一种高效可生物降解固沙抑尘剂的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高效可生物降解固沙抑尘剂的制备方法，属于抑尘剂技术领域。针对目前市售抑尘剂大多数粘度高，使得抑尘剂雾化效果不好甚至难以雾化，不能快速的润湿粉尘的问题，本发明提供了一种高效可生物降解固沙抑尘剂的制备方法。本发明采用可降解、无毒、无污染的玉米芯为原料，通过乳液聚合中的预乳化工艺对玉米芯改性，制备了碱处理玉米芯粉接枝丙烯酸酯乳液，再将碱处理玉米芯粉接枝丙烯酸酯乳液与具有高效润湿性的聚乙二醇辛基苯基醚复配，经水稀释后，制成高效可生物降解固沙抑尘剂。本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂能快速的润湿粉尘，将小颗粒煤粒凝并成大颗粒，具有良好的抑尘效果。
【专利说明】
一种高效可生物降解固沙抑尘剂的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种高效可生物降解固沙抑尘剂的制备方法，属于抑尘剂技术领域。
【背景技术】
[0002]我国以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为特征的区域性大气环境问题日益突出，粉尘按颗粒大小可分为两类:直径大的称为降尘，份量重容易沉降，直径小的称为飘尘，它以气溶胶形式长期飘浮在空气中，人们肉眼看不到。粉尘中含有多种重金属，飘尘能够吸附各种有毒物质，其中有的是致癌物质。吸附着有毒物质的飘尘到处飘荡，严重污染我们所赖以生存的环境。
[0003]城市中空气质量主要受燃煤排烟、机动车尾气和地面扬尘3个方面的影响，其中地面扬尘的问题不受季节限制，可导致全年大气质量不佳。研究北京市地面扬尘的特点，发现源自交通活动以及建筑活动的地面扬尘，是北京大气颗粒物污染的重要来源之一。利用化学抑尘剂抑制颗粒物进入大气是改善我国大气污染现状的重要措施。
[0004]抑尘剂是由新型多功能高分子聚合物组合而成。聚合物分子间的交联度会形成网状结构，同时分子间存在各种离子基团，能与离子之间产生较强的亲合力。它的作用机理是通过捕捉、吸附、团聚粉尘微粒，将其紧锁于网状结构之内，起到湿润、粘接、凝结、吸湿、防尘、防浸蚀和抗冲刷的作用。抑尘剂具有良好的成膜特性，可以有效的固定尘埃并在物料表面形成防护膜。
[0005]但是，目前市售抑尘剂大多数粘度高，使得抑尘剂雾化效果不好甚至难以雾化，不能快速的润湿粉尘。因此，对于抑尘剂抑尘性能的研究显得尤为重要。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题:针对目前市售抑尘剂大多数粘度高，使得抑尘剂雾化效果不好甚至难以雾化，不能快速的润湿粉尘的问题，本发明提供了一种高效可生物降解固沙抑尘剂的制备方法。本发明采用可降解、无毒、无污染的玉米芯为原料，通过乳液聚合中的预乳化工艺对玉米芯改性，制备了碱处理玉米芯粉接枝丙烯酸酯乳液，再将碱处理玉米芯粉接枝丙烯酸酯乳液与具有高效润湿性的聚乙二醇辛基苯基醚复配，经水稀释后，制成高效可生物降解固沙抑尘剂。本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂能快速的润湿粉尘，将小颗粒煤粒凝并成大颗
粒，具有良好的抑尘效果。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
(I)称取100?200g玉米芯，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，称取30?50g过筛后的玉米芯粉，加入600?100mL质量分数为15%氢氧化钠溶液中，在50?60 °C恒温水浴下，浸泡20?24h，随后用质量分数为10%盐酸调节pH至中性，得混合液，将混合液抽滤，用去离子水洗涤滤饼3?5次后，滤饼转入干燥箱中，在105?11 (TC下干燥至恒重，得碱处理玉米芯粉，备用； (2)称取3.5-4.0g十二烷基苯磺酸钠，1.0?1.5g烷基酚聚氧乙烯醚，加入50?60mL去离子水中，以300?400r/min搅拌15?20min，加入3.5-7.0g丙烯酸丁酯，1.5?3.0g甲基丙烯酸甲酯，2?4g丙烯酰胺，继续搅拌至白色均匀不分层乳液，得单体预乳化液；
(3)称取5?6g步骤(I)制备的碱处理玉米芯粉，装入三口烧瓶中，加入30?40mL去离子水，以500?600r/min搅拌分散15~20min，加入I/3体积上述单体预乳化液，继续搅拌15?20min，并用300W微波加热至温度为70?80°C，加入0.2-0.3g过硫酸铵，搅拌反应30?40min，随后以2?4mL/min滴加2/3体积上述单体预乳化液，以0.2-0.3mL/min滴加2?3mL质量分数为10%过硫酸铵溶液，以300?500r/min搅拌反应I?2h，得改性玉米芯乳液；
(4)量取I?2mL上述改性玉米芯乳液，加入200?400mL去离子水中，以300?500r/min搅拌10~15min，添加0.03?0.06mL聚乙二醇辛基苯基醚，继续搅拌5?1min，得高效可生物降解固沙抑尘剂。
[0008]本发明的应用方法是:将本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂加入雾化器中，喷洒在交通路面和建筑工地地面，抑尘效果为90?95%，渗透速度保持在0.03-0.04cm/s，在室温下喷洒100 h后土层仍含有20~30%的水分，60°C下放置2h土层失水率仅为50?60%。
[0009]本发明的有益技术效果是:
(1)本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂，渗透性、保湿性和耐高温性良好；
(2)本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂，能快速渗透并润湿粉尘，将小颗粒煤粒凝并成大颗粒，具有良好的抑尘效果。
【具体实施方式】
[0010]称取100?200g玉米芯，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，称取30?50g过筛后的玉米芯粉，加入600?100mL质量分数为15%氢氧化钠溶液中，在50?60°C恒温水浴下，浸泡20?24h，随后用质量分数为10%盐酸调节pH至中性，得混合液，将混合液抽滤，用去离子水洗涤滤饼3?5次后，滤饼转入干燥箱中，在105?110 °C下干燥至恒重，得碱处理玉米芯粉；称取3.5-4.0g十二烷基苯磺酸钠，1.0?1.5g烷基酚聚氧乙烯醚，加入50?60mL去离子水中，以300?400r/min搅拌15?20min，加入3.5-7.0g丙烯酸丁酯，I.5?3.0g甲基丙烯酸甲酯，2-4g丙烯酰胺，继续搅拌至白色均匀不分层乳液，得单体预乳化液;称取5?6g上述碱处理玉米芯粉，装入三口烧瓶中，加入30?40mL去离子水，以500?600r/min搅拌分散15?20min，加入1/3体积上述单体预乳化液，继续搅拌15?20min，并用300W微波加热至温度为70?80°C，加入0.2?0.3g过硫酸钱，搅拌反应30?40min，随后以2?4mL/min滴加2/3体积上述单体预乳化液，以
0.2~0.3111171^11滴加2~31^质量分数为10%过硫酸铵溶液，以300~50(^/1^11搅拌反应1~211，得改性玉米芯乳液；量取I?2mL上述改性玉米芯乳液，加入200?400mL去离子水中，以300?500r/min搅拌10?15min，添加0.03?0.06mL聚乙二醇辛基苯基醚，继续搅拌5~10min，得高效可生物降解固沙抑尘剂。
[0011]实例I
称取10g玉米芯，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，称取30g过筛后的玉米芯粉，加入600mL质量分数为15%氢氧化钠溶液中，在50 °C丨旦温水浴下，浸泡20h，随后用质量分数为10%盐酸调节pH至中性，得混合液，将混合液抽滤，用去离子水洗涤滤饼3次后，滤饼转入干燥箱中，在105 °C下干燥至恒重，得碱处理玉米芯粉;称取3.5g十二烷基苯磺酸钠，1.0g烧基酸聚氧乙稀醚，加入50mL去离子水中，以300r/min搅拌15min，加入3.5g丙稀酸丁酯，
1.5g甲基丙烯酸甲酯，2g丙烯酰胺，继续搅拌至白色均匀不分层乳液，得单体预乳化液;称取5g上述碱处理玉米芯粉，装入三口烧瓶中，加入30mL去离子水，以500r/min搅拌分散15min，加入1/3体积上述单体预乳化液，继续搅拌15min，并用300W微波加热至温度为70°C，加入0.2g过硫酸钱，搅拌反应30min，随后以2mL/min滴加2/3体积上述单体预乳化液，以
0.2mL/min滴加2mL质量分数为10%过硫酸铵溶液，以300r/min搅拌反应lh，得改性玉米芯乳液；量取ImL上述改性玉米芯乳液，加入200mL去离子水中，以300r/min搅拌1min，添加
0.03mL聚乙二醇辛基苯基醚，继续搅拌5min，得高效可生物降解固沙抑尘剂。
[0012]本发明的应用方法是:将本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂加入雾化器中，喷洒在交通路面和建筑工地地面，抑尘效果为90%，渗透速度保持0.03cm/s，在室温下喷洒100 h后土层仍含有20%的水分，60°C下放置2h土层失水率仅为60%。
[0013]实例2
称取150g玉米芯，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，称取40g过筛后的玉米芯粉，加入800mL质量分数为15%氢氧化钠溶液中，在55 °C丨旦温水浴下，浸泡22h，随后用质量分数为10%盐酸调节pH至中性，得混合液，将混合液抽滤，用去离子水洗涤滤饼4次后，滤饼转入干燥箱中，在108 °C下干燥至恒重，得碱处理玉米芯粉;称取3.Sg十二烷基苯磺酸钠，1.2g烧基酸聚氧乙稀醚，加入55mL去离子水中，以350r/min搅拌18min，加入5.0g丙稀酸丁酯，2.0g甲基丙烯酸甲酯，3g丙烯酰胺，继续搅拌至白色均匀不分层乳液，得单体预乳化液;称取5.5g上述碱处理玉米芯粉，装入三口烧瓶中，加入35mL去离子水，以550r/min搅拌分散18min，加入1/3体积上述单体预乳化液，继续搅拌18min，并用300W微波加热至温度为75°C，加入0.25g过硫酸钱，搅拌反应35min，随后以3mL/min滴加2/3体积上述单体预乳化液，以0.25mL/min滴加2.5mL质量分数为10%过硫酸铵溶液，以400r/min搅拌反应1.5h，得改性玉米芯乳液;量取1.5mL上述改性玉米芯乳液，加入300mL去离子水中，以400r/min搅拌12min，添加0.04mL聚乙二醇辛基苯基醚，继续搅拌8min，得高效可生物降解固沙抑尘剂。
[0014]本发明的应用方法是:将本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂加入雾化器中，喷洒在交通路面和建筑工地地面，抑尘效果为92%，渗透速度保持在0.035cm/s，在室温下喷洒100 h后土层仍含有25%的水分，60°C下放置2h土层失水率仅为55%。
[0015]实例3
称取200g玉米芯，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，称取50g过筛后的玉米芯粉，加入100mL质量分数为15%氢氧化钠溶液中，在60 V恒温水浴下，浸泡24h，随后用质量分数为10%盐酸调节pH至中性，得混合液，将混合液抽滤，用去离子水洗涤滤饼5次后，滤饼转入干燥箱中，在IlOtC下干燥至恒重，得碱处理玉米芯粉;称取4.0g十二烷基苯磺酸钠，1.5g烧基酸聚氧乙稀醚，加入60mL去离子水中，以400r/min搅拌20min，加入7.0g丙稀酸丁酯，3.0g甲基丙烯酸甲酯，4g丙烯酰胺，继续搅拌至白色均匀不分层乳液，得单体预乳化液;称取6g上述碱处理玉米芯粉，装入三口烧瓶中，加入40mL去离子水，以600r/min搅拌分散20min，加入1/3体积上述单体预乳化液，继续搅拌20min，并用300W微波加热至温度为800C，加入0.3g过硫酸钱，搅拌反应40min，随后以4mL/min滴加2/3体积上述单体预乳化液，以
0.3mL/min滴加3mL质量分数为10%过硫酸铵溶液，以500r/min搅拌反应2h，得改性玉米芯乳液；量取2mL上述改性玉米芯乳液，加入400mL去离子水中，以500r/min搅拌15min，添加0.06mL聚乙二醇辛基苯基醚，继续搅拌1min，得高效可生物降解固沙抑尘剂。
[0016]本发明的应用方法是:将本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂加入雾化器中，喷洒在交通路面和建筑工地地面，抑尘效果为95%，渗透速度保持在0.04cm/s，在室温下喷洒100 h后土层仍含有30%的水分，60°C下放置2h土层失水率仅为50%。
【主权项】
1.一种高效可生物降解固沙抑尘剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)称取100?200g玉米芯，自然风干后加入粉碎机中粉碎，过100目筛，称取30?50g过筛后的玉米芯粉，加入600?100mL质量分数为15%氢氧化钠溶液中，在50?60 °C恒温水浴下，浸泡20?24h，随后用质量分数为10%盐酸调节pH至中性，得混合液，将混合液抽滤，用去离子水洗涤滤饼3?5次后，滤饼转入干燥箱中，在105?11 (TC下干燥至恒重，得碱处理玉米芯粉，备用； (2)称取3.5-4.0g十二烷基苯磺酸钠，1.0?1.5g烷基酚聚氧乙烯醚，加入50?60mL去离子水中，以300?400r/min搅拌15?20min，加入3.5-7.0g丙烯酸丁酯，1.5?3.0g甲基丙烯酸甲酯，2?4g丙烯酰胺，继续搅拌至白色均匀不分层乳液，得单体预乳化液； (3)称取5?6g步骤(I)制备的碱处理玉米芯粉，装入三口烧瓶中，加入30?40mL去离子水，以500?600r/min搅拌分散15~20min，加入I/3体积上述单体预乳化液，继续搅拌15?20min，并用300W微波加热至温度为70?80°C，加入0.2-0.3g过硫酸铵，搅拌反应30?40min，随后以2?4mL/min滴加2/3体积上述单体预乳化液，以0.2-0.3mL/min滴加2?3mL质量分数为10%过硫酸铵溶液，以300?500r/min搅拌反应I?2h，得改性玉米芯乳液； (4)量取I?2mL上述改性玉米芯乳液，加入200?400mL去离子水中，以300?500r/min搅拌10~15min，添加0.03?0.06mL聚乙二醇辛基苯基醚，继续搅拌5?1min，得高效可生物降解固沙抑尘剂。
【文档编号】C09K3/22GK106085360SQ201610721558
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月25日
【发明人】仇颖超, 宋豪
【申请人】仇颖超