5～0.8重量份，更优选地是0.5～0.7重量份；

在本发明中，吸湿剂与保湿剂含量在所述范围内时，如果增稠剂含量小于2.0，则会影响增稠效果，使粉尘附着地面效果变差；如果增稠剂含量大于5.0重量份，则会使大颗粒粉尘粘结在一起，出现路面粉尘板结现象；因此，增稠剂含量为2.0～5.0重量份是合适的，优选地是2.3～4.6重量份，更优选地是2.8～4.2重量份。

在本发明中，吸湿剂、保湿剂与增稠剂含量在所述范围内时，如果表面活性剂含量小于0.2，则会影响溶液渗透速度，使粉尘与水的结合效果变差；如果表面活性剂含量大于0.6重量份，则会无法降低水的表面张力，结合效果不能达到最好；因此，表面活性剂含量为0.2～0.6重量份是合适的，优选地是0.2～0.5重量份，更优选地是0.3～0.4重量份

优选地，所述的润湿型路面抑尘剂是由0.8～1.0重量份吸湿剂、0.5～0.7重量份保湿剂与2.8～4.2重量份增稠剂与0.3～0.4重量份表面活性剂组成。

更优选地，所述的润湿型路面抑尘剂是由0.8～1.0重量份吸湿剂、0.5～0.7重量份保湿剂与2.8～4.2重量份增稠剂与0.3～0.4重量份表面活性剂组成。

本发明还涉及所述润湿型路面抑尘剂的使用方法。

该使用方法步骤如下：

首先，将将0.6～1.2重量份吸湿剂、0.5～0.9重量份保湿剂、2.0～5.0重量份增稠剂与0.2～0.6重量份表面活性剂放到混合机中搅拌混合均匀，得到所述的润湿型路面抑尘剂；

有关吸湿剂、保湿剂、增稠剂与表面活性剂的情况已经在前面描述过，因此这里不再赘述。

根据本发明，优选地，所述的润湿型路面抑尘剂是由0.8～1.0重量份吸湿剂、0.5～0.7重量份保湿剂与2.8～4.2重量份增稠剂与0.3～0.4重量份表面活性剂组成。

根据本发明，在喷洒路面时，所述润湿型路面抑尘剂的喷洒量是1.5～2.5g/m²。

【附图说明】

图1喷洒抑尘剂后PM10浓度。

【具体实施方式】

以下实施例用于非限制性地解释本发明的技术方案。

实施例1

选择兰州市道路作为抑尘剂喷洒试验道路，选择该市安宁区主要一十字路口作为大气采样点，点1位于车辆驶入该区的主干道，点2位于连接城乡的枢纽道路。这两个点位都在十字路口区域，可以对大气质量进行科学测量，从而判断出该抑尘剂的应用效果。结合该市的气象信息得出未来三天的天气情况，风速不大并且较为稳定，所以可以忽视气候对于试验结果的影响。根据最新的空气污染指数可以发现8号的污染程度要略大于6号和7号，所以，对比这三天的试验数据可以表明抑尘剂效果显著并且具有持续性。

(一)PM₁₀浓度

如图1所示，为监测点和对照点可吸入颗粒物的浓度变化对比^[2]。从图中可以发现喷洒复合型抑尘剂后对于PM₁₀起到了比较明显的控制作用，在喷洒后三个小时内平均浓度降低了20％，该抑尘剂和上文提及的郑向军等人研制的抑尘剂控制效果存在一些差异，造成这种现象的原因可能是该市的PM₁₀浓度较高或者湿度较低，因此在研究抑尘剂时也要考虑地理因素。

(二)PM_2.5浓度

由于，PM_2.5颗粒直径较小，不容易发生凝滞。所以复合型抑尘剂对于PM_2.5也有着一定的制约效果。另外，大气中PM2.5有近40％来源于原始排放，还有25％来源于光化学转化^[3]。因此，汽车排放只是PM2.5来源的一部分，但是通过光化学反应产生的二次气溶胶才是PM_2.5的来源，所以，复合型抑尘剂对于PM_2.5的抑制效果略差一些，没有PM₁₀控制效果明显。通过对比分析，发现监测点1在高峰期对于PM_2.5抑制作用不太明显，有些时候还会高于对照点的浓度，该点位的PM2.5平均控制效果为10％。处于高峰期，点2和点1平均去除率大体相同。在车流量不高的时期，点1和PM_2.5去除率要比点2低于8％左右，综合考虑下，可以得出结论，车流量对于PM_2.5的扰动性有着非常大的影响^[4]。

(三)NO_x浓度

空气中的NOx主要来源于人为源排放和自然源排放。其中，人为源包括机动车尾气排放和化石燃料燃烧等，而自然源包括闪电、微生物排放等。到目前为止，自然源排放远远低于人为源排放，所以NOx的主要来源是人为排放，也就是NOx的空气含量受到机动车排放和采暖季燃煤排放的直接影响。通过对比分析，可以发现应用抑尘剂对于NOx的控制效果要低于PM_2.5和PM₁₀的抑制效果，并且在6号的抑制效果最为明显，可以达到18％，经过计算，可以得出平均去除率为13％。

经济分析(一)洒水成本分析

本次试验道路长度大约为200千米，平均道路宽度为15米，间隔两个小时喷洒一次，一天大约喷洒6到8次，每次的洒水量为每平方米0.5升。考虑到取水问题，所以实际路程为400千米，产生油耗达到200升，一天行驶路程总和为2400千米，共计洒水量为10000升^[5]。环卫洒水车行车速度约为每小时30千米，喷洒行车速度为每小时5千米，经过计算，得出喷洒全路程需洒水车40辆，每天燃油量可达1600升。

(二)喷洒抑尘剂成本分析

综合上述实验数据以及相关检测情况，发现复合型抑尘剂的控制效果周期在4到7天左右。所以需要每间隔4天就要向道路喷洒一次抑尘剂，每月车辆行驶距离大约为14400千米，所需洒水车4台。在喷洒抑尘剂时，洒水车每日会消耗燃油240升，所以月度燃油消耗总量为7200升^[6]。所应用的复合型道路抑尘剂配置浓度为1％，洒水车喷洒量在每平方米2到3升，而每个月需要复合型抑尘剂总量为5400吨，因此所需固体抑尘剂约为54吨。

产品比对及分析

1.甘油类抑尘产品具有良好的经济性，但施用量较大时路面光滑度增加，同时由于甘油生物耗氧量大所造成的环境问题，也限制了其使用。

2.无机抑尘剂包括钙镁及硅酸盐类，氯化物亲水性能好，可吸收空气中的水分，保持近地面湿润度，对环境危害小，但对金属具有一定的腐蚀性。

3.合成的高吸水性树脂，其单体价格较高，在极端温度条件下材料容易失去其性能，且产物中存在一定的有害物质残留。相对而言，无机材料也有很好的吸水性，特别是低温条件下具有良好的抗受性，高温下也能保持较好的保水性，但也存在腐蚀道路和金属的弊端。

本发明中的一种湿润型复合抑尘剂经过大量试验和使用证明，通过对成分含量的精确计算可实现上述材料的优势互补，既对环境没有伤害，也能将抑尘保湿效果发挥到最大。该产品对于城市道路路面所产生的粉尘有良好的润湿和抑制作用。该湿润型复合型路面抑尘剂完美的解决了上述其他路面抑尘剂遇到的问题。

通过对洒水成本和喷洒抑尘剂的成本进行对比分析，可以发现该市每个月应用道路抑尘剂要比使用洒水方式可以节约近30％的施工成本，每个月节省资金约为50万元，年度成本控制约在600万左右。

本发明润湿型路面抑尘剂是一种吸湿保湿增稠剂，使用时将其均匀喷洒于路面，形成润湿层，该润湿层通过降低水的表面张力能够将路面地表空气中的粉尘颗粒增稠粘结在一起，并具有一定的韧性，能有效防止路面扬尘。同时，本发明润湿型路面抑尘剂在生产中和使用后，均不会对环境产生污染，完全符合绿色环保要求。本发明人根据实际需要、反复试验确定各种基料、填料的配比。本发明润湿型复合路面抑尘剂无毒、无副作用，价格低廉、性能优异、有效作用时间长、不污染环境、原料易购、使用方便。

Claims

1.一种润湿型复合路面抑尘剂，其特征在于它是由0.6～1.2重量份吸湿剂、0.5～0.9重量份保湿剂、2.0～5.0重量份增稠剂与0.2～0.6重量份表面活性剂组成；

所述的增稠剂是一种或多种选自羧甲基纤维素钠、氧化胺、水玻璃或聚丙烯酰胺的增稠剂

2.根据权利要求1所述的润湿型复合路面抑尘剂，其特征在于它是由0.7～1.1重量份吸湿剂、0.5～0.8重量份保湿剂与2.3～4.6重量份增稠剂与0.2～0.5重量份表面活性剂组成。

3.根据权利要求1所述的润湿型复合路面抑尘剂，其特征在于它是由0.8～1.0重量份吸湿剂、0.5～0.7重量份保湿剂与2.8～4.2重量份增稠剂与0.3～0.4重量份表面活性剂组成。

4.根据权利要求1所述的润湿型复合路面抑尘剂，其特征在于所述的吸湿剂是一种或多种选自溴化锂、氯化锂或果糖的吸湿剂。

5.根据权利要求1所述的润湿型复合路面抑尘剂，其特征在于所述的保湿剂是一种或多种选自PCA-Na、三甲基甘氨酸或聚乙二醇的保湿剂。

6.根据权利要求1所述的润湿型复合路面抑尘剂，其特征在于所述的增稠剂是一种或多种选自羧甲基纤维素钠、氧化胺、水玻璃或聚丙烯酰胺的增稠剂。

7.根据权利要求1所述润湿型复合路面抑尘剂的使用方法，其特征在于该使用方法步骤如下：

首先，将0.6～1.2重量份吸湿剂、0.5～0.9重量份保湿剂、2.0～5.0重量份增稠剂与0.2～0.6重量份表面活性剂放到混合机中搅拌混合均匀，得到所述的润湿型复合路面抑尘剂；

所述的表面活性剂是一种或多种选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠或者丁二酸钠的表面活性剂；

然后，按照润湿型复合路面抑尘剂与水的重量比8～12：92～88，把所述的润湿型路面抑尘剂添加到水中，搅拌均匀，完全溶解，接着使用喷雾器将得到的溶液喷洒于路面。

8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于所述的润湿型复合路面抑尘剂由0.7～1.1重量份吸湿剂、0.5～0.8重量份保湿剂与2.3～4.6重量份增稠剂与0.2～0.5重量份表面活性剂组成。

9.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于所述的润湿型复合路面抑尘剂是由0.8～1.0重量份吸湿剂、0.5～0.7重量份保湿剂与2.8～4.2重量份增稠剂与0.3～0.4重量份表面活性剂组成。

10.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于在喷洒路面时，所述润湿型复合路面抑尘剂的喷洒量是1.5～2.5g/m²。