一种水溶胶型抑尘剂的制作方法

本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种抑尘剂。

背景技术：

经济的发展带动城市建设和生活水平的提高，同时环境污染的治理问题亟待解决，特别是大气污染，诸如扬尘增加、空气中有害气含量增高等，扬尘因素主要是：（1）粉尘源干燥，易氧化，使表面颗粒变小而呈粉末状；（2）处于裸露和自然风化状态；（3）外界无防风阻挡装置，受风力影响。常见的灰尘主要由工业建筑粉尘、矿物微粒、粉尘微粒、生物残核微粒、生活垃圾粉尘等有机粒子共同构成，其产生的扬尘量与多种因素有关，如粒径分布、含水量、空气湿度、风速、料流量、落差等。粉尘在尘源处产生后，在环境中的气流带动下向尘源周围扩散行成粉尘污染。基于治理扬尘问题，抑尘技术的应用逐步转向大城市，主要解决建筑施工作业面、路面、煤场、灰渣堆场等开放区域的灰尘飞扬问题，降低扬尘、改善空气质量的最初方法为洒水降尘、设置工地围挡等防尘措施，但是耗水量巨大，浪费资源，况且喷水抑尘的防尘期短，导致成本过高；喷洒氯盐通过强吸附大气及地表水，行成坚硬的表面，达到粉尘控制的效果，但是易被水冲洗掉，大量的氯盐会危害周围绿色植被；喷洒石化产品或副产物的乳液行成防尘层，不但成本高，而且会造成二次污染，如重金属铅的沉积；使用高分子类物质，物质来源受限，且大多不可降解，印发新的环保课题。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种水溶胶型抑尘剂，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种绿色环保、固着灰尘效果好的水溶胶型抑尘剂。

本发明的水溶胶型抑尘剂，包括质量百分含量为1-5%的色拉油、1-15%的植物油酸、3-16%的乳化剂、3-15%的甘油、2-8%的聚乙二醇、0.2-1%的多糖高分子、1-10%的硅溶胶、1-6%的聚乙烯吡咯烷酮以及40-76%的水。其中，色拉油的质量百分含量优选2-5%；植物油酸的质量百分含量优选5-10%；乳化剂的质量百分含量优选6-14%；甘油的质量百分含量优选5-10%；聚乙二醇的质量百分含量优选2-6%；多糖高分子的质量百分含量优选0.3-1%；硅溶胶的质量百分含量优选2-8%；聚乙烯吡咯烷酮的质量百分含量优选1.7-5%。

进一步的，所述乳化剂为聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯（吐温85）、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯（吐温80）和聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯（吐温60）中的一种或几种，优选吐温85。

进一步的，所述多糖高分子为海藻酸钠、瓜尔豆胶、黄原胶和刺槐豆胶中的一种或几种，优选质量百分含量为0.1-0.5%的海藻酸钠和0.1-0.5%的瓜尔豆胶，其中海藻酸钠的质量百分含量进一步优选为0.2-0.5%。

本发明的上述的抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将水加热至55-85℃，优选60-80℃，然后依次将聚乙烯吡咯烷酮和多糖高分子溶解于水中，得到水相混合溶液；其中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分含量为1-6%，优选1.7-5%；多糖高分子的质量百分含量为0.2-1%，优选0.3-1%，所述多糖高分子为海藻酸钠、瓜尔豆胶、黄原胶和刺槐豆胶中的一种或几种，优选质量百分含量为0.1-0.5%的海藻酸钠和质量百分含量为0.1-0.5%的瓜尔豆胶，海藻酸钠的质量百分含量进一步优选0.2-0.5%。

（2）在上述的水相混合溶液中加入乳化剂，然后再加入色拉油、植物油酸、甘油、聚乙二醇以及硅溶胶，搅拌约30min混匀后，得到所述抑尘剂。其中，乳化剂的质量百分含量为3-16%，优选6-14%；色拉油的质量百分含量为1-5%，优选2-5%；植物油酸的质量百分含量为1-15%，优选5-10%；甘油的质量百分含量为3-15%，优选5-10%；聚乙二醇的质量百分含量为2-8%，优选2-6%；硅溶胶的质量百分含量为1-10%，优选2-8%；所述乳化剂为聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯（吐温85）、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯（吐温80）和聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯（吐温60）中的一种或几种，优选吐温85。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

1、本发明的水溶胶型抑尘剂中的亲水性物质、疏水性物质、乳化剂以及其他表面活性剂以及乳化后产品均具有环保特性，根据配方特性，其理论基础如图1所示，在具有抑尘性和保水性功能的基础上，具有水溶性和可降解性，实现了绿色、无毒、环保的使用标准，可直接用于街道、马路表面以及水泥、石灰等灰尘量极大的工厂车间和厂房地面，且由于具有水溶性和可降解性，对于周围环境没有残留物的影响，可随着冲洗或雨水排放掉，最后被自然界中的微生物分解吸收；

2、本发明的水溶胶型抑尘剂采用吐温85作为油相和水相的乳化剂，将油与水相互乳化，其中植物油酸促进色拉油与吐温85之间的溶解，从而增加保水性；

3、在水相中，海藻酸钠和瓜尔豆胶均为高分子多糖类，溶解于水相形成相互交错的网格状结构，一方面将水分子锁住在网络状分子内部，做到水分逐渐蒸发情况下锁水的目的，一方面所形成的的网格状结构能够牢牢的吸附于灰尘表面，在灰尘表面形成水溶性的胶体结构，当水分蒸发后形成微小膜状体，将灰尘固着在地面；

4、硅溶胶的加入在一定程度上促进了微小膜状体的形成，由于硅溶胶是一种极细的二氧化硅超微粒子胶状水溶液，粒径为580nm（一般乳液颗粒为800-1000nm），细微的颗粒对基层有较强的渗透力，能通过毛细管渗透到基层内部，当硅溶胶水份蒸发时，胶体粒子牢固地附着在灰尘物体表面，粒子间形成硅氧结合，具有较强的粘着力，从而更加牢固的使灰尘固定于地面，进一步促进了微小膜状体形成；

5、在海藻酸钠、瓜尔豆胶、硅溶胶成膜基础上，聚乙烯吡咯烷酮的加入保证了成膜的稳定性和持久性，做到无水情况下成膜固化灰尘的作用，从而保证了抑制灰尘的持久性；

6、聚乙二醇、甘油以及乳化后油类物质具有保水性和保湿性，减缓水分的蒸发速度，做到有水情况下保湿保水，从而达到保湿效果，进而抑制灰尘；

7、本发明的抑尘剂能够从有水情况下保湿保水、水分逐渐蒸发情况下锁水和无水情况下成膜固化灰尘三个方面抑制灰尘，从而达到长时间的效果；当再次洒水时，可再次起到保湿、保水和抑尘的作用，当雨水过大时，溶解于水体而流走，最终被环境中的微生物降解；

8、本发明的抑尘剂配方所用的药品和试剂均为无毒和环保药品，因此，本发明的配方设计从分子水平角度出发，层级性固着灰尘，实现了从微观的科学指导到宏观的抑尘调控。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的水溶胶型抑尘剂根据其配方特性的理论基础示意图；

图2是本发明的实施例1中制备的抑尘剂和水喷淋土壤表面后抑尘效果对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1 土壤表面喷淋实验

将质量为0.76Kg的水加热至60℃，然后依次将0.017Kg的聚乙烯吡咯烷酮、0.002Kg的海藻酸钠和0.001Kg的瓜尔豆胶溶解于水中，得到水相混合溶液；然后向水相混合溶液中加入0.06Kg的乳化剂吐温85，最后再加入0.02Kg的色拉油、0.05Kg的植物油酸、0.05Kg的甘油、0.02Kg的聚乙二醇以及0.02Kg的硅溶胶，在均质搅拌机内搅拌30min，混匀后得到水溶胶型抑尘剂。

本实施制备的抑尘剂用水稀释300倍进行喷淋使用，喷淋土壤面积为0.4m²，喷淋量为0.25L/ m²，在相同的条件下，设计一个土壤表面喷淋水的对照组，36h小时后进行风速测验，以土壤重量差异说明抑尘功能，实验结果对比如图2所示，喷淋本发明的抑尘剂的土壤，在风速为4m/s下，土壤总重量的99.2%截留下来，0.8%飞走；在风速为12m/s下，土壤总重量的86%截留下来，14%飞走，说明抑尘效果很好。

实施例2 沥青路面喷洒实验

将质量为32.8Kg的水加热至80℃，然后依次将4Kg的聚乙烯吡咯烷酮、0.4Kg的海藻酸钠和0.4Kg的刺槐豆胶溶解于水中，得到水相混合溶液；然后向水相混合溶液中加入11.2Kg的乳化剂吐温85，最后再加入4Kg的色拉油、8Kg的植物油酸、8Kg的甘油、4.8Kg的聚乙二醇以及6.4Kg的硅溶胶，在均质搅拌机内搅拌30min，混匀后得到水溶胶型抑尘剂。

本实施制备的抑尘剂用水稀释500倍后进行喷洒济南某街道的沥青路面，实验地点温度为33℃，实验数据如下表所示：

水溶胶型抑尘剂喷洒沥青路面的实验数据

通过实验数据可以看出，本发明的水溶胶型抑尘剂保水效果很好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。