一种环保型抑尘剂及其制备方法
【专利摘要】一种环保型抑尘剂及其制备方法属于抑尘控制领域。所述抑尘剂，各组分质量比如下，水：基料：天然淀粉：表面活性剂：增效剂＝100：(1-20)：(1-20)：(0.1-5)：(0.1-10)。抑尘剂制备方法，包括以下步骤：将1-20份基料加入50份水中，不断搅拌，加热持续煮沸30分钟；加入0.1-5份表面活性剂加入到25份水中，搅拌混匀；将配制的表面活性剂溶液加入到煮沸的基料溶液中，搅拌10分钟；加入25份水，控制温度在60℃时加入1-20份淀粉，不断搅拌，保持温度70℃，待淀粉完全呈糊化状态，停止加热；加入0.1-10份增效剂，继续搅拌10分钟；在50mT磁场强度下磁化处理1-5分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。所用原料具有良好的环境经济效益。
【专利说明】一种环保型抑尘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于抑尘控制领域，特别是道路、矿物粉体及其废弃物堆场、建筑垃圾堆场等无组织排放造成的粉尘的控制，具体涉及一种环保型抑尘剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近些年来，随着人们对大气环境质量的要求越来越高，污染物控制排放标准越来越严，控制大气环境中tsp、pm1(1、pm2.5的形势日益严峻，然而由于工业的迅速发展，资源的过度开采使用，植被的大量破坏，交通工具的迅速增加，基础建设的大规模进行，粉尘的排放不减反增。针对道路、矿物粉体及其废弃物堆场、建筑垃圾堆积等无组织排放造成的粉尘污染严重影响了周边环境，抑尘剂作为一种灵活性强的控制手段，目前国内外已经取得了显著的发展。
[0003]中国专利CN103242805A公布了一种由水、渣油、表面活性剂制成的新型环保型路面抑尘剂；中国专利CN102558579A公布了一种利用天然淀粉、丙烯酸、氢氧化钠、交联剂、引发剂等制成的抑尘覆盖剂，两种抑尘剂原料来源广泛，价格低廉，制备方法简单易行，但所用渣油、交联剂和引发剂都具有一定毒性，难降解，造成二次污染。中国专利CN101787261A公布了一种改性纤维素或改性淀粉、改性纳米粒子母体、乙醇等为原料的核膜结构的煤炭抑尘剂，但改性纳米粒子母体制备较难控制；中国专利CN102627430A公布了一种由羧甲基纤维素钠为成膜剂，以经处理的建筑垃圾为填料制备的建筑垃圾专用覆盖剂，该覆盖剂制作工序简单，但对建筑垃圾破碎工艺要求较高；中国专利CN03121134.8公布了一种利用玉米秸杆、淀粉、石灰粉和添加剂制备出的环保型扬尘覆盖剂，具有效果好、价格低廉等优点，但对于煤炭等矿物堆场这类非亲水性料场有一定局限。随着技术的发展，对于道路、矿物粉体及其废弃物堆场、建筑垃圾堆场等无组织排放造成的粉尘的控制，必然要求抑尘剂原材料易得、价格低廉、制备过程简单、易存储、无毒性、不易造成二次污染、适应性宽。
[0004]鉴于抑尘剂存在的问题和现实要求，加之循环经济性的考虑，经过系列实验探索，开发了本发明所陈述的环保型抑尘剂。
【发明内容】
[0005]本发明本着“以废治废”的观念，降低成本，利用落叶、锯末、谷壳为骨架，添加天然淀粉、表面活性剂、增效剂，配以适当比例的水，经磁化后最终开发出本发明所述环保型抑尘剂。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]所述环保型抑尘剂，各组分质量比如下，水:基料:天然淀粉:表面活性剂:增效剂=100: (1-20): (1-20): (0.1-5): (0.1-10)。
[0008]所述基料包括落叶、锯末、谷壳中的一种或几种，并粉碎过10目筛，筛下所得粉体即为所需。落叶、锯末、谷壳产量大，价格低廉，较秸杆等其它农作物而言，破碎工艺简单，通过蒸煮处理，释放大量木质素和纤维素，起到抑尘剂成膜链接“骨架”作用。
[0009]所述天然淀粉包括马铃薯淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉中的一种或几种。天然淀粉同样具有价格低廉、产量大的优点，在经一定温度糊化后，表现出较好的黏性，能够将基料粉体粒子之间、基料粉体与堆场间更好的联结在一起，从而起到抑尘固尘的作用。
[0010]所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠或烷基糖苷中的一种。本发明所用表面活性剂，无毒性，首先对于煤炭、矿物粉体、建筑垃圾等这类不具有良好亲水性的物料，可以有效改善堆场物料的亲水性，促进小颗粒物通过水的中间作用相互联结成大颗粒物，从而起到抑尘降尘的作用；其次加速基料中木质素和纤维素的释放，增强抑尘剂的成膜性。
[0011]所述增效剂为草木灰和甘油的混合物。二者混合制得的增效剂，提高了表面活性剂的性能，调节溶液酸碱性，改善淀粉的糊化效果，起到缩短反应时间，最终改进了溶液的亲水性、润湿性，提升抑尘效果。草木灰作为植物体燃烧后的残灰，含有钾、钙、磷、硅、镁、硼、锌等多种营养元素，易降解，对于道路、矿物废弃物、建筑垃圾堆场的生态恢复，也起到一定作用。抑尘剂制备步骤如下:
[0012](I)将1-20份基料加入50份水中，不断搅拌，加热持续煮沸30分钟；
[0013](2)加入0.1-5份表面活性剂加入到25份水中，搅拌混匀；
[0014](3)将配制的表面活性剂溶液加入到煮沸的基料溶液中，搅拌10分钟；
[0015](4)加入25份水，控制温度在60°C时加入1-20份淀粉，不断搅拌，保持温度70°C，待淀粉完全呈糊化状态，停止加热；
[0016](5)加入0.1-10份增效剂，继续搅拌10分钟；
[0017](6)在50mT磁场强度下磁化处理1_5分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。
[0018]本发明所述抑尘剂原材料易得、价格低廉、制备过程简单、易存储、无毒性、易降解不易造成二次污染。抑尘剂在50mT磁场强度下，经磁化处理，促进了各组分间的共溶性，抑尘溶液的均匀性稳定性也有所提高；在50mT磁场强度下，随磁化时间的增长，溶液表面张力逐渐减小，提高抑尘剂对非亲水性物料的润湿性，加之表面活性剂的协同作用，使得该抑尘剂的适用性更宽；磁化后抑尘剂喷洒量为0.5L/m2-3L/m2时，使用AG-5000A型材料试验机检测覆盖剂的粘接强度，其范围为0.05-0.4MPa，其粘接强度有明显提高。
[0019]本发明的环保型抑尘剂使用方法是在常温下以0.5L/m2-3L/m2的量将其均匀喷洒在物料表面，喷洒量大于0.5L/m2，覆盖剂成膜后可耐受9级阵风(无外力破坏)；喷酒量小于0.5L/m2，堆料表面结壳不均匀，易破损，遇强风后膜便从破损处剥落。
[0020]本发明所述的环保型抑尘剂延长了表层保水性，在抑尘剂干燥后，表层的成膜性良好，并保持较佳的弹性，在抑尘固尘作用的同时，可防止刺激性气味或腐败气味的散发，在自然界中降解后，无二次污染，具有良好的经济和环境效益。
【具体实施方式】
[0021]为了更好的理解本发明的内容，下面通过实施例对本发明作进一步说明，但并不限制本发明的保护范围。
[0022]实施例1:将1g落叶粉碎过10目筛，加入500g水中，不断搅拌，加热持续煮沸30分钟；加入Ig十二烷基硫酸钠加入到250g水中，搅拌混匀；将配制的十二烷基硫酸钠溶液加入到煮沸的基料溶液中，搅拌10分钟；加入250g水，控制温度在60°C时加入1g淀粉，不断搅拌，保持温度70°C，待淀粉完全呈糊化状态，停止加热；加入Ig增效剂(其中草木灰900mg和甘油10mg)，继续搅拌10分钟，在50mT磁场强度下磁化处理3分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为I平米的沙土堆上，经观测4小时表干，6小时实干，沙土出现一层覆盖膜，挤压出现裂痕。用风机以20米/秒的风速吹沙土堆表面30min，风吹时有粉尘扬起，沙土出现下滑现象，该沙土露天堆放60天，经历中雨、小雨后表面固化情况受到破坏。
[0023]实施例2:将50g落叶粉碎过10目筛，加入500g水中，不断搅拌，加热持续煮沸30分钟；加入5g十二烷基硫酸钠加入到250g水中，搅拌混匀；将配制的十二烷基硫酸钠溶液加入到煮沸的基料溶液中，搅拌10分钟；加入250g水，控制温度在60°C时加入50g淀粉，不断搅拌，保持温度70°C，待淀粉完全呈糊化状态，停止加热；加入1g增效剂(其中草木灰8.5g和甘油1.5g)，继续搅拌10分钟，在50mT磁场强度下磁化处理3分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为I平米的沙土堆上，经观测3.5小时表干，6小时实干，沙土表面结成一层覆盖膜，挤压无明显裂痕。用风机以20米/秒的风速吹煤堆表面30min，风吹时有粉尘扬起，无沙土下滑现象，该沙土露天堆放60天，经历中雨、小雨后表面固化情况未受到明显影响。
[0024]实施例3:将10g落叶粉碎过10目筛，加入500g水中，不断搅拌，加热持续煮沸30分钟；加入15g十二烷基硫酸钠加入到250g水中，搅拌混匀；将配制的十二烷基硫酸钠溶液加入到煮沸的基料溶液中，搅拌10分钟；加入250g水，控制温度在60°C时加入10g淀粉，不断搅拌，保持温度70°C，待淀粉完全呈糊化状态，停止加热；加入60g增效剂(其中草木灰50g和甘油1g)，继续搅拌10分钟，在50mT磁场强度下磁化处理4分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为I平米的煤堆上，经观测3小时表干，5小时实干，尾矿库堆场表面已结成一层覆盖膜，挤压无明显裂痕。用风机以20米/秒的风速吹堆场表面30min，风吹时无粉尘扬起，也无煤粉下滑现象，该堆场露天堆放60天，经历中雨、小雨后表面固化情况未受到明显影响。
[0025]实施例4:将10g锯末粉碎过10目筛，加入500g水中，不断搅拌，加热持续煮沸30分钟；加入30g烷基糖苷加入到250g水中，搅拌混匀；将配制的十二烷基硫酸钠溶液加入到煮沸的基料溶液中，搅拌10分钟；加入250g水，控制温度在60°C时加入10g淀粉，不断搅拌，保持温度70°C，待淀粉完全呈糊化状态，停止加热；加入77g增效剂(其中草木灰70g和甘油7g)，继续搅拌10分钟，在50mT磁场强度下磁化处理5分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为I平米的煤堆上，经观测3小时表干，5小时实干，煤堆表面已结成一层覆盖膜，挤压无明显裂痕。用风机以20米/秒的风速吹煤堆表面30min，风吹时无粉尘扬起，也无煤粉下滑现象，该煤堆露天堆放60天，经历中雨、小雨后表面固化情况未受到明显影响。
[0026]实施例5:将200g锯末粉碎过10目筛，加入500g水中，不断搅拌，加热持续煮沸30分钟；加入50g烷基糖苷加入到250g水中，搅拌混匀；将配制的烷基糖苷溶液加入到煮沸的基料溶液中，搅拌10分钟；加入250g水，控制温度在60 °C时加入200g淀粉，不断搅拌，保持温度70°C，待淀粉完全呈糊化状态，停止加热；加入10g增效剂(其中草木灰90g和甘油1g)，继续搅拌10分钟，在10mT磁场强度下磁化处理6分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为I平米的煤堆上，经观测3.5小时表干，6小时实干，煤堆表面已结成一层覆盖膜，挤压无明显裂痕。用风机以20米/秒的风速吹煤堆表面30min，风吹时无粉尘扬起，也无煤粉下滑现象，该煤堆露天堆放60天，经历中雨、小雨后表面固化情况未受到明显影响。
[0027]实施例6:将200g锯末粉碎过10目筛，加入500g水中，不断搅拌，加热持续煮沸30分钟；加入50g烷基糖苷加入到250g水中，搅拌混匀；将配制的烷基糖苷溶液加入到煮沸的基料溶液中，搅拌10分钟；加入250g水，控制温度在60 °C时加入200g淀粉，不断搅拌，保持温度70°C，待淀粉完全呈糊化状态，停止加热；加入10g增效剂(其中草木灰90g和甘油10g)，继续搅拌10分钟，在50mT磁场强度下磁化处理5分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为0.5平米的煤堆上，经观测3.5小时表干，6小时实干，煤堆表面已结成一层覆盖膜，挤压无明显裂痕。用风机以20米/秒的风速吹煤堆表面30min，风吹时无粉尘扬起，也无煤粉下滑现象，该煤堆露天堆放60天，经历中雨、小雨后表面固化情况未受到明显影响。
【权利要求】
1.一种环保型抑尘剂，其特征在于，各组分质量比如下，水:基料:天然淀粉:表面活性剂:增效剂=100: (1-20): (1-20): (0.1-5): (0.1-10)。
2.制备如权利要求1所述一种环保型抑尘剂的方法，其特征在于，它包括以下步骤: (1)将1-20份基料加入50份水中，不断搅拌，加热持续煮沸30分钟； (2)加入0.1-5份表面活性剂加入到25份水中，搅拌混匀； (3)将配制的表面活性剂溶液加入到煮沸的基料溶液中，搅拌10分钟； (4)加入25份水，控制温度在60°C时加入1-20份淀粉，不断搅拌，保持温度70°C，待淀粉完全呈糊化状态，停止加热； (5)加入0.1-10份增效剂，继续搅拌10分钟； (6)在50mT磁场强度下磁化处理1-5分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。
3.根据权利要求1所述的一种环保型抑尘剂，其特征在于，所述基料包括落叶、锯末、谷壳中的一种或几种，并将该混合物粉碎过10目筛，筛下所得粉体即为所需基料。
4.根据权利要求1所述的一种环保型抑尘剂，其特征在于，所述天然淀粉包括马铃薯淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种环保型抑尘剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸纳或烧基糖昔。
6.根据权利要求1所述的一种环保型抑尘剂，其特征在于，所述增效剂包括草木灰和甘油的混合物，二者质量比为(5-10):1。
【文档编号】C09K3/22GK104449578SQ201410602833
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月2日 优先权日:2014年11月2日
【发明者】竹涛, 陈锐, 李汉卿, 李笑阳, 夏妮, 赵文娟 申请人:中国矿业大学(北京)