專利名稱：一種化學結殼劑的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種化學結殼劑的制備方法，尤其涉及用于表面防 塵、固塵化學結殼劑的制備方法。
背景技術：
在大型露天礦、冶煉企業的堆場、港口、碼頭存放著大量的礦粉、 煤粉，每逢遇風季節就會巻起揚塵，造成方圓數百里的空氣污染，損 壞農作物的生長，污染水源河流，引發生存在周圍人畜產生嚴重的呼 吸系統的疾病，使當地的生態環境惡化。
在鐵路和公路運輸中一般采用敞車運輸，在運輸過程中由于道路 的多種因素造成顛簸和擾動氣流使料堆表面細小的煤塵、礦塵被吹離 車體造成周圍空氣污染落灑到路面，造成高濃度粉塵的聚集地，形成 二次污染源，在鐵路和公路的運輸過程中表面固化也具有重要的意 義。
目前阻止揚塵的方法主要有幾種-
一、 加蓋法在煤堆上加蓋纖維布，有可能解決揚塵問題，但成 本高，在大型堆場、礦場上不可能實現。
二、 灑水法灑水是防治粉塵污染最常用的方法，在干燥缺水地 域環境中，因蒸發迅速、噴灑頻繁、大量用水，不僅成本高昂，特別 在生產、生活供水緊張的區域，難以執行。
發明內容
本發明的目的在于提供了一種用于表面防塵、固塵的化學結殼劑 的制備方法，該方法采用預乳化、預聚合和聚合三步驟進行，通過該 方法獲得的結殼劑是一種無毒、無味，符合環保要求的化學結殼劑，
可使用在大型露天采礦、采煤、冶煉企業、港口、碼頭堆料場的防塵、 固塵，在鐵路運輸和公路運輸煤粉、礦粉的過程中使用也取得令人滿 意的效果，能有效的防止揚塵對環境的污染，減少由于運輸堆放過程 中風吹使礦粉、煤粉大量的流失。該化學結殼劑所需的原料屬常規化 學品單體、易得、經濟、方便、有效。
本發明所述的一種化學結殼劑的制備方法，按下列步驟進行
a、 預乳化
在乳化反應釜中加入去離子水25%,再加乳化劑脂肪醇聚氧乙 烯醚1.5%、十二烷基硫酸鈉1.5%，穩定劑碳酸氫鈉0.15%，攪拌 10—15分鐘，升溫60—65°。將單體甲基丙烯酸甲酯15 — 19.8%、 丙烯酸正丁酯10, 2 —15% 、丙烯酸乙酯6. 8 —10% 、丙烯腈IO—13. 2 %、 a—羥甲基丙烯酰胺1.6%依次加入到乳化釜中，升溫70 — 75 °C，攪拌30—40分鐘后停止待用；
b、 預聚合
在聚合釜中加入去離子水20%，攪拌升溫至7(TC，加入預乳化 液總量三分之一的預乳化液，繼續攪拌10 — 15分鐘后開始滴加已配 制好的引發劑過硫酸鉀0.25%溶液，控制滴加速度，時間2.5-3小 時，保持反應溫度在80—85。C，當過硫酸鉀溶液滴至溶液總量的三 分之一時停止滴加，繼續攪拌，反應溫度保持在80—85。C，反應30 一35分鐘后停止，保溫30分鐘制得預聚合乳液待用；
c、 聚合
在80—85'C的溫度繼續攪拌的條件下，將剩余三分之二的預乳 化液和剩余的三分之二的過硫酸鉀溶液，同時滴加聚合釜中，時間2 一2.5小時，溫度保持在80—85'C，加料結束后，繼續保溫1一2小 時停止反應，升溫至90'C熟化1一1.5小時，降至室溫，用氨水調節 PH值7—8出料，即為含固量》45%的化學結殼劑產品。
步驟b引發劑過硫酸鉀溶液用去離子水稀釋10倍待用。
步驟C過硫酸鉀溶液滴加速度控制在無明顯回流現象，反應溶液 保持具有藍色熒光為宜。
本發明所述的一種化學結殼劑的制備方法，通過該方法制備的化
學結殼劑具有以下優點
1、 該化學結殼劑不但可用于防沙、固沙，最重要的用于煤粉、礦 粉，特別是100目以上的微細煤塵、礦塵和呼吸性粉塵的抑制方面有 獨特的作用。
2、 該化學結殼劑在使用過程中用量少，在噴灑使用時，必需用大 量的水稀釋使用，稀釋溶液濃度的重量百分比是1-2%，每平方米僅 噴灑化學結殼劑的水溶液800-1000毫升。
3、 本發明所述方法制備的化學結殼劑在正常的使用濃度下所形成 殼層強度高、韌性好、抗大風吹掃能力強。
4、 經對比實驗證明，本發明所述方法制備的化學結殼劑在膜層的 耐用時間和耐候性方面都優于中國專利ZL200410090275.5所提供的 防沙、固沙劑。
本發明所述一種的化學結殼劑的制備方法，通過該方法獲得的化 學結殼劑在使用過程中利用遠程射霧器，將化學結殼劑的水溶液經高 壓霧化噴射到施工料堆上與煤粉、礦粉結合，形成一層均勻具有一定 強度的韌性殼層，能抗御八級以上大風的吹掃，有效的避免了由于風 的因素造成堆場中煤粉、礦粉的損失及煤粉、礦粉在長途運輸過程中 的損耗，減少了大型企業堆場、煤粉、礦粉在IC存運輸過程中對周圍 環境的污染。
具體實施方式
實施例1 (重量百分比) a、預乳化
在乳化反應釜中加入去離子水25%，再加乳化劑脂肪醇聚氧乙 烯醚1.5%、十二烷基硫酸鈉1.5%，穩定劑碳酸氫鈉0.15%，攪拌
10分鐘升溫至60°C，將單體甲基丙烯酸甲酯15%、丙烯酸正丁酯15 o%、丙烯酸乙酯10%、丙烯腈10%、 a—羥甲基丙烯酰胺1.6%依 次加入到乳化釜中，升溫至7(TC,攪拌30分鐘后停止待用；
b、 預聚合
在聚合釜中加入去離子水20%，攪拌升溫至7(TC，加入預乳化 液總量三分之一的預乳化液，繼續攪拌10分鐘后開始滴加過硫酸鉀 溶液用去離子水稀釋10倍的溶液0. 25%，控制滴加速度，時間2. 5 小時，保持反應溫度在80°C，當過硫酸鉀溶液滴至溶液總量的三分 之一時停止滴加，繼續攪拌，反應溫度保持在80'C，反應30分鐘后 停止，保溫30分鐘制得預聚合乳液待用；
c、 聚合
在8(TC的溫度繼續攪拌的條件下，將剩余三分之二的預乳化液 和剩余的三分之二的過硫酸鉀溶液，同時滴加聚合釜中，時間2小時， 滴加速度控制在無明顯回流現象，溫度保持在8CTC，反應溶液保持 具有藍色熒光為宜，加料結束后，繼續保溫l小時停止反應，升溫至 9(TC熟化1小時，降至室溫，用氨水調節PH值7—8出料，即為含固 量》45%的化學結殼劑產品。
實施例2(重量百分比)
a、 預乳化
在乳化反應釜中加入去離子水25%，再加乳化劑脂肪醇聚氧乙 烯醚1.5%、十二垸基硫酸鈉1.5%，穩定劑碳酸氫鈉O. 15%，攪拌 12分鐘升溫至63"C，將單體甲基丙烯酸甲酯17.5%、丙烯酸正丁酯 12%、丙烯酸乙酯8.5%、丙烯腈12%、 a—羥甲基丙烯酰胺1.6X 依次加入到乳化釜中，升溫至72"C，攪拌35分鐘后停止待用；
b、 預聚合
在聚合釜中加入去離子水20%，攪拌升溫至7(TC，加入預乳化 液總量三分之一的預乳化液，繼續攪拌13分鐘后開始滴加過硫酸鉀
溶液用去離子水稀釋10倍的溶液0.25%，控制滴加速度，時間3小 時，保持反應溫度在83°C，當過硫酸鉀溶液滴至溶液總量的三分之 一時停止滴加，繼續攪拌，反應溫度保持在83'C，反應32分鐘后停 止，保溫30分鐘制得預聚合乳液待用； c、聚合
在83'C的溫度繼續攪拌的條件下，將剩余三分之二的預乳化液 和剩余的三分之二的過硫酸鉀溶液，同時滴加聚合釜中，時間2.5小 時，滴加速度控制在無明顯回流現象，溫度保持在83°C，反應溶液 保持具有藍色熒光為宜，加料結束后，繼續保溫1.5小時停止反應， 升溫至90'C熟化1.5小時，降至室溫，用氨水調節PH值7—8出料， 即為含固量>45%的化學結殼劑產品。
實施例3
a、 預乳化
在乳化反應釜中加入去離子水25%，再加乳化劑脂肪醇聚氧乙 烯醚1.5%、十二烷基硫酸鈉1.5%，穩定劑碳酸氫鈉O. 15%,攪拌 10分鐘升溫至6(TC,將單體甲基丙烯酸甲酯19.8%、丙烯酸正丁酯 10.2%、丙烯酸乙酯6.8%、丙烯腈13.2%、 a—羥甲基丙烯酰胺 1.6%依次加入到乳化釜中，升溫至75t:,攪拌40分鐘后停止待用;
b、 預聚合
在聚合釜中加入去離子水20%，攪拌升溫至7(TC，加入預乳化 液總量三分之一的預乳化液，繼續攪拌15分鐘后開始滴加過硫酸鉀 溶液用去離子水稀釋10倍的溶液0. 25% ，控制滴加速度，時間2. 5 小時，保持反應溫度在85°C，當過硫酸鉀溶液滴至溶液總量的三分 之一時停止滴加，繼續攪拌，反應溫度保持在85-C，反應35分鐘后 停止，保溫30分鐘制得預聚合乳液待用；
c、 聚合
在85t:的溫度繼續攪拌的條件下，將剩余三分之二的預乳化液
和剩余的三分之二的過硫酸鉀溶液，同時滴加聚合釜中，2.5小時， 滴加速度控制在無明顯回流現象，溫度保持在85°C，反應溶液保持 具有藍色熒光為宜，加料結束后，繼續保溫2小時停止反應，升溫至 9(TC熟化1小時，降至室溫，用氨水調節PH值7—8出料，即為含固 量》45%的化學結殼劑產品。
權利要求
1、一種化學結殼劑的制備方法，其特征在于該方法采用預乳化、預聚合及聚合三步驟進行，具體操作按下列步驟進行a、預乳化在乳化反應釜中加入去離子水25％，再加乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚1.5％、十二烷基硫酸鈉1.5％，穩定劑碳酸氫鈉0.15％，攪拌10—15分鐘，升溫60—65℃，將單體甲基丙烯酸甲酯15—19.8％、丙烯酸正丁酯10.2—15％、丙烯酸乙酯6.8—10％、丙烯腈10—13.2％、α—羥甲基丙烯酰胺1.6％依次加入到乳化釜中，升溫70—75℃，攪拌30—40分鐘后停止待用；b、預聚合在聚合釜中加入去離子水20％，攪拌升溫至70℃，加入預乳化液總量三分之一的預乳化液，繼續攪拌10—15分鐘后開始滴加已配制好的引發劑過硫酸鉀0.25％溶液，控制滴加速度，時間2.5-3小時，保持反應溫度在80—85℃，當過硫酸鉀溶液滴至溶液總量的三分之一時停止滴加，繼續攪拌，反應溫度保持在80—85℃，反應30—35分鐘后停止，保溫30分鐘制得預聚合乳液待用；c、聚合在80—85℃的溫度繼續攪拌的條件下，將剩余三分之二的預乳化液和剩余的三分之二的過硫酸鉀溶液，同時滴加聚合釜中，時間2—2.5小時，溫度保持在80—85℃，加料結束后，繼續保溫1—2小時停止反應，升溫至90℃熟化1—1.5小時，降至室溫，用氨水調節PH值7—8出料，即為含固量≥45％的化學結殼劑產品。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟b引發劑過硫 酸鉀溶液用去離子水稀釋10倍。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟c過硫酸鉀溶液滴加速度控制在無明顯回流現象，反應溶液保持具有藍色熒光為 宜。
全文摘要
本發明涉及一種化學結殼劑的制備方法，該方法采用預乳化、預聚合和聚合三步驟進行，通過該方法獲得的結殼劑是一種無毒、無味，符合環保要求的化學結殼劑，可使用在大型露天采礦、采煤、冶煉企業、港口、碼頭堆料場的防塵、固塵，在鐵路運輸和公路運輸煤粉、礦粉的過程中使用也取得令人滿意的效果，能有效的防止揚塵對環境的污染，減少由于運輸堆放過程中風吹使礦粉、煤粉大量的流失。該化學結殼劑所需的原料屬常規化學品單體、易得、經濟、方便、有效。
文檔編號C08F2/12GK101392039SQ200810072969
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月15日 優先權日2008年10月15日
發明者力 劉, 昕 董, 陳志慧, 霍天亮 申請人:中國科學院新疆理化技術研究所