专利名称：开放性煤粉尘污染抑制剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于复合材料科学与环境保护技术领域，涉及开放性煤粉尘污染抑制剂及其制备 方法，应用于开放性粉尘污染的治理方面。
背景技术：
我国能源结构中煤炭的使用一直占主导地位(目前占80%以上)。我国煤炭的主要储存场 所分布在沿海的煤码头、燃煤电厂和大中型煤矿，每年都有大量的煤炭存入煤场，这些煤炭 不仅占据了大量的土地，而且由于煤炭本身容易风化的特性导致大量煤炭的粉化，在每年干 燥季节遇上刮风天气，表面干燥细散的煤粉很容易随风飞扬，产生扬尘污染，形成一种大面 积的开放性尘源，严重污染了煤场周边的大气及生态环境，危害人畜健康，造成农作物减产， 加重工厂设备的磨损，已经成为一种公害。国外的研究结果表明，大气中总悬浮微粒质量和 人口死亡率之间存在着明显的相关性。伦敦、斯托本维尔、费城三个城市的数据表明，每立 方米空气中含100ug总悬浮粒子，人口死亡率增加6%。对老年人和患有呼吸系统疾病的人來 说，肺气肿死亡率增加32%，支气管炎、哮喘死亡率增加12%,心血管疾病死亡率增加9%。 在我国几乎每个煤场都存在着不同程度的扬尘污染问题，特别是我国沿海和北方许多地区的 储煤场所，由于长年气候干燥，部分煤场扬尘已达到了十分严重的程度。
我国现有采煤和贮煤场所多采用喷水除尘，还有一些应用除尘风机、水力采煤等防尘降 尘技术。国外一些发达国家对煤场建设的要求极高，煤场的运行管理水平也很高。其煤场扬 尘问题远不如我国严重。美国、日本等国家对这项治理技术的研究较早，在80年代初期，主 要采取的技术措施是在煤场表面喷洒扬尘抑制剂。按照粉尘抑制剂的抑尘机理，可以分为两 种不同类型，湿润浸透型和保护膜型。前者是使煤粉颗粒对水的亲和力增加，同时所添加的 化学药剂还具有一定的吸水性能，有保湿和减缓水分蒸发的作用。而保护膜形成型药剂是通 过在煤粉表面喷洒一些特殊的化学药剂，使表层煤粉颗粒相互结合，在煤粉表面形成一层水 不溶性保护膜，从而达到防止粉尘飞扬的目的。80年代后期，扬尘抑制剂在美国、闩本、南 非等国家应用的比较广泛，售价约为1.5 2芙元/升。由于发达国家的火iti厂川T粉尘处理 的费用较高，这一价格对其而言是较低的，但对于我国的绝大多数企业来说难以承受。因此， 开发适合我国国情的高效价廉的扬尘神制剂是我国环保工作者所面临的一大课题。本专利是 在我们2001年获得的国家发明专利"复合型灰场覆盖剂"(专利号110300.8)的基础上， 针对目前粉状物资储运过程中普遍存在的扬尘污染难题，经过理论研究和工业性试验开发出 的一种高科技发明。利用无机/高分子复合材料中有机相与无机相在纳米尺度上结合的特点， 可以将无机和有机材料的许多特性得以保存和改善，并在环境保护等领域fl有广泛的W用前 景。该发明采用自流平光固化原理，摒弃了原有沥青或重油乳化液以及聚醋酸乙烯酯树脂乳 液粉尘抑制材料的自固化机制，立足于抑制剂自身的成膜特点，有效的克服了原有自同化抑 制材料的成膜厚度不均、成膜时间长、膜层稳定性差等缺点。因其原理先进，价格便宜，施 工简单实用。
发明内容
本发明的目的是提供一种开放性煤粉尘污染抑制剂及其制备方法，在常温条件下，通过 喷淋方式将无机/高分子复合材料组成的煤粉尘污染抑制材料覆盖于开放性煤粉尘污染源表 面，形成抑制层，达到治理开放性煤粉尘污染的效果。
本发明的技术原理本发明是由水溶性高分子、有机材料和无机材料复合组成。艿中水 溶性配方使材料达到环保规定的要求，光固化的改性高分子成膜组分提高了抑制层的耐水性 和耐紫外线辐射的性能。材料中的无机纳米材料组分的添加有效的提高了涂层的机械强度和 耐候性。材料中的有机组分提高了复合体系的稳定性，同时为各种粉体组分的分散提供界面 支持。材料的自流平性能改善了抑制层的成膜均匀性，使抑制层具有适宜的厚度。
本发明的技术方案是 一种开放性煤粉尘污染抑制剂，该抑制剂是由多种化合物复合组 成的水性材料，各组份及其所占重量百分比是主成膜树脂15~20%、辅成膜树脂25 30%、 增稠剂1 2%、分散剂15~20%、防腐防霉剂2 3%、防沉剂1 2%、消泡剂2%、粉料 15 20%、色桨3~5%,其中主成膜树脂材料主要包括苯丙乳液或乙丙乳液，辅成膜树脂包 括聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛或聚丙烯酰胺，增稠剂包括羟乙基纤维素或光固化丙烯酸增稠 齐IJ，分散剂为六偏磷酸纳，防腐防霉剂为五氯酚钠，防沉剂为活性白土，消泡剂为磷酸三丁 酯，粉料包括钛白粉、轻质碳酸钙或滑石粉，色浆为制备各色覆盖层用的水性颜料。
一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，该方法是按重量百分比，将配制好的8% 的聚乙烯醇水溶液15 20份放置在分散罐中，在搅拌的条件下加入35 40份的乙丙乳液，均 匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液10 15份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，在搅拌条件下 将含有0. 08 0. 1%五氯酚钠的水溶液将份数补齐至100份。
一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，该方法是按重量百分比，将配制好的5% 的聚乙烯醇縮甲醛水溶液15~20份放置在分散罐中，在搅拌的条件下加入35~40份的苯丙乳 液，均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液10~15份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，在搅拌 条件下将含有0. 08 0.1%五氯酚钠的水溶液将份数补齐至100份。
一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，该方法是按重量百分比，将配制好的6%
的聚丙烯酰胺水溶液15~20份放置在分散罐中，在搅拌的条件下加入35~40份的乙丙乳液， 均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液1(T15份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，在搅拌条件 下将含有0. 08 0. 1%五氯酚钠的水溶液将份数补齐至100份。
一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，该方法是按重量百分比，将配制好的8% 的聚乙烯醇水溶液15 20份放置在分散罐中，再加入含有0. 08 0. 1%五氯酚钠和10%六偏磷酸 纳水溶液20份，在搅拌条件下缓慢加入l份活性白土， 5份钛白粉和4份轻质碳酸钙以及4 份滑石份，完毕后加入少许含有0.1%磷酸三丁酯水溶液进行消泡处理，然后在搅拌条件下加 入5份钛白粉和4份轻质碳酸钙，完毕后再加入少许含有0. 1%磷酸三丁酯水溶液进行消泡处 理。在搅拌的条件下加入25 30份的乙丙乳液，均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液1(T15 份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，搅拌均匀后用水将份数补齐至100份。颜色可按照用户要 求利用各色水性色浆以国家标准色卡进行调制。
一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，该方法是按重量百分比，将配制好的5% 的聚乙烯醇縮甲醛水溶液15 20份放置在分散罐中，再加入含有0. 08~0. 1%五氯酚钠和10% 六偏磷酸纳水溶液20份，在搅拌条件下缓慢加入l份活性白土， 5份钛白粉和4份轻质碳酸 钙以及4份滑石份，完毕后加入少许含有0. 1%磷酸三丁酯水溶液进行消泡处理，然后在搅拌 条件下加入5份钛白粉和4份轻质碳酸钙，完毕后再加入少许含有0. 1%磷酸三丁酯水溶液进 行消泡处理。在搅拌的条件下加入25 30份的苯丙乳液，均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶 液10 15份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，搅拌均匀后用水将份数补齐至100份。颜色可按 照用户要求利用各色水性色浆以国家标准色卡进行调制。
一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，该方法是按重量百分比，将配制好的6% 的聚丙烯酰胺水溶液15~20份放置在分散罐中，再加入含有0. 08 0. 1°/。五氯酚钠和10%六偏磷 酸纳水溶液20份，在搅拌条件下缓慢加入l份活性白土， 5份钛白粉和4份轻质碳酸药以及 4份滑石份，完毕后加入少许含有0.1%磷酸三丁酯水溶液进行消泡处理，然后在搅拌条件下 加入5份钛白粉和4份轻质碳酸钙，完毕后再加入少许含有0. 1%磷酸三丁酯水溶液进行消泡 处理。在搅拌的条件下加入25 30份的乙丙乳液，均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液1CT15 份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，搅拌均匀后用水将份数补齐至100份。颜色可按照用户要 求利用各色水性色浆以国家标准色卡进行调制。
本发明具备如下的效果流动性好，易于机械施工；施工操作简单，施工效率高；发明 使用寿命长，在5'C以上均可施工使用；发明各项性能指标优异、可靠；发明无任何毒害作 用，安全环保；发明一经使用后不会影响粉体材料的性能，不回造成环境的二次污染；发明
价格低廉、适用范围广。
具体技术指标如下有效使用期t (time)》1年；耐风性能《8级；耐水性能-抑制层遇水不迁移；耐候性能》5'C均可施工使用；抑制层厚度300 ~ 500 施工工 作效率il > 1000 m2/台承天。
该发明适用于航运、电力、矿山、公路、冶金等领域存在的开放性扬尘污染治理。该发 明在扬尘污染治理项目中应用，具有显著的经济、环境和社会效益。可以有效的减轻了贮运 现场工作人员维护现场卫生环境的劳动强度，改善人群健康，有效的延长了现场设备的使用 寿命，有效改善作业区景观，创建文明生产，环保型配方可以有效减轻施工过程对人员和环 境造成的污染。
具体实施例方式
实施例1
透明覆盖层的制备(1):将配制好的8%的聚乙烯醇水溶液15 20份放置在分散罐中，在 搅拌的条件下加入35 40份的乙丙乳液，均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液1CT15份以及 光固化丙烯酸增稠剂10份，在搅拌条件下将含有0. 08~0. 1%五氯酚钠的水溶液将份数补齐至 100份。
透明覆盖层的制备(2):将配制好的5%的聚乙烯醇縮甲醛水溶液15~20份放置在分散罐 中，在搅拌的条件下加入35~40份的苯丙乳液，均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液1(Tl5 份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，在搅拌条件下将含有0. 08~0. 1%五氯酚钠的水溶液将份数 补齐至100份。
透明覆盖层的制备(3):将配制好的6%的聚丙烯酰胺水溶液15~20份放置在分散罐中， 在搅拌的条件下加入35、0份的乙丙乳液，均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液1CT15份以 及光固化丙烯酸增稠剂10份，在搅拌条件下将含有0. 08~0. 1%五氯酚钠的水溶液将份数补齐 至100份。
实施例2
有色覆盖层的制备(1):将配制好的8%的聚乙烯醇水溶液15 20份放置在分散罐中，再 加入含有0. 08、. 1%五氯酚钠和10%六偏磷酸纳水溶液20份，在搅拌条件下缓慢加入1份活 性白土， 5份钛白粉和4份轻质碳酸钙以及4份滑石份，完毕后加入少许含有0. 1%磷酸三丁 酯水溶液进行消泡处理，然后在搅拌条件下加入5份钛白粉和4份轻质碳酸钙，完毕后再加 入少许含有0. 1%磷酸三丁酯水溶液进行消泡处理。在搅拌的条件下加入25 30份的乙丙乳液， 均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液10 15份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，搅拌均匀后
用水将份数补齐至100份。颜色可按照用户要求利用各色水性色浆以国家标准色卡进行调制。
有色覆盖层的制备(2):将配制好的5%的聚乙烯醇縮甲醛水溶液15~20份放置在分散罐 中，再加入含有0. 08 0. 1%五氯酚钠和10%六偏磷酸纳水溶液20份，在搅拌条件下缓慢加入 l份活性白土， 5份钛白粉和4份轻质碳酸钙以及4份滑石份，完毕后加入少许含有0. 1%磷 酸三丁酯水溶液进行消泡处理，然后在搅拌条件下加入5份钛白粉和4份轻质碳酸钙，完毕 后再加入少许含有0.1%磷酸三丁酯水溶液进行消泡处理。在搅拌的条件下加入25 30份的苯 丙乳液，均匀后再加入2%轻乙基纤维素水溶液1CT15份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，搅 拌均匀后用水将份数补齐至100份。颜色可按照用户要求利用各色水性色浆以国家标准色卡 进行调制。
有色覆盖层的制备(1):将配制好的6%的聚丙烯酰胺水溶液15 20份放置在分散罐中， 再加入含有0. 08 0. W五氯酚钠和10%六偏磷酸纳水溶液20份，在搅拌条件下缓慢加入1份 活性白土， 5份钛白粉和4份轻质碳酸麪以及4份滑石份，完毕后加入少许含有0. 1%磷酸三 丁酯水溶液进行消泡处理，然后在搅拌条件下加入5份钛白粉和4份轻质碳酸钙，完毕后再 加入少许含有0. 1%磷酸三丁酯水溶液进行消泡处理。在搅拌的条件下加入25~30份的乙丙乳 液，均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液10 15份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，搅拌均 匀后用水将份数补齐至100份。颜色可按照用户要求利用各色水性色浆以国家标准色卡进行 调制。
权利要求
1、一种开放性煤粉尘污染抑制剂，其特征在于，该抑制剂是由多种化合物复合组成的水性材料，各组份及其所占重量百分比是主成膜树脂15～20％、辅成膜树脂25～30％、增稠剂1～2％、分散剂15～20％、防腐防霉剂2～3％、防沉剂1～2％、消泡剂2％、粉料15～20％、色浆3～5％，其中主成膜树脂材料主要包括苯丙乳液或乙丙乳液，辅成膜树脂包括聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛或聚丙烯酰胺，增稠剂包括羟乙基纤维素或光固化丙烯酸增稠剂，分散剂为六偏磷酸纳，防腐防霉剂为五氯酚钠，防沉剂为活性白土，消泡剂为磷酸三丁酯，粉料包括钛白粉、轻质碳酸钙或滑石粉，色浆为制备各色覆盖层用的水性颜料。
2、 根据权利要求1所述的一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，特征在于，该方 法是按重量百分比，将配制好的8%的聚乙烯醇水溶液15~20份放置在分散罐中，在搅拌的 条件下加入35~40份的乙丙乳液，均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液1(Tl5份以及光固化 丙烯酸增稠剂10份，在搅拌条件下将含有0. 08、. ]%五氯酚钠的水溶液将份数补齐至100份。
3、 根据权利要求1所述的一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，其特征在于，该 方法是按重量百分比，将配制好的5%的聚乙烯醇缩甲醛水溶液15 20份放置在分散罐中， 在搅拌的条件下加入35~40份的苯丙乳液，均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液1(T15份以 及光固化丙烯酸增稠剂10份，在搅拌条件下将含有0. 08~0. 1%五氯酚钠的水溶液将份数补齐 至100份。
4、 根据权利要求1所述的一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，其特征在于，该 方法是按重量百分比，将配制好的6%的聚丙烯酰胺水溶液15~20份放置在分散罐中，在搅 拌的条件下加入35~40份的乙丙乳液，均匀后再加入2。/。羟乙基纤维素水溶液i(Ti5份以及光 固化丙烯酸增稠剂IO份，在搅拌条件下将含有O. 08 0.1%五氯酚钠的水溶液将份数补齐至100 份。
5、 根据权利要求1所述的一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，其特征在于，该 方法是按重量百分比，将配制好的8%的聚乙烯醇水溶液15 20份放置在分散罐中，再加入 含有0. 0『0. 1%五氯酚钠和10°/。六偏磯酸纳水溶液20份，在搅拌条件下缓慢加入1份活性白 土， 5份钛白粉和4份轻质碳酸钙以及4份滑石份，完毕后加入少许含有0. 1%磷酸三丁酯水 溶液进行消泡处理，然后在搅拌条件下加入5份钛白粉和4份轻质碳酸钙，完毕后再加A^少 许含有O. 1%磷酸三丁酯水溶液进行消泡处理。在搅拌的条件下加入25 30份的乙丙乳液，均 匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液1(Tl5份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，搅拌均匀后用 水将份数补齐至100份。颜色可按照用户要求利用各色水性色浆以国家标准色卡进行调制。
6、 根据权利要求1所述的一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，其特征在于，该 方法是按重量百分比，将配制好的5%的聚乙烯醇縮甲醛水溶液15 20份放置在分散罐中， 再加入含有0. 08 0.1%五氯酚钠和10%六偏磷酸纳水溶液20份，在搅拌条件下缓慢加入1份 活性白土， 5份钛白粉和4份轻质碳酸钙以及4份滑石份，完毕后加入少许含有0. 1%磷酸三 丁酯水溶液进行消泡处理，然后在搅拌条件下加入5份钛白粉和4份轻质碳酸钙，完毕后再 加入少许含有0. W磷酸三丁酯水溶液进行消泡处理。在搅拌的条件下加入25~30份的苯丙乳 液，均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液10 15份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，搅拌均 匀后用水将份数补齐至100份。颜色可按照用户要求利用各色水性色浆以国家标准色卡进行 调制。
7、 根据权利要求1所述的一种开放性煤粉尘污染抑制剂的制备方法，其特征在于，该 方法是按重量百分比，将配制好的6%的聚丙烯酰胺水溶液15 20份放置在分散罐中，再加 入含有0. 08~0. 1%五氯酚钠和10%六偏磷酸纳水溶液20份，在搅拌条件下缓慢加入1份活性 白土， 5份钛白粉和4份轻质碳酸钙以及4份滑石份，完毕后加入少许含有0. 1%磷酸三丁酯 水溶液进行消泡处理，然后在搅拌条件下加入5份钛白粉和4份轻质碳酸钙，完毕后再加入 少许含有0. 1%磷酸三丁酯水溶液进行消泡处理。在搅拌的条件下加入25~30份的乙丙乳液， 均匀后再加入2%羟乙基纤维素水溶液10 15份以及光固化丙烯酸增稠剂10份，搅拌均匀后 用水将份数补齐至100份。颜色可按照用户要求利用各色水性色浆以国家标准色卡进行调制。
全文摘要
本发明属于复合材料科学与环境保护技术领域，涉及开放性煤粉尘污染抑制剂及其制备方法，抑制剂是由多种化合物复合组成的水性材料，各组份及其所占重量百分比是主成膜树脂15～20％、辅成膜树脂25～30％、增稠剂1~2％、分散剂15～20％、防腐防霉剂2～3％、防沉剂1～2％、消泡剂2％、粉料15～20％、色浆3～5％，该发明采用自流平光固化原理，有效的克服了原有自固化抑制材料的成膜厚度不均、成膜时间长、膜层稳定性差等缺点。价格便宜，施工简单实用。具有显著的经济、环境和社会效益。适用于航运、电力、矿山、公路、冶金等领域存在的开放性扬尘污染治理。
文档编号C09K3/22GK101177604SQ20071015847
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月19日 优先权日2007年11月19日
发明者威 冯 申请人:威 冯