本发明涉及环境污染治理技术领域，具体涉及一种抑尘剂的制备工艺及其使用方法。
背景技术：
扬尘污染危害环境和人体健康，已成为世界污染难题。随着我国工业化程度加深，扬尘污染问题越发严重，尘源主要有沙漠、公路、铁路、码头、矿山、煤场、采矿、采石、水泥厂、化工厂、火力发电厂及建设施工现场等。扬尘污染不仅造成大量资源损失，而且污染周边环境，影响人们正常生产和生活。随着环保意识的增强，人们对扬尘污染的治理日益重视，对有效防尘抑尘方法需求更为迫切。
目前我国最常用的抑尘方法是洒水抑尘法，洒水防尘的作用主要在于湿润颗粒细小的干燥粉尘，增加粉尘含湿量，从而使其密度增大，并粘结成较大的颗粒，使之在外力作用下不能飞扬，洒水操作简单，但需浪费大量水资源，且大多数情况下，当水蒸发后，微尘含量会剧增600％，而且水分抗蒸发能力差，有效抑尘时间短(夏季高温不足半小时)，对于周围空气中的细菌没有明显的抑制作用，而且其耐寒性能差，在寒冬季节使用会出现冻结现象，喷洒在物料表层会结冰变脆甚至无法喷洒，抑尘效果减弱，另外，还有些高分子抑尘剂不可降解，会对环境造成二次污染。
因此，制备出一种抑尘以及抑菌效果佳、抗冻结，可降解，对环境不造成二次污染的抑尘剂迫在眉睫。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抑尘剂的制备工艺及其使用方法，本发明的抑尘剂原料配比科学合理，由11种原料组成，不仅能够显著降低粉尘的表面张力，快速润湿粉尘使其迅速凝聚沉降以达到抑尘目的，而且可在粉尘表面形成一层具有一定强度和韧性的固化膜，有效地防止粉尘对环境造成污染，另外，还能有效地解决抑尘剂冬季冻结问题，杀死粉尘周围空气中的有害细菌，而且采用的原料具有易降解性，抑尘效果显著，制备简单，适用范围广，不会造成二次污染，另外，本发明的抑尘剂在制备过程中简单可控，成本低，便于推广和应用，生产过程对机器以及生产环境无污染，符合绿色环保的生态理念。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种抑尘剂的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：
(1)原料的准备：按照如下重量份数称取原料组分：羧甲基纤维素钠10-15份、海藻酸钠2-8份、十二碳醇酯2-8份、木质纤维5-10份、羟甲基淀粉2-8份、甲基硅油1-3份、琼脂1-5份、分散剂5-10份、防冻助剂3-8份、抑菌剂1-3份和去离子水80-120份；
(2)制备物料A：将称取的海藻酸钠、羟甲基淀粉、十二碳醇酯、羧甲基纤维素钠和木质纤维倒入真空乳化机的水锅中，加入80-120重量份的去离子水，以100-120r/min的转速在80-90℃条件下充分搅拌60-80min，得到物料A备用；
(5)制备物料B：将所称取的琼脂、分散剂和抑菌剂倒入真空乳化机的油锅中，以100-120r/min的转速在75-85℃条件下充分搅拌30-40min，得到物料B备用；
(6)制备抑尘液：将步骤(2)所得物料A与步骤(3)所得物料B混合后抽入真空乳化机的乳化锅中，再向乳化锅中加入防冻助剂，然后以600-800r/min的转速在60-70℃条件下充分搅拌20-30min，得到抑尘液备用；
(5)制备消泡分散液：将甲基硅油分散于适量的水中，连续搅拌5-30min至混匀，再加入剩余的水，连续搅拌5-30min至混匀，再静置5-10min后，制得消泡分散液备用；
(6)制备抑尘剂：将步骤(5)所得消泡分散液加入到抑尘液中，启动真空装置，以800-1200r/min的转速在负压0.07-0.09MPa的真空状态下搅拌20-30min，即可得到所述抑尘剂。
进一步地，所述分散剂由如下重量份的原料组成：木质素磺酸钠10-15份、乙酸乙酯5-10份、、丙酮1-5份、聚乙二醇1-5份。
进一步地，所述分散剂是通过以下方法得到的：将10-15重量份的木质素磺酸钠、5-10重量份的乙酸乙酯、1-5重量份的丙酮以及1-5重量份的聚乙二醇在搅拌釜中进行搅拌，搅拌转速为80-120r/min，搅拌温度45-55℃，搅拌25-35min得到所述分散剂。
进一步地，所述防冻助剂为氯化钙、氯化钠、硅酸钠中的一种或任意几种的混合物。
进一步地，所述抑菌剂为苯甲酸钠、双乙酸钠和山梨酸钠中的一种。
本发明还提供上述抑尘剂的使用方法，所述使用方法是将所述抑尘剂用水稀释成粘度为300-500mPa·s的抑尘剂水溶液注入喷雾器中，然后按1.0-2L/m2的用量，将抑尘剂水溶液向散煤堆表层或粉尘表面均匀喷洒。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明的抑尘剂采用海藻酸钠和羟丙基淀粉作为成膜剂和粘结剂，海藻酸钠是一种高粘性的高分子化合物，具有羧基，是β﹣D甘露糖醛酸的醛基以苷键形成的高聚糖醛酸，其水溶液具有良好的成膜性、吸湿性和黏性，所形成的固化膜韧性好；羟丙基淀粉是环氧丙烷在碱性条件下与淀粉起醚化反应而制得的一类非离子型变性淀粉，具有良好的水溶性、亲水性和保水性，其糊化温度低，流动性好，黏度和冻融稳定性高，成膜性好，添加的琼脂粘度高，凝固性强，二者与海藻酸钠配合使用，能在粉尘表面形成连续均匀的固化膜，有效阻止粉尘中水分的蒸发；采用十二碳醇酯作为成膜助剂，十二碳醇酯的沸点高，混溶性好，环保性能优越，可降低成膜温度，有助于形成优异连续的膜，成膜后，成膜助剂挥发，不影响固化膜的特性；木质纤维具有强大的交联功能并可以天然降解；添加甲基硅油作为消泡剂，添加到泡沫体系中，可以降低泡沫局部的表面张力，起到消泡作用；本发明所述抑尘剂的各原料配合使用，起到了良好的协同作用，使得所述抑尘剂具有多重的作用效果。
2、本发明的抑尘剂中还加入分散剂、抑菌剂以及防冻助剂，使得本发明的抑尘剂不仅起到抑尘的作用，还避免了抑尘剂冬季冻结、分散性不佳等问题，另外，添加的抑菌剂有效地渗透入霉菌的细胞壁而干扰酶的相互作用，抑制霉菌的产生，从而有效地杀死粉尘周围空气中的有害细菌，对人体和植物无损害，是一种环保、绿色、安全的抑尘剂。
综上所述，本发明的抑尘剂原料配比科学合理，由11种原料组成，不仅能够显著降低粉尘的表面张力，快速润湿粉尘使其迅速凝聚沉降以达到抑尘目的，而且可在粉尘表面形成一层具有一定强度和韧性的固化膜，有效地防止粉尘对环境造成污染，另外，还能有效地解决抑尘剂冬季冻结问题，杀死粉尘周围空气中的有害细菌，而且采用的原料具有易降解性，抑尘效果显著，制备简单，适用范围广，不会造成二次污染，另外，本发明的抑尘剂在制备过程中简单可控，成本低，便于推广和应用，生产过程对机器以及生产环境无污染，符合绿色环保的生态理念。
【具体实施方式】
下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。
实施例1
本实施例所提供的一种抑尘剂由以下重量份的原料组成：羧甲基纤维素钠10份、海藻酸钠2份、十二碳醇酯2份、木质纤维5份、羟甲基淀粉2份、甲基硅油1份、琼脂1份、分散剂5份、防冻助剂3份、抑菌剂1份和去离子水80份；其中，分散剂由以下重量份的原料组成：木质素磺酸钠10份、乙酸乙酯5份、丙酮1份、聚乙二醇1份；防冻助剂为氯化钙；抑菌剂为苯甲酸钠。
上述抑尘剂的制备工艺包括如下步骤：
(一)制备分散剂
将10重量份的木质素磺酸钠、5重量份的乙酸乙酯、1重量份的丙酮以及1重量份的聚乙二醇在搅拌釜中进行搅拌，搅拌转速为80r/min，搅拌温度45℃，搅拌25min得到所述分散剂。
(二)制备抑尘剂
(1)原料的准备：按照如下重量份数称取原料组分：羧甲基纤维素钠10份、海藻酸钠2份、十二碳醇酯2份、木质纤维5份、羟甲基淀粉2份、甲基硅油1份、琼脂1份、分散剂5份、防冻助剂3份、抑菌剂1份和去离子水80份；
(2)制备物料A：将称取的海藻酸钠、羟甲基淀粉、十二碳醇酯、羧甲基纤维素钠和木质纤维倒入真空乳化机的水锅中，加入80重量份的去离子水，以100r/min的转速在80-90℃条件下充分搅拌60min，得到物料A备用；
(3)制备物料B：将所称取的琼脂、分散剂和抑菌剂倒入真空乳化机的油锅中，以100r/min的转速在75℃条件下充分搅拌30min，得到物料B备用；
(4)制备抑尘液：将步骤(2)所得物料A与步骤(3)所得物料B混合后抽入真空乳化机的乳化锅中，再向乳化锅中加入防冻助剂，然后以600r/min的转速在60℃条件下充分搅拌20min，得到抑尘液备用；
(5)制备消泡分散液：将甲基硅油分散于适量的水中，连续搅拌5min至混匀，再加入剩余的水，连续搅拌5min至混匀，再静置5min后，制得消泡分散液备用；
(6)制备抑尘剂：将步骤(5)所得消泡分散液加入到抑尘液中，启动真空装置，以800r/min的转速在负压0.07MPa的真空状态下搅拌20min，即可得到所述抑尘剂。
本实施例所提供的上述一种抑尘剂的使用方法为：将所述抑尘剂用水稀释成粘度为300mPa·s的抑尘剂水溶液注入喷雾器中，然后按1.0/m2的用量，将抑尘剂水溶液向散煤堆表层或粉尘表面均匀喷洒。
实施例2
本实施例所提供的一种抑尘剂由以下重量份的原料组成：羧甲基纤维素钠12份、海藻酸钠6份、十二碳醇酯6份、木质纤维7份、羟甲基淀粉6份、甲基硅油2份、琼脂3份、分散剂7份、防冻助剂5份、抑菌剂2份和去离子水100份；其中，分散剂由以下重量份的原料组成：木质素磺酸钠12份、乙酸乙酯7份、丙酮3份、聚乙二醇3份；防冻助剂为氯化钙和硅酸钠按照1:2质量比混合得到的混合物；抑菌剂为双乙酸钠。
上述抑尘剂的制备工艺包括如下步骤：
(一)制备分散剂
将12重量份的木质素磺酸钠、7重量份的乙酸乙酯、3重量份的丙酮以及3重量份的聚乙二醇在搅拌釜中进行搅拌，搅拌转速为100r/min，搅拌温度50℃，搅拌30min得到所述分散剂。
(二)制备抑尘剂
(1)原料的准备：按照如下重量份数称取原料组分：羧甲基纤维素钠12份、海藻酸钠6份、十二碳醇酯6份、木质纤维7份、羟甲基淀粉6份、甲基硅油2份、琼脂3份、分散剂7份、防冻助剂5份、抑菌剂2份和去离子水100份；
(2)制备物料A：将称取的海藻酸钠、羟甲基淀粉、十二碳醇酯、羧甲基纤维素钠和木质纤维倒入真空乳化机的水锅中，加入100重量份的去离子水，以110r/min的转速在85℃条件下充分搅拌70min，得到物料A备用；
(3)制备物料B：将所称取的琼脂、分散剂和抑菌剂倒入真空乳化机的油锅中，以110r/min的转速在80℃条件下充分搅拌35min，得到物料B备用；
(4)制备抑尘液：将步骤(2)所得物料A与步骤(3)所得物料B混合后抽入真空乳化机的乳化锅中，再向乳化锅中加入防冻助剂，然后以700r/min的转速在65℃条件下充分搅拌25min，得到抑尘液备用；
(5)制备消泡分散液：将甲基硅油分散于适量的水中，连续搅拌15min至混匀，再加入剩余的水，连续搅拌15min至混匀，再静置7min后，制得消泡分散液备用；
(6)制备抑尘剂：将步骤(5)所得消泡分散液加入到抑尘液中，启动真空装置，以1000r/min的转速在负压0.08MPa的真空状态下搅拌25min，即可得到所述抑尘剂。
本实施例所提供的上述一种抑尘剂的使用方法为：将所述抑尘剂用水稀释成粘度为400mPa·s的抑尘剂水溶液注入喷雾器中，然后按1.5L/m2的用量，将抑尘剂水溶液向散煤堆表层或粉尘表面均匀喷洒。
实施例3
本实施例所提供的一种抑尘剂由以下重量份的原料组成羧甲基纤维素钠15份、海藻酸钠8份、十二碳醇酯8份、木质纤维10份、羟甲基淀粉8份、甲基硅油3份、琼脂5份、分散剂10份、防冻助剂8份、抑菌剂3份和去离子水120份；其中，分散剂由以下重量份的原料组成：木质素磺酸钠15份、乙酸乙酯10份、丙酮5份、聚乙二醇5份；防冻助剂为硅酸钠；抑菌剂为山梨酸钠。
上述抑尘剂的制备工艺包括如下步骤：
(一)制备分散剂
将15重量份的木质素磺酸钠、10重量份的乙酸乙酯、5重量份的丙酮以及5重量份的聚乙二醇在搅拌釜中进行搅拌，搅拌转速为120r/min，搅拌温度55℃，搅拌35min得到所述分散剂。
(二)制备抑尘剂
(1)原料的准备：按照如下重量份数称取原料组分：羧甲基纤维素钠15份、海藻酸钠8份、十二碳醇酯8份、木质纤维10份、羟甲基淀粉8份、甲基硅油3份、琼脂5份、分散剂10份、防冻助剂8份、抑菌剂3份和去离子水120份；
(2)制备物料A：将称取的海藻酸钠、羟甲基淀粉、十二碳醇酯、羧甲基纤维素钠和木质纤维倒入真空乳化机的水锅中，加入120重量份的去离子水，以120r/min的转速在90℃条件下充分搅拌80min，得到物料A备用；
(3)制备物料B：将所称取的琼脂、分散剂和抑菌剂倒入真空乳化机的油锅中，以120r/min的转速在85℃条件下充分搅拌40min，得到物料B备用；
(4)制备抑尘液：将步骤(2)所得物料A与步骤(3)所得物料B混合后抽入真空乳化机的乳化锅中，再向乳化锅中加入防冻助剂，然后以800r/min的转速在70℃条件下充分搅拌30min，得到抑尘液备用；
(5)制备消泡分散液：将甲基硅油分散于适量的水中，连续搅拌30min至混匀，再加入剩余的水，连续搅拌30min至混匀，再静置10min后，制得消泡分散液备用；
(6)制备抑尘剂：将步骤(5)所得消泡分散液加入到抑尘液中，启动真空装置，以1200r/min的转速在负压0.09MPa的真空状态下搅拌30min，即可得到所述抑尘剂。
本实施例所提供的上述一种抑尘剂的使用方法为：将所述抑尘剂用水稀释成粘度为500mPa·s的抑尘剂水溶液注入喷雾器中，然后按2L/m2的用量，将抑尘剂水溶液向散煤堆表层或粉尘表面均匀喷洒。
对比分析
取25kg过40目标准筛的煤粉2份作为试验样品，放置于室外环境中，试验组采用本发明的抑尘剂，对照组采用洒水的方式，两组试验条件相同，符合试验标准。
试验组：实施例2所述抑尘剂；
对照组：通过将海藻酸钠68％、卡拉胶22％和表面活性剂10％加入到混料器中进行充分搅拌混合后得到的抑尘剂，使用方法严格按照实施例2进行。
试验方法：将抑尘剂注入喷洒器后按1.5-2.0L/m2的用量均匀地喷洒于所选取的试验煤样表面，每隔一天测一次抑尘率，周期为21天，抑尘率＝(测试后样品重量+抑尘剂重量)/(测试前样品重量+抑尘剂重量)。
测定结果如表1所示：
表1 两组抑尘剂抑尘效果测定情况
根据表格中记录的数据得到：试验组使用本发明抑尘剂的抑尘率在72h内可保持在99％以上，抑尘率在21天还可保持在92％以上，而对照组采用的抑尘剂，抑尘率在21天时只保持在60.1％，对比可知，使用本发明抑尘剂的抑尘效果显著，值得推广应用。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。