专利名称：一种化学结壳剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种化学结壳剂的制备方法，尤其涉及用于表面防 尘、固尘化学结壳剂的制备方法。
背景技术：
在大型露天矿、冶炼企业的堆场、港口、码头存放着大量的矿粉、 煤粉，每逢遇风季节就会巻起扬尘，造成方圆数百里的空气污染，损 坏农作物的生长，污染水源河流，引发生存在周围人畜产生严重的呼 吸系统的疾病，使当地的生态环境恶化。
在铁路和公路运输中一般采用敞车运输，在运输过程中由于道路 的多种因素造成颠簸和扰动气流使料堆表面细小的煤尘、矿尘被吹离 车体造成周围空气污染落洒到路面，造成高浓度粉尘的聚集地，形成 二次污染源，在铁路和公路的运输过程中表面固化也具有重要的意 义。
目前阻止扬尘的方法主要有几种-
一、 加盖法在煤堆上加盖纤维布，有可能解决扬尘问题，但成 本高，在大型堆场、矿场上不可能实现。
二、 洒水法洒水是防治粉尘污染最常用的方法，在干燥缺水地 域环境中，因蒸发迅速、喷洒频繁、大量用水，不仅成本高昂，特别 在生产、生活供水紧张的区域，难以执行。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种用于表面防尘、固尘的化学结壳剂 的制备方法，该方法采用预乳化、预聚合和聚合三步骤进行，通过该 方法获得的结壳剂是一种无毒、无味，符合环保要求的化学结壳剂，
可使用在大型露天采矿、采煤、冶炼企业、港口、码头堆料场的防尘、 固尘，在铁路运输和公路运输煤粉、矿粉的过程中使用也取得令人满 意的效果，能有效的防止扬尘对环境的污染，减少由于运输堆放过程 中风吹使矿粉、煤粉大量的流失。该化学结壳剂所需的原料属常规化 学品单体、易得、经济、方便、有效。
本发明所述的一种化学结壳剂的制备方法，按下列步骤进行
a、 预乳化
在乳化反应釜中加入去离子水25%,再加乳化剂脂肪醇聚氧乙 烯醚1.5%、十二烷基硫酸钠1.5%，稳定剂碳酸氢钠0.15%，搅拌 10—15分钟，升温60—65°。将单体甲基丙烯酸甲酯15 — 19.8%、 丙烯酸正丁酯10, 2 —15% 、丙烯酸乙酯6. 8 —10% 、丙烯腈IO—13. 2 %、 a—羟甲基丙烯酰胺1.6%依次加入到乳化釜中，升温70 — 75 °C，搅拌30—40分钟后停止待用；
b、 预聚合
在聚合釜中加入去离子水20%，搅拌升温至7(TC，加入预乳化 液总量三分之一的预乳化液，继续搅拌10 — 15分钟后开始滴加已配 制好的引发剂过硫酸钾0.25%溶液，控制滴加速度，时间2.5-3小 时，保持反应温度在80—85。C，当过硫酸钾溶液滴至溶液总量的三 分之一时停止滴加，继续搅拌，反应温度保持在80—85。C，反应30 一35分钟后停止，保温30分钟制得预聚合乳液待用；
c、 聚合
在80—85'C的温度继续搅拌的条件下，将剩余三分之二的预乳 化液和剩余的三分之二的过硫酸钾溶液，同时滴加聚合釜中，时间2 一2.5小时，温度保持在80—85'C，加料结束后，继续保温1一2小 时停止反应，升温至90'C熟化1一1.5小时，降至室温，用氨水调节 PH值7—8出料，即为含固量》45%的化学结壳剂产品。
步骤b引发剂过硫酸钾溶液用去离子水稀释10倍待用。
步骤C过硫酸钾溶液滴加速度控制在无明显回流现象，反应溶液 保持具有蓝色荧光为宜。
本发明所述的一种化学结壳剂的制备方法，通过该方法制备的化
学结壳剂具有以下优点
1、 该化学结壳剂不但可用于防沙、固沙，最重要的用于煤粉、矿 粉，特别是100目以上的微细煤尘、矿尘和呼吸性粉尘的抑制方面有 独特的作用。
2、 该化学结壳剂在使用过程中用量少，在喷洒使用时，必需用大 量的水稀释使用，稀释溶液浓度的重量百分比是1-2%，每平方米仅 喷洒化学结壳剂的水溶液800-1000毫升。
3、 本发明所述方法制备的化学结壳剂在正常的使用浓度下所形成 壳层强度高、韧性好、抗大风吹扫能力强。
4、 经对比实验证明，本发明所述方法制备的化学结壳剂在膜层的 耐用时间和耐候性方面都优于中国专利ZL200410090275.5所提供的 防沙、固沙剂。
本发明所述一种的化学结壳剂的制备方法，通过该方法获得的化 学结壳剂在使用过程中利用远程射雾器，将化学结壳剂的水溶液经高 压雾化喷射到施工料堆上与煤粉、矿粉结合，形成一层均匀具有一定 强度的韧性壳层，能抗御八级以上大风的吹扫，有效的避免了由于风 的因素造成堆场中煤粉、矿粉的损失及煤粉、矿粉在长途运输过程中 的损耗，减少了大型企业堆场、煤粉、矿粉在IC存运输过程中对周围 环境的污染。
具体实施方式
实施例1 (重量百分比) a、预乳化
在乳化反应釜中加入去离子水25%，再加乳化剂脂肪醇聚氧乙 烯醚1.5%、十二烷基硫酸钠1.5%，稳定剂碳酸氢钠0.15%，搅拌
10分钟升温至60°C，将单体甲基丙烯酸甲酯15%、丙烯酸正丁酯15 o%、丙烯酸乙酯10%、丙烯腈10%、 a—羟甲基丙烯酰胺1.6%依 次加入到乳化釜中，升温至7(TC,搅拌30分钟后停止待用；
b、 预聚合
在聚合釜中加入去离子水20%，搅拌升温至7(TC，加入预乳化 液总量三分之一的预乳化液，继续搅拌10分钟后开始滴加过硫酸钾 溶液用去离子水稀释10倍的溶液0. 25%，控制滴加速度，时间2. 5 小时，保持反应温度在80°C，当过硫酸钾溶液滴至溶液总量的三分 之一时停止滴加，继续搅拌，反应温度保持在80'C，反应30分钟后 停止，保温30分钟制得预聚合乳液待用；
c、 聚合
在8(TC的温度继续搅拌的条件下，将剩余三分之二的预乳化液 和剩余的三分之二的过硫酸钾溶液，同时滴加聚合釜中，时间2小时， 滴加速度控制在无明显回流现象，温度保持在8CTC，反应溶液保持 具有蓝色荧光为宜，加料结束后，继续保温l小时停止反应，升温至 9(TC熟化1小时，降至室温，用氨水调节PH值7—8出料，即为含固 量》45%的化学结壳剂产品。
实施例2(重量百分比)
a、 预乳化
在乳化反应釜中加入去离子水25%，再加乳化剂脂肪醇聚氧乙 烯醚1.5%、十二垸基硫酸钠1.5%，稳定剂碳酸氢钠O. 15%，搅拌 12分钟升温至63"C，将单体甲基丙烯酸甲酯17.5%、丙烯酸正丁酯 12%、丙烯酸乙酯8.5%、丙烯腈12%、 a—羟甲基丙烯酰胺1.6X 依次加入到乳化釜中，升温至72"C，搅拌35分钟后停止待用；
b、 预聚合
在聚合釜中加入去离子水20%，搅拌升温至7(TC，加入预乳化 液总量三分之一的预乳化液，继续搅拌13分钟后开始滴加过硫酸钾
溶液用去离子水稀释10倍的溶液0.25%，控制滴加速度，时间3小 时，保持反应温度在83°C，当过硫酸钾溶液滴至溶液总量的三分之 一时停止滴加，继续搅拌，反应温度保持在83'C，反应32分钟后停 止，保温30分钟制得预聚合乳液待用； c、聚合
在83'C的温度继续搅拌的条件下，将剩余三分之二的预乳化液 和剩余的三分之二的过硫酸钾溶液，同时滴加聚合釜中，时间2.5小 时，滴加速度控制在无明显回流现象，温度保持在83°C，反应溶液 保持具有蓝色荧光为宜，加料结束后，继续保温1.5小时停止反应， 升温至90'C熟化1.5小时，降至室温，用氨水调节PH值7—8出料， 即为含固量>45%的化学结壳剂产品。
实施例3
a、 预乳化
在乳化反应釜中加入去离子水25%，再加乳化剂脂肪醇聚氧乙 烯醚1.5%、十二烷基硫酸钠1.5%，稳定剂碳酸氢钠O. 15%,搅拌 10分钟升温至6(TC,将单体甲基丙烯酸甲酯19.8%、丙烯酸正丁酯 10.2%、丙烯酸乙酯6.8%、丙烯腈13.2%、 a—羟甲基丙烯酰胺 1.6%依次加入到乳化釜中，升温至75t:,搅拌40分钟后停止待用;
b、 预聚合
在聚合釜中加入去离子水20%，搅拌升温至7(TC，加入预乳化 液总量三分之一的预乳化液，继续搅拌15分钟后开始滴加过硫酸钾 溶液用去离子水稀释10倍的溶液0. 25% ，控制滴加速度，时间2. 5 小时，保持反应温度在85°C，当过硫酸钾溶液滴至溶液总量的三分 之一时停止滴加，继续搅拌，反应温度保持在85-C，反应35分钟后 停止，保温30分钟制得预聚合乳液待用；
c、 聚合
在85t:的温度继续搅拌的条件下，将剩余三分之二的预乳化液
和剩余的三分之二的过硫酸钾溶液，同时滴加聚合釜中，2.5小时， 滴加速度控制在无明显回流现象，温度保持在85°C，反应溶液保持 具有蓝色荧光为宜，加料结束后，继续保温2小时停止反应，升温至 9(TC熟化1小时，降至室温，用氨水调节PH值7—8出料，即为含固 量》45%的化学结壳剂产品。
权利要求
1、一种化学结壳剂的制备方法，其特征在于该方法采用预乳化、预聚合及聚合三步骤进行，具体操作按下列步骤进行a、预乳化在乳化反应釜中加入去离子水25％，再加乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚1.5％、十二烷基硫酸钠1.5％，稳定剂碳酸氢钠0.15％，搅拌10—15分钟，升温60—65℃，将单体甲基丙烯酸甲酯15—19.8％、丙烯酸正丁酯10.2—15％、丙烯酸乙酯6.8—10％、丙烯腈10—13.2％、α—羟甲基丙烯酰胺1.6％依次加入到乳化釜中，升温70—75℃，搅拌30—40分钟后停止待用；b、预聚合在聚合釜中加入去离子水20％，搅拌升温至70℃，加入预乳化液总量三分之一的预乳化液，继续搅拌10—15分钟后开始滴加已配制好的引发剂过硫酸钾0.25％溶液，控制滴加速度，时间2.5-3小时，保持反应温度在80—85℃，当过硫酸钾溶液滴至溶液总量的三分之一时停止滴加，继续搅拌，反应温度保持在80—85℃，反应30—35分钟后停止，保温30分钟制得预聚合乳液待用；c、聚合在80—85℃的温度继续搅拌的条件下，将剩余三分之二的预乳化液和剩余的三分之二的过硫酸钾溶液，同时滴加聚合釜中，时间2—2.5小时，温度保持在80—85℃，加料结束后，继续保温1—2小时停止反应，升温至90℃熟化1—1.5小时，降至室温，用氨水调节PH值7—8出料，即为含固量≥45％的化学结壳剂产品。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b引发剂过硫 酸钾溶液用去离子水稀释10倍。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤c过硫酸钾溶液滴加速度控制在无明显回流现象，反应溶液保持具有蓝色荧光为 宜。
全文摘要
本发明涉及一种化学结壳剂的制备方法，该方法采用预乳化、预聚合和聚合三步骤进行，通过该方法获得的结壳剂是一种无毒、无味，符合环保要求的化学结壳剂，可使用在大型露天采矿、采煤、冶炼企业、港口、码头堆料场的防尘、固尘，在铁路运输和公路运输煤粉、矿粉的过程中使用也取得令人满意的效果，能有效的防止扬尘对环境的污染，减少由于运输堆放过程中风吹使矿粉、煤粉大量的流失。该化学结壳剂所需的原料属常规化学品单体、易得、经济、方便、有效。
文档编号C08F2/12GK101392039SQ200810072969
公开日2009年3月25日 申请日期2008年10月15日 优先权日2008年10月15日
发明者力 刘, 昕 董, 陈志慧, 霍天亮 申请人:中国科学院新疆理化技术研究所