CN116179159A - 一种纯天然可生物降解有机抑尘剂及其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

一种纯天然可生物降解有机抑尘剂，其特征在于，基于抑尘剂的总质量，所述抑尘剂由如下质量百分比的各组分组成：水溶性高分子聚合物50‑90％、增稠保水剂15‑30％、表面活性剂8‑15％。本发明的纯天然可生物降解有机抑尘剂及其制备和应用具有结壳效果好，有机抑尘剂冷水溶胀后粘度极高，水分蒸发后形成交联的硬壳，硬壳厚度可达十厘米以上，硬壳可以有效阻碍粉尘的逸散，可抗一定量的雨水冲刷，可抗12级大风，抑尘时效长，有机抑尘剂的室外环境抑尘时效可长达三个月以上，可生物降解和应用场景多样的优点。

Description

一种纯天然可生物降解有机抑尘剂及其制备和应用
技术领域
本发明涉及防止粉尘扩散技术和环境保护领域，具体地说，是一种纯天然可生物降解有机抑尘剂。
背景技术
抑尘剂的主要用途是抑制粉尘的逸散，将其喷洒在粉尘或易逸散粉尘的物体表面干燥后形成硬壳从而阻挡粉尘的逸散。抑尘剂可广泛应用于煤炭及各类金属、非金属采矿区、矿物粉渣堆料场、煤炭及矿粉运输、矿物土方储存卸载场、施工场地、建筑物拆除、生态修复、在建道路沿线、火电厂、水泥厂、钢铁厂、冶金厂、粉尘车间、人工沙滩和沙漠化地区等场所。
目前，在抑尘剂范畴内，抑尘剂产品按照组成物质来分一般有两类：一种是无机型，即主要以无机盐类为主要成分，另外一种是有机型，以有机聚合物为主体。市场上主要为无机型抑尘剂。
无机盐型抑尘剂多为水泥、硅酸钠、石灰类、磷酸盐类、木质素钙盐、氯化镁或氯化钙溶液。无机型抑尘剂不抗雨水冲刷，如遇降水，抑尘效果就会消失，然后基本都不可生物降解，容易对环境造成二次污染，因此无机型抑尘剂用途单一，只能在煤炭铁路运输等情景下抑尘使用，不能在施工场地、生态植被恢复和土壤修复等生态环境的情景下使用。
因此已知的无机盐型抑尘剂存在着上述种种不便和问题。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种安全可靠的纯天然可生物降解有机抑尘剂。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
1、一种纯天然可生物降解有机抑尘剂，其特征在于，基于抑尘剂的总质量，所述抑尘剂由如下质量百分比的各组分组成：
水溶性高分子聚合物50-90％、增稠保水剂15-30％、表面活性剂8-15％。
本发明的纯天然可生物降解有机抑尘剂还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其中所述水溶性高分子聚合物为非离子型胶体、阴离子型胶体和阳离子型胶体中的一种或一种以上。
前述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其中所述非离子型胶体、阴离子型胶体和阳离子型胶体选自黄原胶、瓜尔胶、卡拉胶和羧甲基纤维素钠(CMC)中的一种或一种以上。
前述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其中所述增稠保水剂为聚醇类和聚丙烯酸类中的一种或一种以上。
前述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其中所述聚醇类和聚丙烯酸类选自聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸中的一种或一种以上。
前述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其中所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或一种以上。
前述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其中所述阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或一种以上。
一种纯天然可生物降解有机抑尘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照比例称量各组分，搅拌均匀后进行陈化；
(2)将称量好的陈化料包装入塑料袋。
本发明的纯天然可生物降解有机抑尘剂的制备方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的方法，其中所述塑料袋为内膜塑料袋，膜塑料袋的外包装为牛皮纸，内衬为低密度聚乙烯。
前述的方法，其中所述陈化时间为2-3小时。
一种纯天然可生物降解有机抑尘剂的应用，其特征在于，权利要求1所述的纯天然可生物降解有机抑尘剂或权利要求8所述的制备方法制得的纯天然可生物降解有机抑尘剂应用于煤炭铁路和公路运输过程中的抑尘。
采用上述技术方案后，本发明的纯天然可生物降解有机抑尘剂及其制备和应用具有以下优点：
1、结壳效果好，有机抑尘剂冷水溶胀后粘度极高，水分蒸发后形成交联的硬壳，硬壳厚度可达十厘米以上(取决于喷洒量)，硬壳可以有效阻碍粉尘的逸散，可抗一定量的雨水冲刷，可抗12级大风；
2、抑尘时效长，有机抑尘剂的室外环境抑尘时效可长达三个月以上。
3、可生物降解，应用场景多样，有机抑尘剂可生物降解，除作抑尘使用外，还可以用做矿山修复的协同植物种子和营养液的喷洒，在抑尘的同时对矿山进行生态植被的恢复。
附图说明
图1为本发明实施例的煤粉在抑尘剂的作用下已经在盘子中结壳情况；
图2为本发明实施例的煤粉在抑尘剂的作用下的盘子侧立时的煤粉结壳情况。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。
实施例1
实施例1为本发明的纯天然可生物降解有机抑尘剂制备实施例，其配方包括如下质量百分比的各组分：
卡拉胶质量分数50％、聚丙烯酸钠质量分数30％，十二烷基硫酸钠质量分数20％。
卡拉胶是一种亲水性胶体，它的化学结构是由半乳糖及脱水半乳糖所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐。卡拉胶为白色或浅褐色颗粒或粉末，无臭或微臭，口感粘滑。溶于水后，形成粘性、透明或轻微乳白色的易流动溶液。
聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料和重要化工产品，固态产品为白色或浅黄色块状或粉末，液态产品为无色或淡黄色粘稠液体。
十二烷基硫酸钠，是一种有机化合物，为白色或淡黄色粉末，易溶于水，微溶于乙醇，几乎不溶于氯仿、乙醚和轻石油。具有去污、乳化和优异的发泡力，是一种阴离子表面活性剂，其生物降解度>90％。
实施例1的纯天然可生物降解有机抑尘剂的制备方法如下：
将原料按照上述质量分数进行混合搅拌均匀后进行陈化；之后用规格为25kg/袋的内膜塑料袋(外包装为牛皮纸，内衬为低密度聚乙烯LDPE)进行包装，封口后置于阴凉干燥处存放(避光保存，环境温度即可，固体粉末保质期为三年)。
本实施例的纯天然可生物降解有机抑尘剂的使用方法：将产品和水按照质量比1:200进行溶解，抑尘剂投加过程控制在5分钟以上，搅拌速度控制在转速120r/min以上；投放结束后，继续搅拌10分钟以上，最终其粘度为120mPa s，pH值为7.3。
现请参阅图1-2，图1为本发明实施例的煤粉在抑尘剂的作用下已经结壳情况，图2为本发明实施例的煤粉在抑尘剂的作用下的盘子侧立时的煤粉结壳情况。煤粉在抑尘剂的作用下已经结壳，垂直放置盘子，煤粉的结壳仍然很坚固，没有散落。
应用实验结果表明，本发明的抑尘剂各项指标能满足《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》(TB/T 3210.1-2020)。
实施例2
实施例2为本发明的纯天然可生物降解有机抑尘剂制备实施例，其配方包括如下质量百分比的各组分：
1、原料：瓜尔胶质量分数60％、聚丙烯酸钠质量分数20％、十二烷基硫酸钠质量分数20％。
瓜尔胶为大分子天然亲水胶体，属于天然半乳甘露聚糖，品质改良剂之一，一种天然的增稠剂。外观是从白色到微黄色的自由流动粉末，能溶于冷水或热水，遇水后及形成胶状物质，达到迅速增稠的功效。
聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料和重要化工产品，固态产品为白色或浅黄色块状或粉末，液态产品为无色或淡黄色粘稠液体。
十二烷基硫酸钠，是一种有机化合物，为白色或淡黄色粉末，易溶于水，微溶于乙醇，几乎不溶于氯仿、乙醚和轻石油。具有去污、乳化和优异的发泡力，是一种阴离子表面活性剂，其生物降解度>90％。
实施例2的纯天然可生物降解有机抑尘剂的制备方法如下：
将原料按照上述质量分数进行混合搅拌均匀后进行陈化；之后用规格为25kg/袋的内膜塑料袋(外包装为牛皮纸，内衬为低密度聚乙烯LDPE)进行包装，封口后置于阴凉干燥处存放(避光保存，环境温度即可，固体粉末保质期为三年)。
本实施例的纯天然可生物降解有机抑尘剂的使用方法：将产品和水按照质量比1:200进行溶解，抑尘剂投加过程控制在5分钟以上，搅拌速度控制在转速120r/min以上；投放结束后，继续搅拌10分钟以上，最终其粘度为120mPa s，pH值为7.0至7.5。
实施例3
实施例3为本发明的纯天然可生物降解有机抑尘剂制备实施例，其配方包括如下质量百分比的各组分：
1、原料：瓜尔胶质量分数70％、聚乙烯醇质量分数20％、十二烷基苯磺酸钠质量分数10％。
瓜尔胶为大分子天然亲水胶体，属于天然半乳甘露聚糖，品质改良剂之一，一种天然的增稠剂。外观是从白色到微黄色的自由流动粉末，能溶于冷水或热水，遇水后及形成胶状物质，达到迅速增稠的功效。
聚乙烯醇(PVA)是一种用途广泛的水溶性高分子聚合物，可呈白色粉末状、片状或絮状。PVA能快速溶解于水中，形成稳定胶体。
十二烷基苯磺酸钠，是常用的阴离子型表面活性剂，为白色或淡黄色粉状或片状固体，难挥发，易溶于水，溶于水而成半透明溶液。
实施例3的纯天然可生物降解有机抑尘剂的制备方法如下：将原料按照上述质量分数进行混合搅拌均匀后进行陈化2.5小时；之后用规格为25kg/袋的内膜塑料袋(外包装为牛皮纸，内衬为低密度聚乙烯LDPE)进行包装，封口后置于阴凉干燥处存放(避光保存，环境温度即可，固体粉末保质期为三年)。
将产品和水按照质量比1:200进行溶解，抑尘剂投加过程控制在5分钟以上，搅拌速度控制在转速120r/min以上；投放结束后，继续搅拌10分钟以上，最终其粘度为120mPas，pH值为7.5。
实验结果表明，抑尘剂各项指标能满足《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》(TB/T 3210.1-2020)。本发明创新点在于本产品可生物降解，适用范围广，可用于所有应用场景的抑尘用途。
本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明的纯天然可生物降解有机抑尘剂的创新点在于本产品可生物降解，适用范围广，可用于所有应用场景的抑尘用途。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (11)

1.一种纯天然可生物降解有机抑尘剂，其特征在于，基于抑尘剂的总质量，所述抑尘剂由如下质量百分比的各组分组成：
水溶性高分子聚合物50-90％、增稠保水剂15-30％、表面活性剂8-15％。
2.如权利要求1所述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其特征在于，所述水溶性高分子聚合物为非离子型胶体、阴离子型胶体和阳离子型胶体中的一种或一种以上。
3.如权利要求1所述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其特征在于，所述非离子型胶体、阴离子型胶体和阳离子型胶体选自黄原胶、瓜尔胶、卡拉胶和羧甲基纤维素钠中的一种或一种以上。
4.如权利要求1所述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其特征在于，所述增稠保水剂为聚醇类和聚丙烯酸类中的一种或一种以上。
5.如权利要求1所述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其特征在于，所述聚醇类和聚丙烯酸类选自聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸中的一种或一种以上。
6.如权利要求1所述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其特征在于，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或一种以上。
7.如权利要求1所述的纯天然可生物降解有机抑尘剂，其特征在于，所述阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或一种以上。
8.一种如权利要求1所述的纯天然可生物降解有机抑尘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照比例称量各组分，搅拌均匀后进行陈化；
(2)将称量好的陈化料包装入塑料袋。
9.如权利要求8所述的纯天然可生物降解有机抑尘剂的制备方法，其特征在于，所述塑料袋为内膜塑料袋，膜塑料袋的外包装为牛皮纸，内衬为低密度聚乙烯。
10.如权利要求8所述的纯天然可生物降解有机抑尘剂的制备方法，其特征在于，所述陈化时间为2-3小时。
11.一种纯天然可生物降解有机抑尘剂的应用，其特征在于，权利要求1所述的纯天然可生物降解有机抑尘剂或权利要求8所述的制备方法制得的纯天然可生物降解有机抑尘剂应用于煤炭铁路和公路运输过程中的抑尘。
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