专利名称：一种扬尘抑制剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种环境保护和工程施工领域的扬尘抑制剂。
背景技术：
工程施工现场难以避免产生浮土和灰尘，由于风力、车辆通行等因素，周边扬尘污 染较为严重，危害居民及工人身体健康，影响施工区周边动植物生长，破坏生态平衡，造成 极坏的社会影响，给国家和企业造成极大的经济损失。通过查阅各类道路施工的环评报告 和环保竣工验收报告得知，道路施工现场的扬尘污染较为严重，其中混凝土搅拌、路基平整 场地外IOOm处的总悬浮颗粒物(英文缩写TSP，又称总悬浮微粒，指用标准大容量颗粒采集 器在滤膜上收集到的颗粒物的总质量)含量远超过环境空气质量标准(GB3095-1996) 二级 标准。在空气的TSP中，扬尘的贡献率已达到或超过50%，扬尘颗粒物粒径较小，极易起 动飞扬，一旦受到外力作用就可再次进入空气，极难治理。研究发现，扬尘包含了分散度不 同的一系列颗粒物，其中PM10，即可吸入颗粒物，粒径10 μ m，对扬尘的贡献率最高。可 吸入颗粒物极易使工人产生尘肺病，据卫生部2010年4月通报，2009年共报告尘肺病新病 例14，495例，死亡病例748例，尘肺病例数占职业病报告总例数的79. 96%，尘肺病发病工 龄缩短，群发性尘肺病时有发生，尘肺病仍是我国最严重的职业病，危害问题日益突出，已 引起政府部门的高度重视。目前在城市和工程建设现场道路主要采用洒水抑尘的传统方式，研究发现采用纯 水作为路面的抑尘剂时，路面的微细尘粒往往不能被水润湿，因而抑尘效果不佳，如对2 μ m 扬尘的捕获率仅为 左右，因此常规的洒水法难以奏效，水分只是润湿扬尘的表 面，不能渗透到扬尘内部，导致了水分蒸发快，洒水频率高，造成大量水资源的浪费和人工 及设备费用增加。因此国内外部分学者都不断地开发各类抑尘剂来控制道路扬尘污染。国外从20世纪20年代就开始了抑尘剂的研究，目前，美、日、俄及欧洲等国和地区 对抑尘剂的研究已取得了丰厚成果，在化学抑尘剂领域已经处于世界先进水平，申请了大 量的专利。国内近几年内也开展了相关研究，取得了众多成果，常见的抑尘剂有湿润剂、固 体/液体吸湿剂、粘尘剂、以及复合型抑尘剂几种。但各类抑尘剂都存在一定的缺陷，如以 原油、废油等废料做成的粘尘剂，虽然粘结效果好，初期效果明显，但是随着新灰尘的积累 和代入，效果就立即下降，无法从根本上抑制扬尘的泛起；同样以卤化物、无机盐为基料的 湿润剂，虽然其吸水性能良好，但是其粘结性能差，容易被车辆和风力带出路面，从而失效， 抑尘时间短，效果欠佳；其次以超强吸水性能的高分子有机物为代表的吸湿剂，其与湿润剂 一样，粘结性能差，效果有限。现在市面上较常见的复合型抑尘剂的主要组分为壬基酚聚氧乙烯醚，乙二醇，甘 油等，其抑尘原理主要是运用甘油等大分子有机物的湿润和絮凝作用，而这些复合型抑尘 剂都存在着“无法有效抑尘”的缺点，即处理效果无法持续很长时间，过10-15天之后灰尘 就又会“死灰复燃”。其原因主要是因为抑尘剂缺乏强有力的粘结剂把颗粒之间紧密结合在一起，以及抑尘剂的渗透性能较差，通常小于0. 5cm，无法有效的抑制较深处的灰尘。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供一种作用持续时间长、减少二次扬尘、反应速度 快、耐高温的扬尘抑制剂。本发明采用如下技术方案一种扬尘抑制剂，包括1-10质量份的羧甲基纤维素 钠、10-40质量份的十二烷基苯磺酸钠和40-140质量份的高吸水树脂。作为本发明的一种改进，扬尘抑制剂包括2质量份的羧甲基纤维素钠、40质量份 的十二烷基苯磺酸钠和40质量份的高吸水树脂。作为本发明的一种改进，扬尘抑制剂包括1质量份的羧甲基纤维素钠、10质量份 的十二烷基苯磺酸钠和50质量份的高吸水树脂。本发明利用吸湿、保水、粘结和助渗的原理，有效提高了扬尘抑制效果，具有作用 持续时间长、减少二次扬尘、反应速度快、耐高温、绿色环保的优点。本发明的扬尘抑制剂中含有高吸水树脂(SAP)，它具有很强的吸水性能，能够吸收 比自身重量多几十倍的水分，可以有效地吸收路面周边空气中的水分，保持路面的湿度，增 加粉尘颗粒的单重和路面扬尘的沉降速率，减少和抑制扬尘。此外，高吸水树脂(SAP)还具 有很强的保水性能，能够保存其吸收的水分，一旦水分被其吸收，就很难失去，保水效果明 显。强大的吸水、保水性能可以保证其在白天尽量减少其水分的流逝；晚间气温降低时吸收 空气中的水分，及时补充白天蒸发的水分，从而增强抑尘的时效性。试验证明，在使用本发 明的扬尘抑制剂喷洒过后，30天内仍然能够保持50%以上的湿度，可在较长时间里使周围 300m范围的空气质量保持在环境空气质量标准(GB3095-1996)三级标准内。本发明的抑制剂中含有的羧甲基纤维素钠(CMC)和十二烷基苯磺酸钠(LAQ具有 较强的粘结功能，其能降低水的表面张力，促进细小扬尘颗粒的粘结，形成较大的颗粒，并 具有一定固结强度，从而减少粉尘的扬起率和提高地面(土质或水泥质)的抗辗压性，抑制 扬尘的再起，减少喷洒时的二次扬尘。其良好的粘结作用可以促进高吸水树脂与扬尘之间 的结合，避免车辆活动和风力等外部干扰因素对高吸水树脂的影响，增强扬尘的抗风性能。 本发明能够促进抑尘剂，使扬尘内部与外部相互融合，提高了抑尘剂的作用范围，增强了其 抑尘功能。由于羧甲基纤维素钠的添加，使得本抑沉剂具有较好的入渗性能，沿灰尘层深度 方向渗透速率在0. 5mm/s左右。目前市面上的抑尘剂基本都无入渗效果，容易使得抑制效 果不完全，只能处理表面一层的尘土，为下层尘土提供了保护伞，当抑尘剂干化后，下层未 被抑尘剂渗透过的尘土又会随着风飘洒起来，使得“死灰复燃”。而本专利产品的优势在于 能够下渗尘土超过1厘米，这也基本超过在建筑工地上尘土的最大厚度，所以能够做到一 次性抑尘效果远远好于其他抑尘剂。由于十二烷基苯磺酸钠的加入，使得该抑尘剂具有很强的表面活性，结合性更好， 使得反应速度加快。试验测得，其喷洒后半小时内的处理粉尘的去处率为90%以上，比市面 上其他复合抑尘剂效果好。喷洒抑尘剂后的尘土在60°C恒温下的水分蒸发量< 1. 25g/(m. s)，抑尘效果能够 保持4h以上且不被蒸干，有利于提高高温季节的抑尘效果。
此外，该抑尘剂所用原料组分及其溶液无毒副作用和腐蚀作用，为生态环保材料， 同时由于该抑尘剂效果好，所需浓度很低，而且抑尘剂本身固定在扬尘颗粒中，不会渗透及 流失，一段时间后能自行降解，无二次污染，因此应用本发明的抑尘剂更有利于环保。本发明只需与水混合喷洒，无需特殊辅助工具，操作简单，实用性强，除用于施工 路面扬尘控制外，还可用于城市道路、建筑场地、广场建设以及料场等抑尘，不受场地和地 点限制。本发明的应用试验表明，喷洒一次用量为0. 124L/m2抑尘剂后(仅是最佳施用量 的一半)，抑尘有效时间为7天以上，空气质量全部达到环境空气质量标准(GB3095-1996) 三类标准，大大减少日常水力喷洒频率，降低了现场的人力、物力和财力消耗，节约了成本。 按照试验场地的抑尘规模(约5000平方米沙石路面的试验场地)计算，该产品的使用可以 为该试验场地每年节约水资源1. 5万立方米左右，约4. 5万人民币，扣除现有的药剂和水溶 剂消耗，每年可以节约4万人民币左右。
图1为本发明抑尘剂的使用流程示意图。图中，第一步到工地现场进行勘测，取 1平米的扬尘3袋，测出其质量，取平均值，估测得到单位面积的扬尘质量A千克，并向施工 单位询问数据，估计一下施工的总体面积B平方米，并记录在3小时内的车流量情况。第二步通过估算出来的沙量以及车流量情况，结合洒水车的容积V立方米，计算 出每次应该使用高吸水树脂(SAP)，羧甲基纤维素钠(CMC)，十二烷基苯磺酸钠(LAQ的量 千克数分别为5V，0. 01V,0. IV。其用量还应根据现场车流量的情况进行微调。第三步计算出各种药剂的用量之后，缓慢向洒水车中投加药剂，并边用消毒过的 塑料棒搅拌，加药的顺序为先加高吸水树脂，再加十二烷基苯磺酸钠，最后加羧甲基纤维素 钠。也可用事先配置好的抑尘剂固体成品直接带到现场添加。第四步投加药并搅拌均勻后，将洒水车静置15min，随后将洒水车开启，根据其 容积计算出每次喷洒的范围为1000V/A，并按照约20m/s的速度在喷洒范围内来回行驶，以 达到喷洒均勻的效果。
具体实施例方式为合理的测定其最佳配比，采取了正交试验的方案，即试验配方满足以下要求 (1)每一列中，不同的数字出现的次数相等。例如在两水平正交表中，任何一列都有数码 “1”与“2”，且任何一列中它们出现的次数是相等的；如在三水平正交表中，任何一列都有 “1”、“2”、“3”，且在任一列的出现数均相等。(2)任意两列中数字的排列方式齐全而且均衡。 例如在两水平正交表中，任何两列(同一横行内)有序对子共有4种(1，1)、(1,2)、(2，1)、 (2,2)0每种对数出现次数相等。在三水平情况下，任何两列(同一横行内)有序对共有9 种，1. 1,1. 2,1. 3,2. 1,2. 2,2. 3,3. 1,3. 2,3. 3，且每对出现数也均相等。在实验室中测其抑 尘效果。试验步骤简述如下1.称取药品，并按正交配比配制溶液，具体配比如下表。其中CMC为羧甲基纤维素 钠，LAS为十二烷基苯磺酸钠，SAP为高吸水树脂。试验中采用的高吸水树脂为南京东正化 轻有限公司生产，其成分为高吸水性聚丙烯酸钠。
权利要求
1.一种扬尘抑制剂，其特征在于，包括1-10质量份的羧甲基纤维素钠、10-40质量份的 十二烷基苯磺酸钠和40-140质量份的高吸水树脂。
2.根据权利要求1所述的一种扬尘抑制剂，其特征在于，包括2质量份的羧甲基纤维素 钠、40质量份的十二烷基苯磺酸钠和40质量份的高吸水树脂。
3.根据权利要求1所述的一种扬尘抑制剂，其特征在于，包括1质量份的羧甲基纤维素 钠、10质量份的十二烷基苯磺酸钠和50质量份的高吸水树脂。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种扬尘抑制剂，其特征在于，所述的高吸水树脂为高 吸水性聚丙烯酸钠。
全文摘要
一种扬尘抑制剂，包括1-10质量份的羧甲基纤维素钠、10-40质量份的十二烷基苯磺酸钠和40-140质量份的高吸水树脂。本发明具有作用持续时间长、减少二次扬尘、反应速度快、耐高温的优点。
文档编号C09K3/22GK102086376SQ201110044849
公开日2011年6月8日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日
发明者丁彩良, 傅大放, 张雪, 李洪涛, 陈思达 申请人:东南大学