專利名稱：一種抑塵覆蓋劑的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種抑塵覆蓋劑制備方法，更具體的說，是一種控制煤粉、礦粉、渣土運輸、市政建設、露天礦山開采、裸土地面等粉塵飛揚的抑塵劑的制備方法。
背景技術：
我國是煤炭生產和消費大國，每年都有大量煤炭從生產地通過火車、汽車等運輸工具運送到消費地，在運輸過程中會產生大量的煤塵，不僅污染環境，也導致大量煤炭損失。另夕卜，由于運量大，火車密度高，火車在隧道內穿行時引起的強大氣流卷起的煤塵不僅嚴重污染隧道環境，而且隧道內煤塵的清除需要花費大量的人力物力，當隧道內煤塵達到一定濃度值時遇到火星還容易發生爆炸，同時隧道內粉塵增多會導致能見度降低，進而對運輸安全構成嚴重威脅。因此，煤炭運輸過程中的抑塵處理是一個世界性的難題。與此同時，由于我國處于經濟高速發展時期，建設項目多，各種市政建筑工程現場、物料堆場、拆遷場地及其它裸土地面等開放性揚塵場地引起的粉塵污染極大地危害了人們的正常生活和身體健康，破壞了生態環境。有資料顯示，粉塵污染目前已成為我國城市面臨的普遍問題，使得城市的大氣環境質量進一步惡化，因此，粉塵飛揚所造成的環境污染越來越受到社會各界人士的廣泛關注。另外，隨著我國露天礦山生產強度的不斷加大，機械化水平的日益提高，必然導致在生產作業中的粉塵污染日趨嚴重。據統計，運輸設備的產塵量為各露天開采作業之首，是露天礦山最大的粉塵污染源。路面揚塵不僅嚴重損害工作人員的身體健康，而且還污染礦區周圍的環境，破壞生態系統。此外，揚塵進入運輸汽車內，能縮短發動機的使用壽命，增加車輛保養、維修費用及耗油量。當路面揚塵的濃度較高時，還妨礙司機的安全駕駛，造成撞車、翻車等事故，直接影響礦山的安全生產和經濟效益。臨時性施工場地(如市政建設、物料堆場、拆遷場地、露天礦山開采及其它裸土地面)抑塵的措施有采用密布網、編織布覆蓋的方法，覆蓋法抑塵雖然簡單有效，但成本較高， 且覆蓋物使用后廢棄又造成了新的環境污染。有的采用壓實或硬化處理以及播種綠化的方法，但不適用臨時性施工場地。有的采用灑水防塵的方法，但這種方法僅適用于氣溫為零度以上條件下的永久性混凝土中面，在露天礦山采場內很少使用。而露天礦山多為碎石路面， 還有一部分為土質路面，如果灑水不及時以及灑水量不當，路面處于干濕交替狀況，則路面微細粉塵含量將增多，路況更惡化，不僅達不到良好的抑塵效果，還浪費了大量的水資源。 雖然有些國家在露天場所也嘗試采用了比較新穎的灑水抑塵方法，如水霧除塵、泡沫除塵、 磁化水除塵、高壓水除塵以及人工降雪除塵等，但這些除塵方法所需設備費用較高以及技術不成熟而使其推廣應用受到一定的限制。針對粉狀煤料堆放或運輸過程中產生的風力揚塵問題，國內外推出了多種不同類型的表面抑塵劑。專利(90107073. 4)介紹了采用丙烯酸酯共聚物、乳蠟、工業除塵粉煤灰等為主要成分的煤及粉狀物料堆場覆蓋劑，將其噴灑后能在煤堆表面形成固態薄膜層，使其下面的物料與大氣隔離，從而使煤、粉狀物料免受風力、雨水、大氣的侵襲。在其配方中加入了隔水劑，可進一步提高耐水性。其在室外煤堆以2L/m2的量進行噴灑，試驗表明用覆蓋
3劑的煤堆經數月的雨、雪侵襲后，煤的含水量增加緩慢，煤的揮發份無明顯變化。專利(03121M6. 7)介紹了采用總濃度為0. 5°/Γ . 2%的粘結劑和保水劑的水溶液噴哂到運輸和露天堆放的顆粒表面，可以使表層的顆粒互相牢固的粘結在一起，對表層以下的物料起到覆蓋和保護的作用，減少粉塵的產生；保水劑可以有效避免水分的揮發，增加防塵的效果。其所述的粘結劑至少是聚丙烯酸乳液、丙烯酸酯共聚物、聚氧乙烯、聚乙烯醇、 聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素、可溶性淀粉、羧甲基淀粉、海藻酸鈉的一種；所述的保水劑至少是乙二醇、丙二醇、甘油、廢糖蜜、司潘、土溫的一種。專利(03121134. 8)介紹了一種揚塵覆蓋劑及其制備方法，所述的覆蓋劑包括水、 秸稈、淀粉、石灰粉及鈉、鉀、磷類無機化合物添加劑。專利(200710306831. 1)介紹了一種散煤運輸封塵劑及其使用方法，所述的封塵劑包括水、聚乙烯醇、甲基纖維、海藻酸鈉、二甲基硅油。上述的各類表面覆蓋劑(封塵劑)由于以下一些原因，未能真正投入實際使用
1、為了使覆蓋劑能較好地使用和推廣，降低成本是非常重要的因素。封塵劑的成本決定于原料成本和制備過程成本，因此覆蓋劑的原料成本和制備工藝的選擇對成本控制尤為重要。有些類型的覆蓋劑的原材料選擇了聚乙烯醇、丙烯酸酯共聚物等，相比一些天然的水溶性聚合物，非天然的水溶性聚合物價格要高出數倍，這不是覆蓋劑的經濟原料選擇。另夕卜，某些類型的封塵劑構造配方體系時強調保水劑的作用，配方中加入了一定量的具有保水作用的成分，從封塵劑的配方和原材料選擇上來說，這大大地加大了封塵劑的成本，失去了使用價值。某些類型封塵劑的制備過程復雜，同樣增大了封塵劑的成本，失去了使用和推廣價值。2、相當多的覆蓋劑(封塵劑)所用原料及制備過程中有酸性介質存在，對反應器和貯存容器所用材質有耐酸腐蝕性要求。3、覆蓋劑(封塵劑)是以水為流動介質的，對于噴灑到煤料、露天礦山裸露地面、建筑工地、拆遷現場的抑塵覆蓋劑必須考慮抑塵對象的表面疏水性。目前，相當多的覆蓋劑 (封塵劑)在配方體系中沒有考慮表面活性劑的添加，在使用過程中影響覆蓋防護效果。為此，研究開發一種適應性廣、抑塵性能好、原料來源廣泛、綜合成本低廉、制備工藝簡單、環境友好的抑塵覆蓋劑，解決上述各種揚塵污染和資源浪費問題，具有重大的環境效益、經濟效益和社會效益。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種適應性廣、抑塵性能好、原料來源廣泛、綜合成本低廉、制備工藝簡單、環境友好的抑塵覆蓋劑，將其噴灑到煤料、渣土、礦粉、 粉料堆場、裸土地面后，能形成一定厚度的覆蓋層，并且該覆蓋層具有高強度，能夠保證運煤車輛、渣土車輛在運行過程中由于顛簸和經過隧道時受到I “活塞風”作用下煤料、礦粉、 渣土不被顛落和吹走，粉料堆場、裸土地面不致被風吹而導致揚塵的抑塵覆蓋劑及其制備與使用方法。實現本發明目的的技術方案是一種抑塵覆蓋劑的制備方法，其特征在于，該制備方法按下列步驟進行
(1)按各組分的重量比準備原料，其中，天然淀粉3 10份、水35 50份、丙烯酸1(Γ20份、30%氫氧化鈉30 40份、交聯劑:Γ5份引、發劑:5 15份；
(2)將丙烯酸和30%氫氧化鈉混合配制成丙烯酸鈉溶液，裝入丙烯酸鈉貯罐備用；
(3)將天然淀粉與水充分混合均勻，裝入淀粉漿貯罐；
(4)由淀粉漿泵將淀粉漿泵入攪拌反應釜，利用攪拌反應釜的夾套加熱至75、0°C后恒溫糊化1小時；
(5)停止加熱，使攪拌反應釜內溫度降至45飛0°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應釜內的空氣；
(6)將配置好的丙烯酸鈉溶液、引發劑和交聯劑依次加入到攪拌反應釜中，持續通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應3小時。所述步驟(1)中，天然淀粉為玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉、紅薯淀粉或它們的混合物。交聯劑為環氧氯乙烷、環氧氯乙丙烷、丙三醇、1_3%N，N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液中的一種或兩種。引發劑為2°/Γ3%過硫酸銨水溶液、1°/Γ5%過硫酸鈉水溶液、19Γ5% 過硫酸鉀水溶液、30%過氧化氫、1°/Γ3%亞硫酸鈉水溶液、1°/Γ3%硫酸亞鐵銨水溶液、1°/Γ5%高錳酸鉀水溶液、19Γ5%硝酸鈰氨水溶液和二硫化碳中的一種或兩種。作為本發明的進一步改進，所述步驟(6)之后還包括下列步驟
(7)通過抑塵劑泵將抑塵劑輸入噴霧干燥器進行干燥，在噴霧干燥器底部即可得到粉狀抑塵劑產品；
(8)將噴霧干燥器出來的氣體輸入旋風分離器進行氣固分離，在旋風分離器的底部可得最終粉狀抑塵產品。本發明的優點在于所用原料來源廣泛、可靠，價格低廉，制備工藝簡單，綜合成本低廉，生產過程連續進行，不會對環境產生二次污染。所得抑塵劑進一步制為粉狀產品，既方便貯存和運輸，降低運輸成本，而且復水方便。
具體實施例方式下面結合實施例做進一步說明。實施例1
一種抑塵覆蓋劑的制備方法，按下列步驟進行
(1)按各組分的重量比準備原料，其中，玉米淀粉^g、水40kg、丙烯酸15Kg、30%氫氧化鈉35 Kg、環氧氯乙丙烷2kg、30%過氧化氫:8kg ；
(2)將丙烯酸15kg和30%氫氧化鈉35kg混合配制成丙烯酸鈉溶液，裝入丙烯酸鈉貯罐備用；
(3)將8kg玉米淀粉與40kg水放入反應釜中混合均勻，裝入淀粉漿貯罐；
(4)由淀粉漿泵將淀粉漿泵入攪拌反應釜，加熱至75°C后恒溫糊化1小時；
(5)停止加熱，使攪拌反應釜內溫度降至45°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應釜內的空
氣；
(6)將配好的丙烯酸鈉溶液、30%過氧化氫8kg和環氧氯乙丙烷2kg依次加入到反應釜中，持續通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應3小時，降溫至室溫；
(7)通過抑塵劑泵將抑塵劑輸入噴霧干燥器進行干燥，在噴霧干燥器底部即可得到粉狀抑塵劑產品；(8)將噴霧干燥器出來的氣體輸入旋風分離器進行氣固分離，在旋風分離器的底部可得粉狀抑塵產品。將上述抑塵覆蓋劑以2L/m2的量噴灑于煤堆，以工業用風扇滿負荷吹掃，歷經M 小時，表面無任何破損。實施例2
一種抑塵覆蓋劑的制備方法，按下列步驟進行
(1)按各組分的重量比準備原料，其中，馬鈴薯淀粉3kg、水35kg、丙烯酸10Kg、30%氫氧化鈉30 Kg、丙三醇1kg、洲過硫酸鉀水溶液5kg ；
(2)將丙烯酸IOkg和30%氫氧化鈉30kg混合配制成丙烯酸鈉溶液；
(3)將3kg馬鈴薯淀粉與35kg水放入反應釜中混合均勻，裝入淀粉漿貯罐；
(4)由淀粉漿泵將淀粉漿泵入攪拌反應釜，加熱至80°C后恒溫糊化1小時；加熱至 75 °C后恒溫糊化1小時；
(5)停止加熱，使反應釜內的溫度降至45°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應釜內的空氣；
(6)將配好的丙烯酸鈉溶液、洲過硫酸鉀水溶液5kg和丙三醇Ikg依次加入到反應釜中，持續通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應3小時后，降溫至室溫；
(7)通過抑塵劑泵將抑塵劑輸入噴霧干燥器進行干燥，在噴霧干燥器底部即可得到粉狀抑塵劑產品；
(8)將噴霧干燥器出來的氣體輸入旋風分離器進行氣固分離，在旋風分離器的底部可得粉狀抑塵產品。將上述抑塵覆蓋劑以2L/m2的量噴灑于室外的土丘，以工業用風扇滿負荷吹掃，歷經M小時，表面無任何破損。實施例3
一種抑塵覆蓋劑的制備方法，按下列步驟進行
(1)按各組分的重量比準備原料，其中，小麥薯淀粉10kg、水50kg、丙烯酸20Kg、30%氫氧化鈉40 Kg、1-3%N, N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液5kg、1% 3%亞硫酸鈉和1% 3%硫酸亞鐵銨混合水溶液Mkg ；
(2)將丙烯酸20kg和30%氫氧化鈉40kg混合配制成丙烯酸鈉溶液；
(3)將IOkg小麥薯淀粉與50kg水放入反應釜中混合均勻，裝入淀粉漿貯罐；
(4)由淀粉漿泵將淀粉漿泵入攪拌反應釜，加熱至80°C后恒溫糊化1小時；加熱至 75 °C后恒溫糊化1小時；
(5)停止加熱，使反應釜內的溫度降至45°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應釜內的空氣；
(6)將配好的丙烯酸鈉溶液、1°/Γ3%亞硫酸鈉和1°/Γ3%硫酸亞鐵銨混合水溶液15kg和 1-3%N, N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液5kg依次加入到反應釜中，持續通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應3小時后，降溫至室溫；
(7)通過抑塵劑泵將抑塵劑輸入噴霧干燥器進行干燥，在噴霧干燥器底部即可得到粉狀抑塵劑產品；
(8)將噴霧干燥器出來的氣體輸入旋風分離器進行氣固分離，在旋風分離器的底部可得粉狀抑塵產品。將上述抑塵覆蓋劑以2L/m2的量噴灑于室外的沙堆，以工業用風扇滿負荷吹掃，歷經M小時，表面無任何破損。實施例4
一種抑塵覆蓋劑的制備方法，按下列步驟進行
(1)按各組分的重量比準備原料，其中，紅薯淀粉^g、水40kg、丙烯酸8Kg、30%氫氧化鈉32 Kg、環氧氯乙丙烷2kg、19T3%亞硫酸鈉水溶液10kg ；
(2)將丙烯酸8kg和30%氫氧化鈉32kg混合配制成丙烯酸鈉溶液；
(3)將8kg紅薯淀粉與40kg水放入反應釜中混合均勻，裝入淀粉漿貯罐；
(4)由淀粉漿泵將淀粉漿泵入攪拌反應釜，加熱至80°C后恒溫糊化1小時；加熱至 80°C后恒溫糊化1小時；
(5)停止加熱，使反應釜內的溫度降至45°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應釜內的空氣；
(6)將配好的丙烯酸鈉溶液、1°/Γ3%亞硫酸鈉水溶液IOkg和環氧氯乙丙烷2kg依次加入到反應釜中，持續通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應3小時后，降溫至室溫；
(7)通過抑塵劑泵將抑塵劑輸入噴霧干燥器進行干燥，在噴霧干燥器底部即可得到粉狀抑塵劑產品；
(8)將噴霧干燥器出來的氣體輸入旋風分離器進行氣固分離，在旋風分離器的底部可得粉狀抑塵產品。將上述抑塵覆蓋劑以2L/m2的量噴灑于室外的土丘，經6 7級大風、中雨、烈日暴曬，歷經2周，表面無任何破損。實施例5
一種抑塵覆蓋劑的制備方法，按下列步驟進行
(1)按各組分的重量比準備原料，其中，紅薯淀粉和玉米淀粉混合物10kg、水40kg、丙烯酸10Kg、30%氫氧化鈉30 Kg、環氧氯乙丙烷和丙三醇混合物^ig、二硫化碳10kg ；
(2)將丙烯酸IOkg和30%氫氧化鈉30kg混合配制成丙烯酸鈉溶液；
(3)將IOkg紅薯淀粉和玉米淀粉混合物與40kg水放入反應釜中混合均勻，裝入淀粉漿貯罐；
(4)由淀粉漿泵將淀粉漿泵入攪拌反應釜，加熱至80°C后恒溫糊化1小時；加熱至 75 °C后恒溫糊化1小時；
(5)停止加熱，使反應釜內的溫度降至45°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應釜內的空氣；
(6)將配好的丙烯酸鈉溶液、、二硫化碳IOkg和環氧氯乙丙烷和丙三醇混合物2kg依次加入到反應釜中，持續通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應3小時后，降溫至室溫；
(7)通過抑塵劑泵將抑塵劑輸入噴霧干燥器進行干燥，在噴霧干燥器底部即可得到粉狀抑塵劑產品；
(8)將噴霧干燥器出來的氣體輸入旋風分離器進行氣固分離，在旋風分離器的底部可得粉狀抑塵產品。將上述抑塵覆蓋劑以2L/m2的量噴灑于室外的土丘，經6 7級大風、中雨、烈日暴曬，歷經2周，表面無任何破損。
權利要求
1.一種抑塵覆蓋劑的制備方法，其特征在于，該制備方法按下列步驟進行(1)按各組分的重量比準備原料，其中，天然淀粉3 10份、水35 50份、丙烯酸1(Γ20 份、30%氫氧化鈉30 40份、交聯劑:Γ5份引、發劑:5 15份；(2)將丙烯酸和30%氫氧化鈉混合配制成丙烯酸鈉溶液，裝入丙烯酸鈉貯罐備用；(3)將天然淀粉與水充分混合均勻，裝入淀粉漿貯罐；(4)由淀粉漿泵將淀粉漿泵入攪拌反應釜，利用攪拌反應釜的夾套加熱至75、0°C后恒溫糊化1小時；(5)停止加熱，使攪拌反應釜內溫度降至45飛0°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應釜內的空氣；(6)將配置好的丙烯酸鈉溶液、引發劑和交聯劑依次加入到攪拌反應釜中，持續通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應3小時。
2.根據權利要求1所述的抑塵覆蓋劑，其特征在于，所述步驟(1)中，天然淀粉為玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉、紅薯淀粉或它們的混合物。
3.根據權利要求1所述的抑塵覆蓋劑，其特征在于，所述步驟(1)中，交聯劑為環氧氯乙烷、環氧氯乙丙烷、丙三醇、1-3%N，N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液中的一種或兩種。
4.根據權利要求1所述的抑塵覆蓋劑，其特征在于，所述步驟(1)中，引發劑為29Γ3% 過硫酸銨水溶液、1°/Γ5%過硫酸鈉水溶液、1°/Γ5%過硫酸鉀水溶液、30%過氧化氫、1°/Γ3%亞硫酸鈉水溶液、1°/Γ3%硫酸亞鐵銨水溶液、1°/Γ5%高錳酸鉀水溶液、1°/Γ5%硝酸鈰氨水溶液和二硫化碳中的一種或兩種。
5.根據權利要求1所述的抑塵覆蓋劑，其特征在于，所述步驟(6)之后還包括下列步驟(7)通過抑塵劑泵將抑塵劑輸入噴霧干燥器進行干燥，在噴霧干燥器底部即可得到粉狀抑塵劑產品；(8)將噴霧干燥器出來的氣體輸入旋風分離器進行氣固分離，在旋風分離器的底部可得最終粉狀抑塵產品。
全文摘要
一種抑塵覆蓋劑的制備方法，該制備方法按下列步驟進行按各組分的重量比準備原料，其中，天然淀粉3~10份、水35~50份、丙烯酸10~20份、30%氫氧化鈉30~40份、交聯劑1~5份引發劑5~15份；將丙烯酸和30%氫氧化鈉混合配制成丙烯酸鈉溶液，裝入丙烯酸鈉貯罐備用；將天然淀粉與水充分混合均勻，裝入淀粉漿貯罐；由淀粉漿泵將淀粉漿泵入攪拌反應釜，利用攪拌反應釜的夾套加熱至75~80℃后恒溫糊化１小時；停止加熱，使攪拌反應釜內溫度降至45~50℃后恒溫，通入氮氣置換掉反應釜內的空氣；將配置好的丙烯酸鈉溶液、引發劑和交聯劑依次加入到攪拌反應釜中，持續通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應3小時。
文檔編號C08F251/00GK102558579SQ201110450309
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者廖傳華, 朱躍釗, 楊麗, 王重慶, 陳海軍 申請人:南京工業大學