一種水性抑塵劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及城市道路粉塵治理領域的化學抑塵劑，特別是一種水溶性聚合物抑塵 劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 工業化程度不斷加快和城市規模不斷擴大，煤場堆放、煤炭燃燒、礦物加工、建設 施工和機動車輛對城市道路所引起的揚塵污染問題日益明顯，霧霾天氣頻發、持續時間越 來越長。揚塵污染危害周邊環境，影響了正常的生產秩序和生活質量。可吸入顆粒物（PM10) 和細顆粒物（PM2. 5)富集了大量的重金屬離子、有機氧化物、細菌和病毒，PM2. 5顆粒因鼻 腔和咽喉無力阻擋而進入細支氣管、肺泡，對人體危害極大，突出表現為致畸、致癌、致突 變。
[0003] 灑水是我國最常用的抑塵方法，它的主要作用是通過濕潤增加干燥粉塵的含濕 量，密度增大并粘結成較大的顆粒。灑水的操作簡單，但冬季容易結冰，夏季蒸發快，有效抑 塵時間不足半小時，用水量大。水分蒸發之后的微塵含量會劇增600%。
[0004] 化學抑塵劑的品種繁多，用于復配的主要原料有無機低分子化合物、有機低分子 化合物和高分子化合物。氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、硫酸鈉、水玻璃等無機物的成本低、使用 方便、防凍效果好，但抑塵效果欠佳、腐蝕金屬、污染土壤、不耐雨水沖洗。乙二醇、一縮二乙 二醇、丙三醇等有機物能夠浸潤、吸附于粉塵顆粒表面，具有吸收水分、保持水分和降低凝 固點的作用，但存在耐久性差的缺點，無法解決自然蒸發和雨水沖洗問題。煤渣油、木渣油、 頁巖渣油、輕油、重油、煤焦油、調和渣油、軟質樹脂和軟質瀝青仍屬于低分子有機物，對粉 塵顆粒表面有較好的浸潤、吸附和一定程度的成膜包覆作用，抑塵效果好，但存在明顯的安 全隱患，導致二次環境問題。
[0005] 淀粉、纖維素和各種植物多糖及其各種深加工產物屬于天然聚合物，丙烯酸、丙烯 酸酯、醋酸乙烯酯和異氰酸酯等單體的聚合物，以及環氧樹脂和脲醛樹脂等低聚物的交聯 產物均屬于高分子化合物。高分子化合物具有成膜的能力，交聯、固化之后可以表現出抗風 蝕作用。CN103265990、CN102585770和CN103305187等公開了高分子化合物與氯化鈉、焦 磷酸鈉、硫酸銅、甘油、烷基酚聚氧乙烯醚的復配技術，雖然改善了抑塵劑的潤濕、吸附或抗 凍性能，但也繼承了金屬離子的腐蝕性、低分子有機物的揮發性等缺點。
[0006] 本專利發明了一種水性抑塵劑及其制備方法。該抑塵劑由不飽和酸、不飽和酸酯 通過水溶液共聚技術制備，可以在微塵顆粒表面形成耐風蝕性良好的殼層，通過吸水、保濕 作用實現抑塵目標。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于提供一種水性抑塵劑及其制備方法。該抑塵劑采用不飽和酸、 不飽和酸酯，通過水溶液共聚技術制備，可以在微塵顆粒表面形成殼層，表現出良好的保濕 和抑塵作用，得到的產品不含揮發性低分子有機物，也沒有腐蝕性高價金屬離子。本發明制 備出的化學抑塵劑，能夠用水稀釋噴灑使用，綜合性能好，安全環保。
[0008] 本發明的技術方案實現為：
[0009] -種水性抑塵劑，通過水溶液共聚制備而成，其物料組成即配比包括：
【主權項】
1. 一種水性抑塵劑，其特征為該抑塵劑為通過水溶液共聚制備而成，其物料組成及配 比包括：
所述的原料還包括堿性中和劑，堿性中和劑的量為調節反應體系的pH值至6. 0-9. 0 ; 所述的不飽和酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸和其鈉鹽中的一種或兩種； 所述的不飽和酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯和丙烯酸羥丙酯中的一種或兩種； 所述的水為蒸餾水或自來水。
2. 如權利要求1所述的水性抑塵劑，其特征為所述的交聯劑為二丙烯酸乙二醇酯、 N，N' -亞甲基雙丙烯酰胺和三甲基丙烯酸季戊四醇酯中的一種或兩種。
3. 如權利要求1所述的水性抑塵劑，其特征為所述的引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀和 過氧化氫/亞硫酸鈉中的一種或兩種，以水溶液形式加入，所述的引發劑溶液的質量濃度 為5~10%〇
4. 如權利要求1所述的水性抑塵劑，其特征為所述的堿性中和劑為氫氧化鈉、氫氧化 鉀和三乙醇胺中的一種或兩種，以水溶液形式加入，所述的堿性中和劑溶液的質量濃度為 5 ~10%〇
5. 如權利要求1所述的水性抑塵劑的制備方法，其特征為包括如下步驟： (1) 將不飽和酸、不飽和酸酯與交聯劑混合，作為原料混合液備用； (2) 向裝有攪拌器、溫度計、滴液漏斗和氮氣導管的反應器中加入水，開啟攪拌，氮氣或 氬氣置換10~30分鐘后，水浴加熱升溫； (3) 升溫至60-90°C時，加入引發劑，再加入原料混合液；原料混合液的加入方式為分 批加入或連續滴加； (4) 原料混合液完全加入之后，在60-100°C保溫0. 5-2. 5小時； (5) 冷卻至室溫，以堿性中和劑調節反應體系的pH值至6. 0-9. 0,出料，即為本發明的 水性抑塵劑。
6. 如權利要求5所述的水性抑塵劑的制備方法，其特征為所述的步驟（3)中，聚合反應 的溫度，優選70-90 °C。
7. 如權利要求5所述的水性抑塵劑的制備方法，其特征為所述的步驟（3)中，原料混合 液的加入時間為1. 0-4. 0小時。
8. 如權利要求5所述的水性抑塵劑的制備方法，其特征為所述的步驟（4)中，保溫的溫 度，優選80-95 °C。
9. 如權利要求1所述的水性抑塵劑的應用方法，其特征為按照質量比水性抑塵劑：水 =1:10-1000的比例混合注入噴灑器或噴灑車，現場使用時，按照1. 0-2. 5kg/m2道路的用 量將此抑塵劑稀釋液向城市道路、人行便道的表面均勻噴灑。
10.如權利要求9所述的水性抑塵劑的應用方法，其特征為所述的比例優選為水性抑 塵劑按1:20-500與水稀釋。
【專利摘要】本發明為一種水性抑塵劑，該抑塵劑由以下原料通過水溶液共聚制備而成，其物料組成即配比包括：不飽和酸：6-25；不飽和酸酯：2-10；交聯劑：0.1-0.5；引發劑：0.1-2.0；水：100；所述的原料還包括堿性中和劑，堿性中和劑的量為調節反應體系的pH值至6.0-9.0。該抑塵劑采用不飽和酸、不飽和酸酯，通過水溶液共聚技術制備，可以在微塵顆粒表面形成殼層，表現出良好的保濕和抑塵作用，得到的產品不含揮發性低分子有機物，也沒有腐蝕性高價金屬離子。本發明制備出的化學抑塵劑，能夠用水稀釋噴灑使用，綜合性能好，安全環保。
【IPC分類】C08F220-14, C08F220-58, C08F222-02, C08F2-10, C09K3-22, C08F220-06, C08F220-28, C08F222-14, C08F222-38
【公開號】CN104693339
【申請號】CN201510143572
【發明人】王新, 韓雙福, 殷福星, 殷昊, 張福強
【申請人】河北工業大學
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月30日