一种抑尘剂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种抑尘剂及其制备方法，涉及环境保护领域。所述抑尘剂的原料组成为：海藻酸钠、羟丙基淀粉、丙二醇、乙二醇、山梨酸钠、双乙酸钠、木质素磺酸钠、十二碳醇酯和氯化钙。本发明抑尘剂能够降低粉尘的表面张力，快速润湿粉尘使其迅速凝聚沉降，而且可在粉尘表面形成具有一定强度和韧性的固化膜，避免粉尘随风扬起，有效防止粉尘对环境造成污染。本发明所述抑尘剂采用氯化钙作为防冻助剂，双乙酸钠和山梨酸钠作为杀菌剂，既能够解决抑尘剂冬季冻结问题，又可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，无二次污染，抑尘效果显著，适用范围广，值得推广应用。
【专利说明】_种抑尘剂及其制备方法 【技术领域】
[0001 ]本发明涉及环境保护领域，具体涉及一种抑尘剂及其制备方法。 【【背景技术】】
[0002] 粉尘是指悬浮于大气中的固体微粒，能引起周围大气能见度低，是造成工作人员 患尘肺疾病，降低环境质量的重要因素。几乎所有矿山和厂矿在生产过程中均可产生粉尘， 如采矿和隧道的打钻、爆破、搬运等，矿石的破碎、磨粉、包装及运输等;机械工业的铸造、翻 砂、清砂等；以及玻璃、耐火材料等工业，均可接触大量粉尘。粉尘遇阻沉积于输电线缆等容 易引发自燃、引起火灾，沉积于车辆设备等容易造成设备故障、操作失灵等安全事故的发 生，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，人们对粉尘污染 的治理日益重视，对有效防尘抑尘技术的需求更为迫切。目前，抑制粉尘最常用的方法是洒 水，洒水的主要作用是润湿颗粒细小的干燥粉尘，使其相对密度增大，粘结成较大的颗粒沉 降，从而在外力作用下不能飞扬。该方法虽然简便易行，但是由于粉尘与水分子的结合力较 弱，且水分易蒸发，无法在粉尘表面形成致密的固化膜，满足不了长期抑尘的需要。
[0003] 公开号为CN102277135A的发明公开了 "一种环保降解型抑尘剂及其制备方法"，其 所述抑尘剂具有成膜、润湿、凝并功能，喷洒到物料表面后会形成一层连续完整、坚固并具 有韧性的壳膜，使粉尘限制于壳内，避免空气污染，减少物料流失，但是该抑尘剂对于周围 空气中的细菌没有明显的抑制作用，而且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。 【
【发明内容】
】
[0004] 本发明的目的在于:针对上述存在的问题，提供一种抑尘剂及其制备方法，本发明 的抑尘剂由9种原料合理配制而成，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。本发明所述抑尘剂采用氯化钙作为防冻助剂，双乙酸 钠和山梨酸钠作为杀菌剂，不仅有效地解决了抑尘剂冬季冻结问题，还可有效地杀死粉尘 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，值得推广应用。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：以海藻酸钠和羟丙基淀粉为成 膜剂和粘结剂，十二碳醇酯为成膜助剂，丙二醇为润湿剂，氯化钙为防冻剂，双乙酸钠和山 梨酸钠为杀菌剂，木质素磺酸钠为分散剂，乙二醇作为消泡剂，通过合理配制成为一种具有 润湿，粘结，成膜，防冻和杀菌等多重作用的抑尘剂。
[0006] -种抑尘剂，所述抑尘剂有效成分的原料组成及重量份数为：
[0007] 海藻酸钠1-5份 羟丙基淀粉1-5份 山梨酸钠10-15份
[0008] 双乙酸钠10-15份 丙二醇15-25份 乙二醇8_16份
[0009] 木质素磺酸钠10-15份十二碳醇酯10-15份 氯化钙20_28份。
[0010] 较优地，所述抑尘剂有效成分的原料组成及重量份数为：
[0011] 海藻酸钠2-4份 羟丙基淀粉2-4份 山梨酸钠11-14份
[0012] 双乙酸钠11-14份 丙二醇18-22份 乙二醇10-14份
[0013] 木质素磺酸钠11-14份十二碳醇酯11-14份 氯化钙22_26份。
[0014] 较优地，所述抑尘剂有效成分的原料组成及重量份数为：
[0015]海藻酸钠3份 羟丙基淀粉3份 山梨酸钠12份
[0016] 双乙酸钠 12份 丙二醇20份 乙二醇12份
[0017]木质素磺酸钠 12份 十二碳醇酯12份 氯化钙24份。
[0018] 本发明还提供上述抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：
[0019] (1)按重量份数称取海藻酸钠、羟丙基淀粉、山梨酸钠、双乙酸钠、丙二醇、乙二醇、 木质素磺酸钠、十二碳醇酯和氯化钙，以上所有原料均为工业级产品，氯化钙为粉末状；
[0020] (2)将称取的海藻酸钠、羟丙基淀粉和木质素磺酸钠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°C条件下充分搅拌60-80min， 然后将所得混合物抽入真空乳化机的乳化锅中；
[0021] (3)将所称取的丙二醇、双乙酸钠、山梨酸钠和十二碳醇酯倒入真空乳化机的油锅 中，以100-120r/min的转速在75-85°C条件下搅拌30-40min，然后将所得混合物抽入真空乳 化机的乳化锅中，其中，所述丙二醇是质量分数为25-35%的丙二醇水溶液；
[0022] (4)将所称取的氯化钙加入到乳化锅中与步骤(2)和步骤(3)得到的混合物以600-800r/min的转速在60-70°C条件下充分搅拌20-30min;
[0023] (5)在缓慢滴加乙二醇后启动真空装置，以800-1200r/min的转速在负压0.07-0.09MPa的真空状态下搅拌20-30min，得到粘度为1500-2500mPa · s的混合物，即为所需抑 尘剂，其中，所述乙二醇是质量分数为35-45%的乙二醇水溶液。
[0024]进一步地，水锅、油锅和乳化锅是真空均质乳化机的三个重要构成部分，其中，水 锅和油锅作为预处理锅，使得原料经过充分溶解后再被抽入乳化锅中进行混合、均质和乳 化。
[0025]进一步地，采用真空乳化机的作用原理是指原料在真空的状态下，利用高剪切乳 化器快速均匀地将一个相或多个相分布致另一个连续相中，利用机械带来的强劲动能，使 原料在定转子狭窄的间隙中，每分钟承受几十万次的液力剪切、离心挤压撞击撕裂等综合 作用，进而瞬间均匀地分散乳化均匀。
[0026]进一步地，添加的乙二醇会溶入氯化钙搅拌过程产生的气泡中，降低其表面张力， 同时采用真空装置使得表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸，最后破裂，从而使 氯化钙充分溶解混合。
[0027]本发明抑尘剂的使用方法如下：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1.0-1.5L/m2的用量均匀喷洒于粉尘表面。
[0028]本发明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，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;本发明抑尘剂采 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;本发明抑尘 剂采用丙二醇作为润湿剂，丙二醇是一种无色透明的油状液体，具有良好的吸湿性，并易于 与水、丙酮、氯仿混合，与乙二醇配合使用可快速润湿粉尘，增大粉尘颗粒的相对密度，使其 迅速凝聚沉降;本发明抑尘剂采用氯化钙作为防冻剂，其水溶液的冰点低，不易冻结，与丙 二醇和乙二醇配合使用，有效地解决了抑尘剂冬季冻结问题;本发明抑尘剂采用双乙酸钠 和山梨酸钠作为杀菌剂，双乙酸钠和山梨酸钠均是一种白色结晶，具有良好的吸湿性和水 溶性，主要是通过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 达到高效防霉、防腐及杀菌等功能;本发明采用木质素磺酸钠作为分散剂，木质素磺酸钠既 是是一种天然高分子聚合物，也是一种阴离子型表面活性剂，具有很强的分散性和吸湿性， 与海藻酸钠和羟丙基淀粉配合使用，可在一定程度上提高其与水间的亲和力，加快其溶解 速度，缩短分散时间;本发明采用乙二醇作为消泡剂，乙二醇是一种无色、透明、稍有甜味和 具有吸湿性的粘稠液体，它能以任何比例与水相溶，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。
[0029] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0030] (1)本发明所述抑尘剂由9种原料合理配制而成，具有成膜，润湿，粘结，防冻和杀 菌五大功能，而且各原料来源方便，成本低廉，具有易降解性，不会造成二次污染；
[0031] (2)本发明所述抑尘剂以海藻酸钠和羟丙基淀粉为成膜剂，其形成的膜韧性好，喷 洒于粉尘表面，会在粉尘表面形成一层均匀连续的固化膜，避免粉尘随风扬起，有效防止粉 尘对环境造成污染；
[0032] (3)本发明所述抑尘剂的成膜性好，可以阻挡和减缓粉尘中水分的蒸发，具有良好 的抗蒸发性，抑尘时间长，而且能够显著降低粉尘的表面张力，快速润湿粉尘并使其迅速凝 并沉降，抑尘效果显著；
[0033] (4)本发明所述抑尘剂采用氯化钙作为防冻剂，其水溶液冰点低，与丙二醇配合使 用，可有效地解决抑尘剂冬季冻结问题；
[0034] (5)本发明所述抑尘剂采用双乙酸钠和山梨酸钠作为杀菌剂，主要是通过有效地 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，属于绿色环保产品；
[0035] (6)本发明所述抑尘剂适用于煤炭及各类金属、非金属采矿区、矿物粉渣堆料场、 矿物土方储存卸载场、水泥厂、化工厂、冶炼厂、火力发电厂及建设施工现场等，适用范围 广，具有广泛的社会效益和经济效益，值得推广应用。 【【具体实施方式】】
[0036] 以下通过具体实施例对本发明作进一步详述。
[0037] 一、配方实施例
[0038] 实施例1
[0039] -种抑尘剂，所述抑尘剂有效成分的原料组成及重量份数为：
[0040]海藻酸钠 5份 羟丙基淀粉5份 山梨酸钠 15份
[0041 ] 双乙酸钠 15份 丙二醇25份 乙二醇16份
[0042]木质素磺酸钠 15份十二碳醇酯15份 氯化钙28份。
[0043] 实施例2
[0044] -种抑尘剂，所述抑尘剂有效成分的原料组成及重量份数为：
[0045] 海藻酸钠 4份 羟丙基淀粉4份 山梨酸钠 14份
[0046] 双乙酸钠 14份 丙二醇23份 乙二醇14份
[0047]木质素磺酸钠 14份十二碳醇酯14份 氯化钙26份。
[0048] 实施例3
[0049] -种抑尘剂，所述抑尘剂有效成分的原料组成及重量份数为：
[0050] 海藻酸钠 3份 羟丙基淀粉3份 山梨酸钠 12份
[0051 ] 双乙酸钠 12份 丙二醇20份 乙二醇12份
[0052]木质素磺酸钠 12份十二碳醇酯12份氯化钙24份。
[0053] 实施例4
[0054] -种抑尘剂，所述抑尘剂有效成分的原料组成及重量份数为：
[0055] 海藻酸钠 2份 羟丙基淀粉2份 山梨酸钠 11份
[0056] 双乙酸钠 11份 丙二醇18份 乙二醇10份
[0057]木质素磺酸钠 11份十二碳醇酯11份氯化钙22份。
[0058] 实施例5
[0059] -种抑尘剂，所述抑尘剂有效成分的原料组成及重量份数为：
[0060] 海藻酸钠1份 羟丙基淀粉1份 山梨酸钠10份
[0061 ] 双乙酸钠10份 丙二醇15份 乙二醇8份
[0062]木质素磺酸钠10份十二碳醇酯10份氯化钙20份。
[0063] 二、制备实施例
[0064] 实施例6
[0065] 制备上述实施例1-5的抑尘剂的方法可以按照以下步骤进行：
[0066] (1)按重量份数称取海藻酸钠、羟丙基淀粉、山梨酸钠、双乙酸钠、质量分数为25% 的丙二醇水溶液、质量分数为35%的乙二醇水溶液、木质素磺酸钠、十二碳醇酯和氯化钙；
[0067] (2)将称取的海藻酸钠、羟丙基淀粉和木质素磺酸钠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 °C条件下充分搅拌60min，然后将所得混合 物抽入真空乳化机的乳化锅中；
[0068] (3)将所称取的丙二醇水溶液、双乙酸钠、山梨酸钠和十二碳醇酯倒入真空乳化机 的油锅中，以l〇〇r/min的转速在75°C条件下搅拌30min，然后将所得混合物抽入真空乳化机 的乳化锅中；
[0069] (4)将所称取的氯化钙加入到乳化锅中与步骤（2)和步骤（3)得到的混合物以 600r/min的转速在60°C条件下充分搅拌20min;
[0070] (5)在缓慢滴加乙二醇水溶液后启动真空装置，以800r/min的转速在负压0.07MPa 的真空状态下搅拌20min，得到粘度为1500mPa · s的混合物，即为所需抑尘剂。
[0071] 实施例7
[0072]制备上述实施例1-5的抑尘剂的方法可以按照以下步骤进行：
[0073] (1)按重量份数称取海藻酸钠、羟丙基淀粉、山梨酸钠、双乙酸钠、质量分数为30% 的丙二醇水溶液、质量分数为40%的乙二醇水溶液、木质素磺酸钠、十二碳醇酯和氯化钙；
[0074] (2)将称取的海藻酸钠、羟丙基淀粉和木质素磺酸钠倒入真空乳化机的水锅中，加 入100重量份的去离子水，以ll〇r/min的转速在85°C条件下充分搅拌70min，然后将所得混 合物抽入真空乳化机的乳化锅中；
[0075] (3)将所称取的丙二醇水溶液、、双乙酸钠、山梨酸钠和十二碳醇酯倒入真空乳化 机的油锅中，以ll〇r/min的转速在80°C条件下搅拌35min，然后将所得混合物抽入真空乳化 机的乳化锅中；
[0076] (4)将所称取的氯化钙加入到乳化锅中与步骤（2)和步骤（3)得到的混合物以 700r/min的转速在65°C条件下充分搅拌25min;
[0077] (5)在缓慢滴加乙二醇水溶液后启动真空装置，以1000r/min的转速在负压 0.08MPa的真空状态下搅拌25min，得到粘度为2000mPa · s的混合物，即为所需抑尘剂。
[0078] 实施例8
[0079] 制备上述实施例1-5的抑尘剂的方法可以按照以下步骤进行：
[0080] (1)按重量份数称取海藻酸钠、羟丙基淀粉、山梨酸钠、双乙酸钠、质量分数为35% 的丙二醇水溶液、质量分数为45%的乙二醇水溶液、木质素磺酸钠、十二碳醇酯和氯化钙；
[0081] (2)将称取的海藻酸钠、羟丙基淀粉和木质素磺酸钠倒入真空乳化机中水锅中，加 入120重量份的去离子水，以120r/min的转速在90°C条件下充分搅拌80min，然后将所得混 合物抽入真空乳化机的乳化锅中；
[0082] (3)将所称取的丙二醇水溶液、双乙酸钠、山梨酸钠和十二碳醇酯倒入油锅中，以 120r/min的转速在85°C条件下搅拌40min，然后将所得混合物抽入真空乳化机的乳化锅中；
[0083] (4)将所称取的氯化钙加入到乳化锅中与步骤（2)和步骤（3)得到的混合物以 800r/min的转速在70°C条件下充分搅拌30min;
[0084] (5)在缓慢滴加乙二醇水溶液后启动真空装置，以1200r/min的转速在负压 0.09MPa的真空状态下搅拌30min，得到粘度为2500mPa · s的混合物，即为所需抑尘剂。 [0085]使用上述实施例1-5的抑尘剂的方法如下：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1.0-1.5L/V的用量均匀喷洒于粉尘表 面。
[0086] 三、效果验证
[0087]按照标准TB/T 3210.1-2009对上述实施例制得的抑尘剂进行性能检测，结果为： 粘度（25°C，mPa · 8):1500-2500卬!1(25°(：):7-9;适用温度（°(：):-25-38 ;保湿率（％，70°(：鼓 风干燥，2h失水率）：<24.80;成膜时间（25°C，min): 40-60;成膜厚度(25 °C，mm):彡8;抑菌 率（25Γ，％):彡 90。
[0088]四、对比分析
[0089]取lkg过40目标准筛的煤样21份，皮带速度为3m/s，用动态煤流模拟实验台架对本 发明抑尘剂和等量水进行抑尘效果测试。测试分为三组，第一组环境条件:温度为25 °C，风 速6m/s ;第二组环境条件：温度为30°C，风速为8m/s ;第三组环境条件：温度为35°C，风速 10m/s〇
[0090] 试验组:将按制备实施例6所制备的抑尘剂用水稀释成粘度为300-500mPa · S的抑 尘剂水溶液，注入喷雾器后按1.0-1.5L/m2的用量均匀地喷洒于所测试的动态煤样表面;对 照组1:不采取任何抑尘措施;对照组2:将等量水注入喷雾器后按1.0-2. OL/m2的用量均匀 地喷洒于所测试的动态煤样表面，72小时后用CCZ-1000直读式粉尘仪分别测定移动结束点 煤样上方的粉尘浓度。结果如下表1:
[0091 ]表1本发明及对比试验的测试结果
[0092]
[0093] 从表中的数据可以看出：对照组1:不采取任何抑尘措施72h后的粉尘浓度平均值 为74.47mg/m3;对照组2:喷洒水72h后的粉尘浓度平均值为41.36mg/m 3;试验组1-5:喷洒本 发明抑尘剂72h后产生的粉尘浓度要明显低于喷洒水后产生的粉尘浓度，五组试验72h后测 定的粉尘浓度平均值为8.812mg/m 3;比较可知采用本发明抑尘剂可以达到良好的抑尘效 果。
【主权项】
1. 一种抑尘剂，其特征在于:所述抑尘剂有效成分的原料组成及重量份数为： 海藻酸钠1-5份 羟丙基淀粉1-5份 山梨酸钠 ?Ο-15份 双乙酸钠10-15:份 丙二醇15-25份 乙二醇8:46份 木质素磺酸钠10-15份 十二碳醇酯ΗΜ5汾 氯化钙20-28汾。2. 根据权利要求1所述的一种抑尘剂，其特征在于:所述抑尘剂有效成分的原料组成及 重量份数为： 海藻酸钠2-4份 羟丙基淀粉2-4汾 山梨酸钠11-14份 双乙酸钠11-14份 丙二醇18-22汾 乙二醇10-14份 木质素磺酸钠1卜14份十二碳醇酯11-14份 氯化钙22-26份。3. 根据权利要求1所述的一种抑尘剂，其特征在于:所述抑尘剂有效成分的原料组成及 重量份数为： 海藻酸钠3份 羟丙基淀粉3份 山梨酸钠12份 双乙酸钠12份 丙二醇20份 乙二醇12份 木质素磺酸钠12份 十二碳醇酯12份 氯化钙24份。4. 一种抑尘剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤： (1) 按重量份数称取海藻酸钠、羟丙基淀粉、山梨酸钠、双乙酸钠、丙二醇、乙二醇、木质 素磺酸钠、十二碳醇酯和氯化钙； (2) 将称取的海藻酸钠、羟丙基淀粉、木质素磺酸钠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°C条件下充分搅拌60-80min，然后 将所得混合物抽入真空乳化机的乳化锅中； (3) 将所称取的丙二醇、双乙酸钠、山梨酸钠和十二碳醇酯倒入真空乳化机的油锅中， 以100-120r/min的转速在75-85°C条件下充分搅拌30-40min，然后将所得混合物抽入真空 乳化机的乳化锅中； (4) 将所称取的氯化钙加入到乳化锅中与步骤（2)和步骤（3)得到的混合物以600-800r/min的转速在60-70°C条件下充分搅拌20-30min; (5) 在缓慢滴加乙二醇后启动真空装置，以800-1200r/min的转速在负压0.07-0.09MPa 的真空状态下搅拌20-30min，得到粘度为1500-2500mPa · s的混合物，即为所需抑尘剂。5. 根据权利要求4所述的一种抑尘剂的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中的丙二 醇是质量分数为25-35%丙二醇水溶液。6. 根据权利要求4所述的一种抑尘剂的制备方法，其特征在于:所述步骤(5)中的乙二 醇是质量分数为35-45 %的乙二醇水溶液。7. 根据权利要求1-6中任一项所述的一种抑尘剂的使用方法，其特征在于: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1.0-1.5L/m2的 用量喷洒于粉尘表面。
【文档编号】A01N37/02GK105885795SQ201610362105
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】覃政强
【申请人】覃政强