一种复合型耐低温保湿抑尘剂及制备方法与流程

1.本发明涉及一种抑尘剂，特别是涉及一种复合型耐低温保湿抑尘剂及制备方法。


背景技术：

2.由于社会、经济、城市化和工业化进程的快速发展，不可避免的带来了越发严重的环境问题。其中，空气中的可吸入颗粒，如粉尘等是引起环境问题以及人类健康问题的重要原因。近年来，环境问题日渐严重，各国都更加注重环境问题。对粉尘等颗粒物的排放进行严格控制，对于改善空气状况，减少雾霾天气的出现以及保护人类健康都意义重大。相关研究显示，人类死亡率的增加可能与空气中的可吸入颗粒物有关，它会引起癌症、畸形、突变等健康方面的问题。经过多年的不懈研究，除尘技术有了明显的进展。现阶段，脱除空气中细小颗粒物的常用手段有：电除尘、喷雾除尘和抑尘剂除尘等。其中喷雾除尘由于操作方便，除尘快而被广泛使用。但是，因为较多细微颗粒物是疏水的，导致喷雾除尘效果相对变差。为了解决这一问题，就有必要研究抑尘剂，使用抑尘剂除尘是一种新颖且有效的方式，在各种环境和场所中取得了显著的效果和良好的经济效益。
3.根据抑尘原理，常见抑尘剂分为润湿型抑尘剂、粘结型抑尘剂、凝聚型抑尘剂、复合型抑尘剂等。(1)复合型保湿抑尘剂：凝并保湿剂0.5％～0.6％、吸湿剂为5％～10％、表面活性剂为0.2％～0.3％，余量为水。所述凝并保湿剂为羧甲基纤维素钠接枝丙烯酰胺聚合物，表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，吸湿剂为硅酸钠。(2)复合型保湿抑尘剂：丙烯酸钠0.075％～0.085％、硅酸钠10％～20％、聚乙二醇1.7％～2.3％,烷基糖苷0.1％～0.2％，余量为水。(3)建筑施工用土壤表面保湿抑尘剂：20～30份黄腐酸、15～25份聚乙烯醇水溶液，10～20份海藻酸钠，6～12份表面活性剂，20～30份水，0.2～0.5份引发剂。(4)煤炭保湿抑尘剂：800～1200重量份的水、1～3重量份的海藻酸钠、2～4重量份的乳酸钙、0.5～1.5重量份的分散剂，400～600重量份的大豆油以及20～150重量份的甘油。(5)土壤表面保湿抑尘剂：15～25份聚乙烯醇水溶液，8～15份腰果酚磺酸盐，8～18份双醚型冠醚交联壳聚糖水溶液，10～20份木质素磺酸钠，20～30份水，4～6份交联剂，0.2～0.3份壳聚糖酶。(6)植物秸秆保湿抑尘剂：取晒干后的植物秸秆粉碎，过40～60目筛得植物秸秆粉末颗粒，放入挤压膨化机中挤压膨化处理，然后粉碎，过180～220目筛，加入质量分数为30～40％的乙醇水溶液，随后加入op 40进行微波处理得混合液；向所得混合液中加入过氧化物酶，35℃～45℃酶解1～4h后超声分散，再依次加入胆酸、质量分数为25～30％的聚乙烯醇水溶液、锂辉石，在55℃～65℃下搅拌反应2～5h，得粘稠液，即植物秸秆保湿抑尘剂。
4.但是上述保湿抑尘剂主要以无机盐或高分子聚合物为原料，生物降解性较差。另一方面，上述抑尘剂低温下不可用；采用现技术制备的保湿抑尘剂冰点一般在0℃左右，冰点以下即每年11月份至次年3月份大部分时间段不可用，缩短了抑尘剂的使用期。在低于0℃下，抑尘剂水溶液粘度将增大，极寒情况下甚至结冰，导致喷洒设备无法正常喷洒，即使喷洒到路面上也易结冰，降低抑尘效果的同时，影响路面行车安全。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出一种复合型耐低温保湿抑尘剂及制备方法，以解决现有保湿抑尘剂生物降解性、低温适应性问题，用于铁路煤炭转运、道路扬尘控制、屋顶抑尘等领域。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种复合型耐低温保湿抑尘剂，包括：
7.质量百分比为5～37％的葡萄糖酸盐、乳酸盐或柠檬酸盐；
8.质量百分比为2～40％的无机盐；
9.质量百分比为0.1～0.5％的表面活性剂，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠；
10.以及质量百分比为50～80％的水；
11.所述复合型耐低温保湿抑尘剂的保湿性＞14d。
12.优选地，所述复合型耐低温保湿抑尘剂的腐蚀性≤0.01mm/a，且无明显刺激性气味。
13.优选地，所述葡萄糖酸盐为葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸镁中一种或两种的混合。
14.优选地，所述乳酸盐为乳酸钠、乳酸钙、乳酸镁中一种或两种的混合。
15.优选地，所述柠檬酸盐为柠檬酸钙、柠檬酸镁中一种或两种的混合。
16.优选地，所述无机盐为氯化钙、氯化镁、氯化钠中一种或两种的混合。
17.优选地，所述复合型耐低温保湿抑尘剂的冰点在0～
‑
30℃。
18.优选地，所述复合型耐低温保湿抑尘剂的冰点低于
‑
13℃。
19.本发明的另一目的在于提供一种复合型耐低温保湿抑尘剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
20.步骤(1)、分别称取质量百分比为5～37％的葡萄糖酸盐、乳酸盐或柠檬酸盐以及质量百分比为60～80％的水，充分混合、搅拌、溶解，得到溶液a；
21.步骤(2)、分别称取质量百分比为2～40％的无机盐以及质量百分比为55～80％的水，充分混合、搅拌、溶解，得到溶液b；
22.步骤(3)、将溶液a与溶液b混合，加入质量百分比为0.1～0.5％的表面活性剂，搅拌均匀，得到复合型耐低温保湿抑尘剂。
23.基于上述技术方案，本发明的优点是：
24.本发明的复合型耐低温保湿抑尘剂以葡萄糖酸盐、乳酸盐或柠檬酸盐为原料，具有生物降解性，为环保型抑尘剂，其冰点在0～
‑
30℃区间可调，可在全国大部分地区一年四季使用，拓展了抑尘剂的使用时间。
附图说明
25.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
26.图1为保湿性模拟试验中初始痕迹；
27.图2为保湿性模拟试验中1个月后保湿痕迹。
具体实施方式
28.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
29.本发明提供了一种复合型耐低温保湿抑尘剂，所述保湿抑尘剂解决了现有保湿抑尘剂生物降解性、低温适应性问题，可应用于铁路煤炭转运、道路扬尘控制、屋顶抑尘等领域。所述抑尘剂以可生物降解的葡萄糖酸盐、乳酸盐或柠檬酸盐为原料，通过添加无机盐、表面活性剂、水，按一定比例调配而成。
30.具体地，所述复合型耐低温保湿抑尘剂包括：质量百分比为5～37％的葡萄糖酸盐、乳酸盐或柠檬酸盐；质量百分比为2～40％的无机盐；质量百分比为0.1～0.5％的表面活性剂，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠；以及质量百分比为50～80％的水；
31.进一步，所述复合型耐低温保湿抑尘剂的保湿性＞14d。所述复合型耐低温保湿抑尘剂为透明、淡黄色液态，腐蚀性≤0.01mm/a，且无明显刺激性气味。
32.优选地，所述葡萄糖酸盐为葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸镁中一种或两种的混合。更优选地，所述葡萄糖酸盐为葡萄糖酸钠。
33.进一步，所述乳酸盐为乳酸钙、乳酸镁中一种或两种的混合。所述柠檬酸盐为柠檬酸钙、柠檬酸镁中一种或两种的混合。优选地，所述无机盐为氯化钙、氯化镁、氯化钠中一种或两种的混合。
34.优选地，所述复合型耐低温保湿抑尘剂的冰点在0～
‑
30℃。更优选地，所述复合型耐低温保湿抑尘剂的冰点低于
‑
13℃。
35.为进一步验证本发明的复合型耐低温保湿抑尘剂的性能，对复合型耐低温保湿抑尘剂的保湿性以及含湿量进行模拟试验，其过程结果如下：
36.1)保湿性模拟试验
37.在厂区道路模拟喷洒保湿试验，在气温1℃、湿度30％、东北风2级、紫外线强度中等的天气情况下，进行所述复合型耐低温保湿抑尘剂的喷洒，其喷洒保湿痕迹如图1所示。经过1个月，其喷洒保湿痕迹如图2所示。从图1、图2可以得出，经过1个月，所述复合型耐低温保湿抑尘剂依然具有良好的湿度痕迹，保湿性能突出。
38.2)保水率试验
39.选用2个100ml烧杯，分别标记为a与b，并称重(a：50.04g、b：65.81g)。选取30～50目的土壤，在烘箱中50℃条件下烘300min，除去水分。分别取25g干燥后土壤盛放于a、b烧杯中，振荡使土壤层表面平齐。分别向a、b中加入抑尘剂、水，重量记为m1。将两烧杯在室温下静置，5d后分别称重记为w1，通过公式1计算m2，利用公式2得出保水率h：
40.m2＝w1‑
w
ꢀꢀꢀ
(公式1)
[0041][0042]
式中：
[0043]
h—样品保水率；
[0044]
m1—抑尘剂/水初始质量；
[0045]
m2—5d后抑尘剂/水的质量。
[0046]
试验数据：
[0047][0048]
同等条件下，用保湿抑尘剂比只用水保水率高12.5％。
[0049]
进一步，本发明的复合型耐低温保湿抑尘剂的制备方法包括如下步骤：
[0050]
步骤(1)、分别称取质量百分比为5～37％的葡萄糖酸盐、乳酸盐或柠檬酸盐以及质量百分比为60～80％的水，充分混合、搅拌、溶解，得到溶液a；
[0051]
步骤(2)、分别称取质量百分比为2～40％的无机盐以及质量百分比为55～80％的水，充分混合、搅拌、溶解，得到溶液b；
[0052]
步骤(3)、将溶液a与溶液b混合，加入质量百分比为0.1～0.5％的表面活性剂，搅拌均匀，得到复合型耐低温保湿抑尘剂。
[0053]
本发明的复合型耐低温保湿抑尘剂以葡萄糖酸盐、乳酸盐或柠檬酸盐为原料，具有生物降解性，为环保型抑尘剂，其冰点在0～
‑
30℃区间可调，可在全国大部分地区一年四季使用，拓展了抑尘剂的使用时间。
[0054]
实施例1
[0055]
本实施例中的复合型耐低温保湿抑尘剂，由以下方法制备得到：分别称取50公斤葡萄糖酸钠、450公斤水，两者混合、搅拌，使葡萄糖酸钠充分溶解，得葡萄糖酸钠水溶液；分别称取353公斤六水氯化镁、147公斤水，混合搅拌，配成氯化镁水溶液；将上述两种溶液混合，加入2公斤十二烷基硫酸钠、搅拌均匀，即得保湿抑尘剂，抑尘剂为淡黄色液体。
[0056]
经测试，本实施例中抑尘剂冰点：
‑
14℃，保湿性能：15d。
[0057]
实施例2
[0058]
本实施例中的复合型耐低温保湿抑尘剂，由以下方法制备得到：分别称取185公斤葡萄糖酸钠、315公斤水，两者混合、搅拌，使葡萄糖酸钠充分溶解，得葡萄糖酸钠水溶液；分别称取353公斤六水氯化镁、147公斤水，混合搅拌，配成氯化镁水溶液；将上述两种溶液混合，加入2公斤十二烷基硫酸钠、搅拌均匀，即得复合型耐低温保湿抑尘剂，抑尘剂为淡黄色液体。
[0059]
经测试，本实施例中抑尘剂冰点：
‑
18℃，保湿性能：25d
[0060]
实施例3
[0061]
本实施例中的复合型耐低温保湿抑尘剂，由以下方法制备得到：分别称取50公斤葡萄糖酸镁、490公斤水，两者混合、搅拌，使葡萄糖酸钙充分溶解，得葡萄糖酸钙水溶液；分别称取353公斤氯化钙、147公斤水，混合搅拌，配成氯化钙水溶液；将上述两种溶液混合，加入2公斤十二烷基硫酸钠、搅拌均匀，即得复合型耐低温保湿抑尘剂，抑尘剂为淡黄色液体。
[0062]
经测试，本实施例中抑尘剂冰点：
‑
20℃，保湿性能：30d
[0063]
实施例4
[0064]
本实施例中的复合型耐低温保湿抑尘剂，由以下方法制备得到：分别称取10公斤葡萄糖酸钙、40公斤葡萄糖酸镁、450公斤水，两者混合、搅拌，使两种葡萄糖酸盐充分溶解，得葡萄糖酸盐水溶液；分别称取200公斤氯化钙、153公斤氯化镁、147公斤水，混合搅拌，配成无机盐水溶液；将上述两种溶液混合，加入2公斤十二烷基硫酸钠、搅拌均匀，即得复合型耐低温保湿抑尘剂，抑尘剂为淡黄色液体。
[0065]
经测试，本实施例中抑尘剂冰点：
‑
22℃，保湿性能：35d。
[0066]
实施例5
[0067]
本实施例中的复合型耐低温保湿抑尘剂，由以下方法制备得到：分别称取50公斤乳酸钠、450公斤水，两者混合、搅拌，使两种液体充分混合，得乳酸钠水溶液；分别称取200公斤氯化钠、153公斤氯化钙、147公斤水，混合搅拌，配成无机盐水溶液；将上述两种溶液混合，加入2公斤十二烷基硫酸钠、搅拌均匀，即得复合型耐低温保湿抑尘剂，抑尘剂为淡黄色液体。
[0068]
经测试，本实施例中抑尘剂冰点：
‑
24℃，保湿性能：40d
[0069]
实施例6
[0070]
本实施例中的复合型耐低温保湿抑尘剂，由以下方法制备得到：分别称取30公斤葡萄糖酸钠、15公斤乳酸钠、5公斤柠檬酸镁、450公斤水，两者混合、搅拌，使两种液体充分混合，得乳酸钠水溶液；分别称取200公斤氯化钠、153公斤氯化钙、147公斤水，混合搅拌，配成无机盐水溶液；将上述两种溶液混合，加入2公斤十二烷基硫酸钠、搅拌均匀，即得复合型耐低温保湿抑尘剂，抑尘剂为淡黄色液体。
[0071]
经测试，本实施例中抑尘剂冰点：
‑
21℃，保湿性能：45d
[0072]
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。