CN117567988A - 低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铁路运输粉尘治理技术领域，具体涉及一种低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂及制备方法，是由以下质量百分含量的组分组成的，有机高分子凝胶剂1%‑10%、天然无机矿物粘结剂0.1%‑5%、抗冻剂10%‑30%、增稠助剂0.1%‑0.5%、成膜助剂0.1%‑0.5%、凝胶助剂0.1%‑0.5%、分散剂3%‑5%、余量为水。本发明抑尘剂具有良好的粘结性能、成膜性能、润湿保湿性能、抗冻性能，是一种多功能复合型低温型高效抑尘剂；且该抑尘剂制备方法便捷，组分安全可靠，不含重金属以及其它有害物质，对环境无污染，属于环保型产品。
Description
技术领域
本发明属于铁路运输粉尘治理技术领域，具体涉及一种低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂及制备方法。
背景技术
中国能源资源的整体特点是富煤、贫油、少气，以煤为主的能源结构短期内难以改变；即使有可替代煤炭的能源，仍需大量清洁煤炭提供过渡和兜底保障。
我国煤炭资源主要分布在华北、华东和西南地区，其中华北地区的煤炭储量最为丰富，尤其是山西、内蒙古和河北等省份。煤炭资源的地域分布与消费区分布极不协调，当前主要通过铁路运输解决煤炭产需地域差异问题。但在铁路煤炭运输过程中，会产生大量的粉尘，造成煤炭损失和沿途环境污染。现有铁路煤炭运输抑尘方法主要是洒水、铺设防尘网、采用封闭式车厢结构和喷洒化学抑尘剂，其中化学抑尘剂法的有效性、经济性以及与自动化生产的高适配性等优点突出，被认为是用于铁路煤炭运输抑尘的最佳方法。
由于煤炭主产区分布在北方，以山西、内蒙古和河北三省为例，每年零度以下低温时间长达四个月以上，且冬季露天最低温度可达-20℃以下。传统煤炭铁路运输抑尘剂的使用液冰点一般在-1℃左右，低温喷洒后会在煤炭表面迅速形成一层冰壳，长距离低温运输过程中，冰层会不断变厚，给运输终端的卸煤作业带来困难。现有抗冻型抑尘剂通常添加抗冻剂来与水形成氢键，减少水分子间氢键数量，以此降低冰点、提高抗冻效果。但这些物质的添加会抑制抑尘剂固化层的形成，降低抑尘效果。目前抗冻型抑尘剂的产品数量严重不足，大约只占抑尘剂市场的20%，且绝大多数为道路扬尘抑尘剂，而适用于煤炭铁路运输抑尘的产品数量非常有限，并且不形成冰壳的抗冻下限基本在-10℃左右。因此，亟需开发一种能在低温环境下快速凝结固化的铁路煤炭高速运输抑尘剂。
发明内容
为解决目前市场上缺乏抗冻型煤炭铁路运输抑尘剂的问题，本发明提供了一种低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂及制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂，是由以下质量百分含量的组分组成的，有机高分子凝胶剂1%-10%、天然无机矿物粘结剂0.1%-5%、抗冻剂10%-30%、增稠助剂0.1%-0.5%、成膜助剂0.1%-0.5%、凝胶助剂0.1%-0.5%、分散剂3%-5%、余量为水。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述有机高分子凝胶剂为乙烯基乙酸、苯乙烯磺酸盐、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、聚丙烯酸盐中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述天然无机矿物粘结剂为水玻璃、凹凸棒石、海泡石中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述抗冻剂为甘油、乙二醇、甲酸钠、甲酸钙中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述增稠助剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素的中的一种或两种以任意比例混合的混合物。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述成膜助剂为聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述凝胶助剂为海藻酸钠。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述分散剂为甲醇、乙醇中的一种或两种以任意比例混合的混合物。
本发明进一步提供了所述低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照质量配比准备各组分；
（2）将有机高分子凝胶剂加入水中，搅拌，使有机高分子凝胶剂充分溶解，得到凝胶剂溶液；
（3）在步骤（2）所得凝胶剂溶液中加入天然无机矿物粘结剂，搅拌，使天然无机矿物粘结剂充分溶解；
（4）将增稠助剂、成膜助剂、凝胶助剂混合均匀后，加入分散剂，并溶于水中，搅拌，使各组分充分溶解、混合；
（5）将步骤（3）、（4）所得两份溶液混合，搅拌，使各组分充分混合；
（6）在步骤（5）所得溶液中加入抗冻剂，搅拌，使各组分充分溶解和混合，即制得低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂。
作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，步骤（2）至（6）中，搅拌速率为10-100r/min，搅拌时间为10-15min。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、在低温环境下，利用有机高分子凝胶剂与天然无机矿物粘结剂之间的相互交联作用，形成有机-无机复合的微观三维立体交联网络结构，一方面，有效阻碍水分子间的水合作用，达到抗冻目的；另一方面，利用有机高分子凝胶剂与天然无机矿物粘结剂之间物理性质的差异，降低它们所形成的微观立体交联网络结构的锁水能力，加快抑尘剂喷洒后的失水速度，在低温下快速凝结固化，解决了现有抑尘剂与抗冻剂配合凝结效果不好的问题。当喷洒在煤层表面后，抑尘剂以煤颗粒为附着骨架，快速形成凝胶态膜层，同时借助水分子牵引下渗，增加凝胶膜层的厚度，在进一步风干失水后，形成具有足够厚度以及良好抗震、抗压性能的固化层，实现高效抑尘，减少铁路运输过程中煤的损失和运输沿线环境的污染。
2、本发明抑尘剂在-20—0℃环境下低温喷洒后不产生冰壳，有机高分子凝胶剂、天然无机矿物粘结剂与抗冻剂具有良好的配合凝结效果，解决了现有抑尘剂在冬季低温环境下结成冰壳以及与抗冻剂配合后无法凝固的使用难点。
3、本发明抑尘剂具有良好的粘结性能、成膜性能、润湿保湿性能、抗冻性能，是一种多功能复合型低温型高效抑尘剂；且该抑尘剂制备方法便捷，组分安全可靠，不含重金属以及其它有害物质，对环境无污染，属于环保型产品。
4、本发明所制得的低温快速凝结高效铁路煤炭高速运输抑尘剂为浅色溶液，不结团、无沉淀，不堵塞喷洒装置，便于大规模喷洒作业；该抑尘剂适用于煤炭扬尘、煤炭粉末、煤炭颗粒、煤炭渣滓中的一种或多种，使用时根据煤炭的装载量，抑尘剂的煤炭单位表面积喷洒量为2-5L/m2。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，展示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1-3和对比例1、2制备出的低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂溶液放置在-20℃冷冻试验箱中冷冻24小时后的状态图片。
图2为本发明实施例1-3和对比例1、2制备出的低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂溶液喷洒在某煤样表面后，在-20℃冷冻试验箱中冷冻24小时后的凝结固化状态图片。
图3为本发明实施例1-3和对比例1、2制备出的低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂溶液喷洒在某煤样表面后，经-20℃冷冻试验箱冷冻24小时，然后进行风蚀测试后表面固化层状态图片。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明提供了低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂的具体实施例，是由以下质量百分含量的组分组成的，有机高分子凝胶剂1%-10%、天然无机矿物粘结剂0.1%-5%、抗冻剂10%-30%、增稠助剂0.1%-0.5%、成膜助剂0.1%-0.5%、凝胶助剂0.1%-0.5%、分散剂3%-5%、余量为水。
优选地，低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂的具体实施例，是由以下质量百分含量的组分组成的，有机高分子凝胶剂6%、天然无机矿物粘结剂2.5%、抗冻剂25%、增稠助剂0.3%、成膜助剂0.3%、凝胶助剂0.3%、分散剂4%、余量为水。
在本发明提供的一个实施例中，所述有机高分子凝胶剂为乙烯基乙酸、苯乙烯磺酸盐、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、聚丙烯酸盐中的一种或多种以任意比例混合的混合物。在本实施例中，所述苯乙烯磺酸盐可采用苯乙烯磺酸钠。所述聚丙烯酸盐可采用聚丙烯酸钠。
在本发明提供的另外一个实施例中，所述天然无机矿物粘结剂为水玻璃、凹凸棒石、海泡石中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
在本发明提供的一个实施例中，所述抗冻剂为甘油、乙二醇、甲酸钠、甲酸钙中的一种或多种以任意比例混合的混合物。优选的采用的是质量比为3:2的甘油和甲酸钠的混合物。
在本发明提供的另外一个实施例中，所述增稠助剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素的中的一种或两种以任意比例混合的混合物。
在本发明提供的一个实施例中，所述成膜助剂为聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
在本发明提供的另外一个实施例中，所述凝胶助剂为海藻酸钠。
在本发明提供的一个实施例中，所述分散剂为甲醇、乙醇中的一种或两种以任意比例混合的混合物。
本发明还提供了所述低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照质量配比准备各组分；
（2）将有机高分子凝胶剂加入水中，搅拌，使有机高分子凝胶剂充分溶解，得到凝胶剂溶液；
（3）在步骤（2）所得凝胶剂溶液中加入天然无机矿物粘结剂，搅拌，使天然无机矿物粘结剂充分溶解；
（4）将增稠助剂、成膜助剂、凝胶助剂混合均匀后，加入分散剂，并溶于水中，搅拌，使各组分充分溶解、混合；
（5）将步骤（3）、（4）所得两份溶液混合，搅拌，使各组分充分混合；
（6）在步骤（5）所得溶液中加入抗冻剂，搅拌，使各组分充分溶解和混合，即制得低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂。
在本发明提供的一个制备方法的实施例中，步骤（2）至（6）中，搅拌速率为10-100r/min，搅拌时间为10-15min。
下面对本发明的具体实施例进行详细说明。
实施例1 低温快速凝结的铁路煤炭高速运输抑尘剂
实施例1的制备组分为：聚丙烯酸钠3g，凹凸棒石1g，甘油15g，甲酸钠5g，羟乙基纤维素0.2g，聚氧化乙烯0.2g，海藻酸钠0.2g，甲醇4g，水71.4g。
实施例1的制备方法为：（1）按照质量配比准备各组分；
（2）将聚丙烯酸钠加入水中，在80r/min速度下搅拌13min，使其充分溶解；
（3）在步骤（2）所得溶液中加入凹凸棒石，在80r/min速度下搅拌13min，使其充分溶解；
（4）将羟乙基纤维素、聚氧化乙烯、海藻酸钠混合均匀后，加入甲醇，并溶于水中，在80r/min速度下搅拌13min，使各组分充分混合和溶解；
（5）将步骤（3）、（4）所得两份溶液混合，在80r/min速度下搅拌13min，使各组分充分混合；
（6）在步骤（5）所得溶液中加入甘油和甲酸钠，在80r/min速度下搅拌13min，使各组分充分溶解和混合，即制得低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂。
实施例2 低温快速凝结的铁路煤炭高速运输抑尘剂
实施例2的制备组分为：聚丙烯酸钠6g，凹凸棒石2.5g，甘油15g，甲酸钠10g，羟乙基纤维素0.3g，聚氧化乙烯0.3g，海藻酸钠0.3g，甲醇4g，水61.6g。
实施例2采用与实施例1相同的制备方法。
实施例3 低温快速凝结的铁路煤炭高速运输抑尘剂
实施例3的制备组分为：聚丙烯酸钠9g，凹凸棒石4g，甘油20g，甲酸钠10g，羟乙基纤维素0.4g，聚氧化乙烯0.4g，海藻酸钠0.4g，甲醇4g，水51.8g。
实施例3采用与实施例1相同的制备方法。
对比例1 市政自来水
对比例2 铁路煤炭高速运输抑尘剂
对比例2的制备组分为：聚丙烯酸钠9g，甘油20g，甲酸钠10g，羟乙基纤维素0.4g，聚氧化乙烯0.4g，海藻酸钠0.4g，甲醇4g，水55.8g。
对比例2采用与实施例1相同的制备方法，只是将步骤（3）的操作去掉。
通过试验来考察实施例1-3和对比例1、2的作用效果。下列试验均按照TB/T3210.1-2020标准进行煤样的制取，利用标准筛筛选10-30目的煤样。在烘箱中，在（50±2）℃的条件下烘5小时，除去水分，然后将其取出在室温条件下放置1小时。实施例1-3及对比例2的溶液均直接喷洒在煤样表面，实施例1-3及对比例2的抑尘剂溶液在各试样的煤炭单位表面积喷洒量为3.5L/m2，以下试验数据为重复3次试验的平均值。
①测试1
按照TB/T 3210《铁路煤炭运输抑尘技术条件》的规定，测定的性能如下：
按照TB/T 3210《铁路煤炭运输抑尘技术条件》的规定，根据测定结果，实施例1-3所制备获得的低温快速凝结的铁路煤炭高速运输抑尘剂满足铁路煤炭运输抑尘技术要求。
②测试2
分别量取等量的实施例和对比例的溶液，对比其常温下状态，然后放入冷冻实验箱中，在-20℃下冷冻24小时，测试不同试样在低温下的凝结状态，测试结果如图1及下表：
分析测试2的结果，实施例1-3的结果进行对比，可以发现实施例2的24小时低温凝固效果是最好的。相比而言，实施例1中由于有机高分子凝胶剂占比略低，因此较短时间内的凝固效果差于实施例2；而实施例3中由于抗冻剂占比提高，因此较短时间内的凝固效果也略差于实施例2。对比例2中由于缺少了天然无机矿物粘结剂，无法与有机高分子凝胶剂相配合来形成有效的微观复合三维立体交联网络结构，因此在24小时低温下仍呈现良好液态，虽然能解决低温结冰的问题，但是无法解决抑尘剂与抗冻剂配合凝结效果不好的问题。
③测试3
选取5个相同规格的培养皿。取烘干的适当等量煤样，分别盛放于每个培养皿中，使煤样表面与培养皿平齐。实施例1-3及对比例2的抑尘剂溶液在各试样的煤炭单位表面积喷洒量为3.5L/m2，按3.5L/m2的喷洒量分别在各煤样表面分别等量对应喷洒实施例和对比例溶液，然后将各煤样放置于-20℃的冷冻试验箱中，冷冻24小时。各试样的煤层表面固化状态如图2及下表：
分析测试3的结果，可以发现实施例2喷洒在煤层表面后的24小时低温凝固效果是最好的，这与测试2的结果是相对应的，具体原因参照对测试2结果的分析，不再赘述。
④测试4
继测试3后，将完成测试3后的喷洒有实施例和对比例溶液的冷冻后的煤样直接放置于FD-1a-50型冷冻干燥机中，在-20℃下干燥3小时后，采用LX-A邵氏硬度计测量其表面固化硬度，结果见下表：
分析测试4的结果，可以发现实施例1-3喷洒在煤层表面后，在完全固化后都具有良好的硬度。
⑤测试5
选取5个相同规格的培养皿，并称量单个培养皿的净重，记为W。采用与测试3相同的方式获得喷洒有实施例和对比例溶液的冷冻后的煤样，分别称量各试样（煤样和培养皿）的质量，煤样和培养皿的总质量记为W1。然后对各煤样进行风蚀测试，煤层表面风速为15m/s，持续送风10min后进行称重，剩余煤样和培养皿的总质量记为W2。然后按如下公式：
分别计算样品风蚀率η，测试结果如图3以及下表所示：
分析测试5的结果，可以发现实施例1-3喷洒在煤层表面后，即使在不完全固化的条件下仍具有良好的抗风蚀能力，满足TB/T 3210《铁路煤炭运输抑尘技术条件》的要求。
通过上述测试可知，按照以上实施例所述配比及方法制备的本发明产品在低温环境下不会结冰，而是以凝胶态存在；当喷洒在煤层表面后，低温下能形成具有良好抗风蚀性能的凝结层，整体上呈现出良好的低温抗冻性和良好的抑尘效果。因此，使用本发明提供的产品能够有效解决抑尘剂喷洒液低温结冰以及抑尘剂与抗冻剂配合凝结效果不好的问题，满足北方冬季低温环境下铁路煤炭运输的抑尘需求，具有良好的社会效益和可观的经济效益。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。
Claims (10)
1.低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂，其特征在于，是由以下质量百分含量的组分组成的，有机高分子凝胶剂1%-10%、天然无机矿物粘结剂0.1%-5%、抗冻剂10%-30%、增稠助剂0.1%-0.5%、成膜助剂0.1%-0.5%、凝胶助剂0.1%-0.5%、分散剂3%-5%、余量为水。
2.根据权利要求1所述的低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂，其特征在于，所述有机高分子凝胶剂为乙烯基乙酸、苯乙烯磺酸盐、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、聚丙烯酸盐中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
3.根据权利要求1所述的低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂，其特征在于，所述天然无机矿物粘结剂为水玻璃、凹凸棒石、海泡石中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
4.根据权利要求1所述的低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂，其特征在于，所述抗冻剂为甘油、乙二醇、甲酸钠、甲酸钙中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
5.根据权利要求1所述的低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂，其特征在于，所述增稠助剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素的中的一种或两种以任意比例混合的混合物。
6.根据权利要求1所述的低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂，其特征在于，所述成膜助剂为聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
7.根据权利要求1所述的低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂，其特征在于，所述凝胶助剂为海藻酸钠。
8.根据权利要求1所述的低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂，其特征在于，所述分散剂为甲醇、乙醇中的一种或两种以任意比例混合的混合物。
9.如权利要求1至8任一权利要求所述低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按照质量配比准备各组分；
（2）将有机高分子凝胶剂加入水中，搅拌，使有机高分子凝胶剂充分溶解，得到凝胶剂溶液；
（3）在步骤（2）所得凝胶剂溶液中加入天然无机矿物粘结剂，搅拌，使天然无机矿物粘结剂充分溶解；
（4）将增稠助剂、成膜助剂、凝胶助剂混合均匀后，加入分散剂，并溶于水中，搅拌，使各组分充分溶解、混合；
（5）将步骤（3）、（4）所得两份溶液混合，搅拌，使各组分充分混合；
（6）在步骤（5）所得溶液中加入抗冻剂，搅拌，使各组分充分溶解和混合，即制得低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂。
10.根据权利要求9所述的低温快速凝结的高效铁路煤炭高速运输抑尘剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）至（6）中，搅拌速率为10-100r/min，搅拌时间为10-15min。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5662733A (en) * | 1996-04-10 | 1997-09-02 | Surface Chemists Of Florida Inc | Viscosity and gel strength of organic adhesive compositions by the addition of acidic materials |
| JP2001131530A (ja) * | 1999-11-09 | 2001-05-15 | Showa Denko Kk | 水及び／またはアルコールの増粘、ゲル化または固化剤 |
| KR100850875B1 (ko) * | 2007-10-25 | 2008-08-07 | 한본인더스트리 주식회사 | 겔상태의 고무아스팔트 도막방수재 조성물 및 그의제조방법 |
| CN106010453A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-10-12 | 合肥市东方美捷分子材料技术有限公司 | 一种防尘抑尘剂 |
| CN109971426A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-07-05 | 山东科技大学 | 一种生态友好型的高凝结性抑尘剂 |
| KR102017527B1 (ko) * | 2019-01-15 | 2019-09-03 | 현대정밀화학 주식회사 | 친수성 겔 형태의 비산먼지 억제제 및 그 제조방법 |
| CN110373156A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-10-25 | 艾珂(上海)环境技术工程有限公司 | 一种环保水溶性黏结型抑尘剂及其制备方法 |
| KR102190648B1 (ko) * | 2020-01-17 | 2020-12-14 | 주식회사 에코케미칼 | 포장도로용 친환경 재비산 미세먼지 저감 조성물 |
| US20230227355A1 (en) * | 2020-05-27 | 2023-07-20 | Bind-X GmbH | Biocementation mixture for dust control and related applications |
-
2024
- 2024-01-16 CN CN202410058731.5A patent/CN117567988B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5662733A (en) * | 1996-04-10 | 1997-09-02 | Surface Chemists Of Florida Inc | Viscosity and gel strength of organic adhesive compositions by the addition of acidic materials |
| JP2001131530A (ja) * | 1999-11-09 | 2001-05-15 | Showa Denko Kk | 水及び／またはアルコールの増粘、ゲル化または固化剤 |
| KR100850875B1 (ko) * | 2007-10-25 | 2008-08-07 | 한본인더스트리 주식회사 | 겔상태의 고무아스팔트 도막방수재 조성물 및 그의제조방법 |
| CN106010453A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-10-12 | 合肥市东方美捷分子材料技术有限公司 | 一种防尘抑尘剂 |
| KR102017527B1 (ko) * | 2019-01-15 | 2019-09-03 | 현대정밀화학 주식회사 | 친수성 겔 형태의 비산먼지 억제제 및 그 제조방법 |
| CN109971426A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-07-05 | 山东科技大学 | 一种生态友好型的高凝结性抑尘剂 |
| CN110373156A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-10-25 | 艾珂(上海)环境技术工程有限公司 | 一种环保水溶性黏结型抑尘剂及其制备方法 |
| KR102190648B1 (ko) * | 2020-01-17 | 2020-12-14 | 주식회사 에코케미칼 | 포장도로용 친환경 재비산 미세먼지 저감 조성물 |
| US20230227355A1 (en) * | 2020-05-27 | 2023-07-20 | Bind-X GmbH | Biocementation mixture for dust control and related applications |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JING, YY: "Intergrated Analysis of Dust transport and budget in a severe Asian Dust Event", AEROSOL AND AIR QUALITY RESEARCH, vol. 17, no. 10, 31 October 2017 (2017-10-31), pages 2390 - 2400 * |
| 蒋耀东;张雪;张雷;黄娟;: "抑尘剂的研究应用现状及发展趋势", 化工管理, no. 10, 1 April 2017 (2017-04-01), pages 143 - 146 * |
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