CN1224657C - 一种可生物降解的降尘剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可生物降解的降尘剂，该降尘剂是主要由0-50份碱金属或碱土金属的氯化物、10-100份可生物降解的复配高分子物质、0.05-15份表面活性剂、10-300份水制成的乳化液，所述的可生物降解的复配高分子物质选自碳水化合物、动植物油脂、动植物胶类及其衍生物、纤维素及其衍生物和可降解塑料中的二种或二种以上。本发明的降尘剂组成中不需沥青和有机溶剂，也不需采用页岩/火山渣进行预混，喷洒后可被生物降解，从而避免二次污染环境。
Description
发明领域
本发明涉及环保领域，尤其涉及一种用于减少公众场所及裸露粉尘的各类表面的扬尘污染的降尘剂，该降尘剂采用了可生物降解的组分，用于降尘时可避免发生二次污染。
背景技术
经济的发展带动城市建设和生活水平的提高，同时带来了新的课题，就是环境污染的治理需求，特别是大气污染，诸如扬尘增加、空气中有害气含量增高等，对于治理大气污染中的主要目标---可吸入颗粒物(通常指粒径为2.5-10微米，悬浮于空气中的固体颗粒及液滴)，各国都投入了大量人力、物力。美国环保局(EPA)统计1988年全美扬尘量为5500万吨，到1990年下降为2500万吨，至1997年保持在这一水平。可吸入颗粒物目前也是包括北京在内的大都市中首要污染物之一，扬尘及扬尘与其它污染物的附聚物，对儿童，老人及有呼吸系统问题的人群危害最大，同时也会使健康人群患病。此外扬尘会影响植物的光合作用，对仪器，设备，家居卫生带来危害。
所以说技术和工业的发展，同时对包括环保在内的相关技术也提出了更高的要求。针对公共场所的降尘，目前采用的方法主要有：
1、撒水：优点是不污染环境，每次的操作费用低廉；缺点是由于水份蒸发很快，欲达到控制扬尘的目的，需要持续撒水，导致大量宝贵水资源的浪费。
2、喷洒氯盐：通过强吸附大气及地表水，在干热季节减少水份蒸发，靠水份把粉尘凝结，形成外表坚硬，碎石状的表面，达到粉尘控制的效果。优点是价廉，使用方便，例如中国发明专利CN96103245公开的一种“粘尘阻燃剂”；但其缺点是易被雨水冲掉，需多次喷洒，且大量的氯盐渗入地下水会伤害农作物。
3、使用一些石化产品或副产物(废机油，润滑油，石油树脂及衍生物)：将其制成乳液喷洒在欲降尘表面，形成防尘层。这种方法的优点是防尘效果较好，但也会产生致命的缺点，就是二次污染环境(指重金属，特别是铅的沉积)，并且成本较高。
4、使用高分子类物质：例如美国专利USP5667718，采用粉细的页岩/火山渣与氯盐、植物油的乳液配制成筑路材料，减少道路扬尘。美国专利USP6086647，则公开了糖蜜/油与沥青的混合物抑制煤尘的技术。前者的缺陷是作为基本原料的页岩/火山渣来源受到限制，实施起来不方便。后者使用的沥青为石化产物，本身不可降解。这些降尘措施的大量使用还会引发新的环保课题。
可以说，人类在发展和与大自然相处的过程中，需要不断地努力来改变环境，但因自身的局限，往往要走弯路并为此付出惨痛的代价。在治理环境污染过程中也是同样，常常是良好的初衷，带来的却是更严重的二次污染。例如1971年的TIMESBEACH事件，美国密苏里州的一个加油站的废渣与废油被制成了降尘剂，降尘功效不错，成本低廉，但带来的是二 英的污染。它提醒人们，在治理扬尘的同时，还应想到对环境的影响，尤其更是不应对将来的环境带来再次污染和破坏。
发明内容
本发明提供了一种环保型降尘剂，其组成中不需沥青和有机溶剂，也不需采用页岩/火山渣进行预混，喷洒后可被生物降解，从而避免二次污染环境。
本发明还提供了这种降尘剂的制备方法及该降尘剂在治理扬尘污染中的应用。
本发明提供的环保型降尘剂，是一种基本上包括有无机盐、可生物降解的复配高分子物质和表面活性剂的含水乳化液，其中，各组分的重量比为：无机盐0-50份，可生物降解的复配高分子物质10-100份，表面活性剂0.05-15份，水10-300份。
本发明所述及的无机盐可选自碱金属或碱土金属的氯化物，例如氯化镁、氯化钙、氯化钠、氯化钾等。
所述的可生物降解的复配高分子物质可选自碳水化合物、动植物油脂、动植物胶类及其衍生物、纤维素及其衍生物和可降解塑料中的二种或二种以上，并且该高分子物质中应同时包括有水溶性和油溶性原料物。
其中，所述的碳水化合物可选自例如糖蜜、糖浆、糊精、淀粉及变性淀粉等公知的碳水化合物产品。
本发明所使用的动、植物油脂通常为含有脂肪酸、甘油、酸化油或磷脂的动物和植物油的油脂、油脚或油脚降解物。
可降解的天然动植物胶类包括明胶、阿拉伯胶、海藻胶、卡拉胶、果胶，腐殖酸胶体等。所述纤维素及其衍生物则可包括例如甲壳素，可溶纤维素、木质素、木质素磺酸盐，例如其钙盐或钠盐等。
可降解塑料则包括任何已知可被降解的塑料制品或原料，例如聚己酸内酯、聚乙烯丙烯酸聚合物(可与淀粉共聚)或聚3-羟基酪酸、丙烯酸树脂及其聚合物等。
本发明所采用的高分子物质在降尘剂中的作用是利用高分子物质的链状结构及其盐类的吸附性，将尘粒变大，甚致固化成坚硬的壳状结构。所以本发明中适合的可生物降解的高分子物质的选择不局限于以上所述类型，可根据其在降尘剂中的作用和与其它组分的配合关系选用可行的原料。本发明采用两种或两种以上物质的复配产物，优选的复配比例为：碳水化合物∶动植物油脂∶动植物胶类∶纤维素及其衍生物∶可降解塑料＝0-10∶5-80∶1-15∶0-10∶0-8。
本发明所使用的表面活性剂可选自具有乳化功能的两性表面活性剂或阴离子表面活性剂，其中，所述两性表面活性剂可选自磷脂等，阴离子表面活性剂可选自硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、直链烷基苯磺酸钠、硫酸化蓖麻油、脂肪醇、吐温、斯盘等。
为防止或减缓金属面在实施降尘操作中被腐蚀，本发明还可以包括适量的缓蚀剂，其可选自公知的醇胺磷酸酯、钼酸钠、氨基磺酸等，或其它具有相同功能的公知缓蚀剂物质，缓蚀剂的用量可以按照常规标准，例如基于降尘剂乳化液的浓度为0-2000ppm。
本发明的降尘机理是：利用所选高分子物质的链状结构和盐、乳化剂的吸附性，将尘粒变大，甚至固化成坚硬的壳状结构，进而达到降尘的目的。本发明人在试验中发现加入胶体有利于降尘剂使用前的稳定态保持，无机盐的添加除增加保水性外，还有利于喷洒后的破乳，更易渗入被覆盖物形成有弹韧性的网状结构，所以无机盐组分也可以最后喷洒在已喷洒有降尘剂的表面。
本发明还提供了该降尘剂的制备方法，可以按照本领域技术人员熟知的操作方法将原料加入水中混合均匀并使之乳化，优选的方法是，可以将水溶性组分加入水中充分混合均匀，制成水溶液，再加入油溶性组分制成乳化液。
本发明的降尘剂的主要特点是可生物降解，并且无毒，无操作危险，如遇发生遗洒可用皂液清洗。本发明的使用范围可以是施工工地、道路、煤料场、矿山、公园、居民区、厂区及一切需水土保持的地方。使用方法包括将该降尘剂喷洒在欲降尘的被保护面，根据应用场所的扬尘情况，喷洒量为每平方米被保护面0.5-5公斤。
具体实施方案
本发明的具体实施方案和效果将通过以下实施例说明，但不以此限定本发明的实施范围。
实施例1
称取氯化镁18公斤，十二烷基硫酸钠9.5公斤，糖蜜6公斤，明胶1公斤，木质素磺酸钙2公斤，溶解于175公斤水中，搅拌均匀，将大豆酸化油55公斤缓慢加入，均质成乳化液。
将配置好的降尘剂乳化液喷洒于被保护面(对于施工道路，喷洒量为2.5-3公斤/平方米)，30-60天内可减少扬尘约45％。
评价降尘效果的方法：同样表面积的，表面涂油的粉尘收集器，在被测地点2米处放置多处，24或96小时后收回称重。与对照组比较得出降尘率。
实施例2
氯化钙3公斤，硬脂酸钠1公斤，糊精(DE值40)2公斤，可溶性纤维素5公斤，溶解于60公斤水中，搅拌均匀，另称取大豆油20公斤，缓慢加入，均质成乳化液。
将上述乳化液喷洒于被保护面(3公斤/平方米喷洒采石场或煤料场)，30-60天内可减少扬尘约51％。
实施例3
支链淀粉2公斤，卡拉胶11公斤，吐温20和斯盘20各0.8公斤，溶于130公斤水中成水溶液，与5公斤猪脂肪和4公斤的聚乙烯丙烯酸淀粉共聚树脂混合，得到的乳化液以1.2公斤/平方米喷洒于施工现场，30-60天内可减少扬尘38％。
实施例4
海藻酸钠13公斤，糖浆1公斤，地沟油(废弃的食用油混和物)60公斤，硫酸化蓖麻油5公斤，水250公斤制成乳化液，以1.5公斤/平方米喷洒于施工现场后，在将30％氯化钙溶液150公斤复喷洒其上，30-60天内可减少扬尘约55％。
Claims (9)
1、一种降尘剂，为以下列重量份的组分形成的含水乳化液：0-50份碱金属或碱土金属的氯化物、10-100份可生物降解的复配高分子物质、0.05-15份表面活性剂、10-300份水；其中，可生物降解的复配高分子物质选自碳水化合物、动植物油脂、动植物胶类及其衍生物、纤维素及其衍生物和可降解塑料中的二种或二种以上，并且同时包括水溶性和油溶性物质，复配比例为：碳水化合物∶动植物油脂∶动植物胶类∶纤维素及其衍生物∶可降解塑料＝0-10∶5-80∶1-15∶0-10∶0-8。
2、权利要求1所述的降尘剂，其中，碳水化合物选自糖蜜、糖浆、糊精、淀粉和变性淀粉。
3、权利要求1所述的降尘剂，其中，所述动植物油脂包括含有脂肪酸、甘油、酸化油或磷脂的动物植物油、油脚或油脚降解物。
4、权利要求1所述的降尘剂，其中，所述动植物胶类及其衍生物包括明胶、阿拉伯胶、海藻胶、卡拉胶、果胶、腐殖酸胶体。
5、权利要求1所述的降尘剂，其中，所述纤维素及其衍生物包括甲壳素、可溶性纤维素、木质素、木质素磺酸盐。
6、权利要求1所述的降尘剂，其中，所述可降解塑料包括聚己酸内酯、聚乙烯丙烯酸聚合物、聚3-羟基酪酸、丙烯酸树脂及其聚合物。
7、权利要求1所述的降尘剂，其中，所述表面活性剂选自具有乳化功能的两性表面活性剂或阴离子表面活性剂。
8、前述任意权利要求的降尘剂的制备方法，包括将水溶性组分与水充分混合均匀，制成水溶液，再加入油溶性组分制成乳化液。
9、权利要求1所述的降尘剂在控制扬尘作业中的应用，包括将该降尘剂喷洒在被保护面上。
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