一种复合型抑尘剂的制作方法

文档序号:20915603发布日期:2020-05-29 13:28阅读:344来源:国知局

本发明属于抑尘剂领域,涉及一种复合型抑尘剂,具体地,涉及一种复合型道路抑尘剂。



背景技术:

颗粒物污染对我国城市空气质量的影响范围很广,是大多数城市空气污染的首要因素,严重威胁着人们的健康,身处粉尘污染的环境中会引起多种呼吸道疾病,尤其对老人、小孩的影响最大。

国内外一般对开放性尘源的防治对策主要有洒水抑尘、苫盖抑尘、设置挡风墙抑尘、建造封闭式结构、化学抑尘等。洒水抑尘不仅造成大量水资源的浪费,而且由于我们北方地区夏季气温高,蒸发快(一般喷洒一次只能保持10min左右),而冬季气温低,易结冰,因此,其实际应用受到很大限制。散料的苫盖编织布强度低、光滑、重量轻、易兜风,使用寿命短、成本高,不仅造成了资源的浪费,而且苫盖和柴垛工序麻烦,不利于作业的提速增效。挡风抑尘墙和建造封闭式结构抑尘一次性投资巨大,且不能捕捉漂浮在空气中的粉尘,对于不断有新的粉尘产生的作业区,其抑尘能力有限。化学抑尘的方法从诞生之日起就为世界各国所广泛采用,取得了良好的效果,在科研和工业运行中被认为是解决开放性尘源扬尘污染的最佳方法。但现有的抑尘剂普遍存在抑尘时间短、成本高等问题,因此开发一种价格低廉、抑尘时间长的抑尘剂将具有重要的市场价值和社会价值。

因此如何提供一种抑尘效果好且成本低的抑尘剂,是本领域技术人员亟待解决的问题。



技术实现要素:

本申请的发明人经过深入研究,提供了一种复合型抑尘剂,该抑尘剂有效解决了现有的抑尘剂抑尘时间短,成本高的问题,具有集润湿型、粘结型和凝聚型化学抑尘剂的多种优点为一体,且质量可靠,稳定性好,生产工艺便捷,应用可操作性很强等优异性能,原料来源易得,成本低廉,具有较高的生产及应用价值。

根据本发明的第一方面,本发明提供了一种复合型抑尘剂,其是由以下组分组成的抑尘剂原料的水稀释液:

渣油3-10重量份;

表面活性剂0.5-2重量份;

水30-50重量份;

卤化物0.1-5重量份;

助溶剂0.01-0.5重量份。

根据本发明的优选实施方式,所述卤化物为金属卤化物,包括氟化物、氯化物、溴化物和碘化物中的一种或多种,优选为氯化钙、溴化钙、碘化钙、氯化镁、溴化镁和碘化镁中的一种或多种,特别优选地,所述卤化物为为氯化镁和/或氯化钙。在本发明的特别优选的实施方式中,所述卤化物为氯化镁和氯化钙。本申请的发明人研究发现,当氯化镁和氯化钙一起使用时,显示出比单独的氯化镁或氯化钙显著优异的性能。

根据本发明的优选实施方式,所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:(0.5-10),优选为1:(1-5),在本发明的一个优选实施方式中,所述所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。

根据本发明的优选实施方式,所述助溶剂选自乙二醇单丁醚、乙二醇单丙醚、乙二醇叔丁醚、乙醇和异丙醇中的一种或多种。

根据本发明的优选实施方式,所述渣油选自煤渣油、木渣油、页岩渣油、轻油、重油、软质树脂、软质沥青、调和渣油和煤焦油中的一种或多种。

根据本发明的优选实施方式,所述表面活性剂选自硬脂酸、月桂酸、油酸、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、脂肪酸乙酯磺酸盐、n,n-油酰甲基牛磺酸钠、丁基萘磺酸钠、月桂酰胺丙基甜菜碱、木质素磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。

根据本发明的另一方面,还提供了上述抑尘剂的制备方法,包括先制备抑尘剂原料,然后用水稀释抑尘剂原料,得到所述抑尘剂;其中,所述抑尘剂原料的制备方法包括如下步骤:

s1、使渣油与表面活性剂进行接触,得到第一混合物;

s2、使水与卤化物接触,得到第二混合物;

s3、使第一混合物、第二混合物和助溶剂接触,得到所述抑尘剂原料。

根据本发明的优选实施方式,在步骤s1中,渣油与表面活性剂接触之前,对渣油进行热处理,使渣油软化。

根据本发明的优选实施方式,在步骤s2中,水与卤化物进行接触之前,将水加热至80℃以上。

根据本发明的优选实施方式,在步骤s3中,第一混合物、第二混合物和助溶剂接触的方式为,先将第一混合物与第二混合物接触,将第一混合物与第二混合物的接触产物与助溶剂进行接触。

根据本发明的优选实施方式,用水稀释所述抑尘剂原料50-100倍。

本发明采用的原料为渣油、卤化物、表面活性剂和助溶剂等物质,容易获得,且制备方法简单,所以成本较低;

本发明渣油被乳化后具有粘结粉尘、抑尘固尘的作用,卤化物具有较强的吸水、保水功能,表面活性剂具有良好的润湿效果,提高渗透能力,使得本发明的抑尘剂兼有粘结、凝聚和润湿的复合型功能。在抑尘方面显示出优良的效果。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明,但本发明并不受下述实施例限定。

实施例1

s1、将3千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入0.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热30千克的水至80℃,再加入0.1千克的卤化物并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.01千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

其中,所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。

实施例2

s1、将3千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入0.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热30千克的水至80℃,再加入5千克的卤化物并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.01千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

其中,所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。

实施例3

s1、将7千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热40千克的水至80℃,再加入3千克的卤化物并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.3千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。

实施例4

s1、将10千克的软质沥青进行预热处理,达到软化点,再加入0.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热30千克的水至80℃,再加入0.1千克的卤化物并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.01千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。

实施例5

s1、将10千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入2千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热30千克的水至80℃,再加入0.1千克的氯化钙并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.01千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

实施例6

s1、将3千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入0.5千克的月桂酸并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热30千克的水至80℃,再加入5千克的卤化物并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.5千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。

实施例7

s1、将7千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热40千克的水至80℃,再加入3千克的氯化镁并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.3千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

实施例8

s1、将7千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热40千克的水至80℃,再加入3千克的氯化钙并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.3千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

实施例9

s1、将7千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热40千克的水至80℃,再加入3千克的卤化物并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.3千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:5。

实施例10

s1、将7千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热40千克的水至80℃,再加入3千克的卤化物并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.3千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:2。

实施例11

s1、将7千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热40千克的水至80℃,再加入3千克的卤化物并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.3千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:0.5。

对比例1

s1、将2千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入0.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热30千克的水至80℃,再加入0.05千克的卤化物并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.01千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。

对比例2

s1、将10千克的煤渣油、2千克的十二烷基苯磺酸钠、30千克的水、8千克的卤化物和0.5千克的乙醇混合均匀,并加热至80℃,得到混合物c;

s2、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。

对比例3

s1、加热30千克的水至80℃,然后依次加入5千克的卤化物和0.02千克的乙醇并混合均匀,得到混合物c;

s2、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。

对比例4

s1、将7千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热40千克的水至80℃,再加入0.05千克的卤化物并混合均匀,得到混合物b;

s3、将所述的混合物a和混合物b混合均匀,再加入0.3千克的乙醇得到混合物c;

s4、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。

对比例5

s1、将7千克的煤渣油进行预热处理,达到软化点,再加入1.5千克的十二烷基苯磺酸钠并混合均匀,得到混合物a;

s2、加热40千克的水至80℃,然后与混合物a混合均匀,再加入0.3千克的乙醇得到混合物c;

s3、从所述的混合物c中取样品,另取清水将该样品稀释80倍,充分摇匀形成乳化液,即得到所述的抑尘剂。

所述卤化物由氯化镁和氯化钙组成,且所述氯化镁与氯化钙的质量比为1:1。

对实施例1-11及对比例1-5制得的抑尘剂进行性能测试:

(1)粘度测试:按照标准gb/t10247-2008进行检验,抑尘剂的粘度一定程度上影响着抑尘剂的性质,粘度越大,抑尘固化效果越好。

(2)表面张力的测试:按照标准gb/t18396-2008进行检验,在抑尘作用时,表面张力越大,抑尘效果越差。

(3)吸湿率和含水率测试:按照标准gb/t16913.6-1997检验吸湿率,按照标准gb/t16913.7-1997检验含水率,抑尘剂处理后灰尘的含水率越高,吸湿率越大,保水效果就越好,失水速率就越低,即具有更好、更持久的抑尘效果。

(4)固化层厚度测试:按照标准《铁路煤炭运输抑尘技术条件-第1部分:抑尘剂》进行检验,固化层厚度>10mm,说明抑尘剂固化效果较好,能有效的抵抗外界作用力的破坏。

(5)风蚀性能测试:按照标准《铁路煤炭运输抑尘技术条件-第1部分:抑尘剂》进行检验,风蚀率<1%,说明抑尘剂抗风蚀性能较好。

表1是实施例1-11及对比例1-5制得的抑尘剂的性能测试结果。

表1

由上述测试结果可知,本发明制得的抑尘剂的粘度远远大于水的粘度(1mpa·s),具有良好的黏附沉降效果。

由上述测试结果可知,本发明制得的抑尘剂的表面张力均小于水的表面张力(72.8mn/m),具有良好的黏附沉降效果。本发明提供的复合型抑尘剂,具有集润湿型、粘结型和凝聚型化学抑尘剂的多种优点为一体,且质量可靠,稳定性好,生产工艺便捷,应用可操作性很强等优异性能,原料来源易得,成本低廉,具有较高的生产及应用价值。

应当注意的是,以上所述的实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述,但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇,而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改,以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例,但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例,相反,本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

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