一種抑塵劑及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種抑塵劑及其制備方法，涉及環境保護領域。所述抑塵劑的原料組成為：海藻酸鈉、羥丙基淀粉、丙二醇、乙二醇、山梨酸鈉、雙乙酸鈉、木質素磺酸鈉、十二碳醇酯和氯化鈣。本發明抑塵劑能夠降低粉塵的表面張力，快速潤濕粉塵使其迅速凝聚沉降，而且可在粉塵表面形成具有一定強度和韌性的固化膜，避免粉塵隨風揚起，有效防止粉塵對環境造成污染。本發明所述抑塵劑采用氯化鈣作為防凍助劑，雙乙酸鈉和山梨酸鈉作為殺菌劑，既能夠解決抑塵劑冬季凍結問題，又可殺死粉塵周圍空氣中的有害細菌，而且采用的原料具有易降解性，無二次污染，抑塵效果顯著，適用范圍廣，值得推廣應用。
【專利說明】_種抑塵劑及其制備方法 【技術領域】
[0001 ]本發明涉及環境保護領域，具體涉及一種抑塵劑及其制備方法。 【【背景技術】】
[0002] 粉塵是指懸浮于大氣中的固體微粒，能引起周圍大氣能見度低，是造成工作人員 患塵肺疾病，降低環境質量的重要因素。幾乎所有礦山和廠礦在生產過程中均可產生粉塵， 如采礦和隧道的打鉆、爆破、搬運等，礦石的破碎、磨粉、包裝及運輸等;機械工業的鑄造、翻 砂、清砂等；以及玻璃、耐火材料等工業，均可接觸大量粉塵。粉塵遇阻沉積于輸電線纜等容 易引發自燃、引起火災，沉積于車輛設備等容易造成設備故障、操作失靈等安全事故的發 生，而且污染周邊環境，影響人們正常生產和生活。隨著環保意識的增強，人們對粉塵污染 的治理日益重視，對有效防塵抑塵技術的需求更為迫切。目前，抑制粉塵最常用的方法是灑 水，灑水的主要作用是潤濕顆粒細小的干燥粉塵，使其相對密度增大，粘結成較大的顆粒沉 降，從而在外力作用下不能飛揚。該方法雖然簡便易行，但是由于粉塵與水分子的結合力較 弱，且水分易蒸發，無法在粉塵表面形成致密的固化膜，滿足不了長期抑塵的需要。
[0003] 公開號為CN102277135A的發明公開了 "一種環保降解型抑塵劑及其制備方法"，其 所述抑塵劑具有成膜、潤濕、凝并功能，噴灑到物料表面后會形成一層連續完整、堅固并具 有韌性的殼膜，使粉塵限制于殼內，避免空氣污染，減少物料流失，但是該抑塵劑對于周圍 空氣中的細菌沒有明顯的抑制作用，而且在寒冬季節使用會出現凍結現象，噴灑在物料表 層會結冰變脆甚至無法噴灑，抑塵效果減弱。 【
【發明內容】
】
[0004] 本發明的目的在于:針對上述存在的問題，提供一種抑塵劑及其制備方法，本發明 的抑塵劑由9種原料合理配制而成，不僅能夠顯著降低粉塵的表面張力，快速潤濕粉塵使其 迅速凝聚沉降以達到抑塵目的，而且可在粉塵表面形成一層具有一定強度和韌性的固化 膜，有效地防止粉塵對環境造成污染。本發明所述抑塵劑采用氯化鈣作為防凍助劑，雙乙酸 鈉和山梨酸鈉作為殺菌劑，不僅有效地解決了抑塵劑冬季凍結問題，還可有效地殺死粉塵 周圍空氣中的有害細菌，而且采用的原料具有易降解性，抑塵效果顯著，制備簡單，適用范 圍廣，不會造成二次污染，值得推廣應用。
[0005] 為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：以海藻酸鈉和羥丙基淀粉為成 膜劑和粘結劑，十二碳醇酯為成膜助劑，丙二醇為潤濕劑，氯化鈣為防凍劑，雙乙酸鈉和山 梨酸鈉為殺菌劑，木質素磺酸鈉為分散劑，乙二醇作為消泡劑，通過合理配制成為一種具有 潤濕，粘結，成膜，防凍和殺菌等多重作用的抑塵劑。
[0006] -種抑塵劑，所述抑塵劑有效成分的原料組成及重量份數為：
[0007] 海藻酸鈉1-5份 羥丙基淀粉1-5份 山梨酸鈉10-15份
[0008] 雙乙酸鈉10-15份 丙二醇15-25份 乙二醇8_16份
[0009] 木質素磺酸鈉10-15份十二碳醇酯10-15份 氯化鈣20_28份。
[0010] 較優地，所述抑塵劑有效成分的原料組成及重量份數為：
[0011] 海藻酸鈉2-4份 羥丙基淀粉2-4份 山梨酸鈉11-14份
[0012] 雙乙酸鈉11-14份 丙二醇18-22份 乙二醇10-14份
[0013] 木質素磺酸鈉11-14份十二碳醇酯11-14份 氯化鈣22_26份。
[0014] 較優地，所述抑塵劑有效成分的原料組成及重量份數為：
[0015]海藻酸鈉3份 羥丙基淀粉3份 山梨酸鈉12份
[0016] 雙乙酸鈉 12份 丙二醇20份 乙二醇12份
[0017]木質素磺酸鈉 12份 十二碳醇酯12份 氯化鈣24份。
[0018] 本發明還提供上述抑塵劑的制備方法，包括以下步驟：
[0019] (1)按重量份數稱取海藻酸鈉、羥丙基淀粉、山梨酸鈉、雙乙酸鈉、丙二醇、乙二醇、 木質素磺酸鈉、十二碳醇酯和氯化鈣，以上所有原料均為工業級產品，氯化鈣為粉末狀；
[0020] (2)將稱取的海藻酸鈉、羥丙基淀粉和木質素磺酸鈉倒入真空乳化機的水鍋中，加 入80-120重量份的去離子水，以100-120r/min的轉速在80-90°C條件下充分攪拌60-80min， 然后將所得混合物抽入真空乳化機的乳化鍋中；
[0021] (3)將所稱取的丙二醇、雙乙酸鈉、山梨酸鈉和十二碳醇酯倒入真空乳化機的油鍋 中，以100-120r/min的轉速在75-85°C條件下攪拌30-40min，然后將所得混合物抽入真空乳 化機的乳化鍋中，其中，所述丙二醇是質量分數為25-35%的丙二醇水溶液；
[0022] (4)將所稱取的氯化鈣加入到乳化鍋中與步驟(2)和步驟(3)得到的混合物以600-800r/min的轉速在60-70°C條件下充分攪拌20-30min;
[0023] (5)在緩慢滴加乙二醇后啟動真空裝置，以800-1200r/min的轉速在負壓0.07-0.09MPa的真空狀態下攪拌20-30min，得到粘度為1500-2500mPa · s的混合物，即為所需抑 塵劑，其中，所述乙二醇是質量分數為35-45%的乙二醇水溶液。
[0024]進一步地，水鍋、油鍋和乳化鍋是真空均質乳化機的三個重要構成部分，其中，水 鍋和油鍋作為預處理鍋，使得原料經過充分溶解后再被抽入乳化鍋中進行混合、均質和乳 化。
[0025]進一步地，采用真空乳化機的作用原理是指原料在真空的狀態下，利用高剪切乳 化器快速均勻地將一個相或多個相分布致另一個連續相中，利用機械帶來的強勁動能，使 原料在定轉子狹窄的間隙中，每分鐘承受幾十萬次的液力剪切、離心擠壓撞擊撕裂等綜合 作用，進而瞬間均勻地分散乳化均勻。
[0026]進一步地，添加的乙二醇會溶入氯化鈣攪拌過程產生的氣泡中，降低其表面張力， 同時采用真空裝置使得表面張力降低的部分被強烈地向四周牽引、延伸，最后破裂，從而使 氯化鈣充分溶解混合。
[0027]本發明抑塵劑的使用方法如下：將所述抑塵劑用水稀釋成粘度為300_500mPa · s 的抑塵劑水溶液注入噴霧器中，然后按1.0-1.5L/m2的用量均勻噴灑于粉塵表面。
[0028]本發明抑塵劑采用海藻酸鈉和羥丙基淀粉作為成膜劑和粘結劑，海藻酸鈉是一種 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鍵形成的高聚糖醛酸，其 水溶液具有良好的成膜性、吸濕性和黏性，所形成的固化膜韌性好;羥丙基淀粉是環氧丙烷 在堿性條件下與淀粉起醚化反應而制得的一類非離子型變性淀粉，具有良好的水溶性、親 水性和保水性，其糊化溫度低，流動性好，黏度和凍融穩定性高，成膜性好，與海藻酸鈉配合 使用，能在粉塵表面形成連續均勻的固化膜，有效阻止粉塵中水分的蒸發;本發明抑塵劑采 用十二碳醇酯作為成膜助劑，十二碳醇酯的沸點高，混溶性好，環保性能優越，可降低成膜 溫度，有助于形成優異連續的膜，成膜后，成膜助劑揮發，不影響固化膜的特性;本發明抑塵 劑采用丙二醇作為潤濕劑，丙二醇是一種無色透明的油狀液體，具有良好的吸濕性，并易于 與水、丙酮、氯仿混合，與乙二醇配合使用可快速潤濕粉塵，增大粉塵顆粒的相對密度，使其 迅速凝聚沉降;本發明抑塵劑采用氯化鈣作為防凍劑，其水溶液的冰點低，不易凍結，與丙 二醇和乙二醇配合使用，有效地解決了抑塵劑冬季凍結問題;本發明抑塵劑采用雙乙酸鈉 和山梨酸鈉作為殺菌劑，雙乙酸鈉和山梨酸鈉均是一種白色結晶，具有良好的吸濕性和水 溶性，主要是通過有效地滲透入霉菌的細胞壁而干擾酶的相互作用，抑制霉菌的產生，從而 達到高效防霉、防腐及殺菌等功能;本發明采用木質素磺酸鈉作為分散劑，木質素磺酸鈉既 是是一種天然高分子聚合物，也是一種陰離子型表面活性劑，具有很強的分散性和吸濕性， 與海藻酸鈉和羥丙基淀粉配合使用，可在一定程度上提高其與水間的親和力，加快其溶解 速度，縮短分散時間;本發明采用乙二醇作為消泡劑，乙二醇是一種無色、透明、稍有甜味和 具有吸濕性的粘稠液體，它能以任何比例與水相溶，添加到泡沫體系中，可以降低泡沫局部 的表面張力，起到消泡作用。本發明所述抑塵劑的各原料配合使用，起到了良好的協同作 用，使得所述抑塵劑具有多重的作用效果。
[0029] 綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：
[0030] (1)本發明所述抑塵劑由9種原料合理配制而成，具有成膜，潤濕，粘結，防凍和殺 菌五大功能，而且各原料來源方便，成本低廉，具有易降解性，不會造成二次污染；
[0031] (2)本發明所述抑塵劑以海藻酸鈉和羥丙基淀粉為成膜劑，其形成的膜韌性好，噴 灑于粉塵表面，會在粉塵表面形成一層均勻連續的固化膜，避免粉塵隨風揚起，有效防止粉 塵對環境造成污染；
[0032] (3)本發明所述抑塵劑的成膜性好，可以阻擋和減緩粉塵中水分的蒸發，具有良好 的抗蒸發性，抑塵時間長，而且能夠顯著降低粉塵的表面張力，快速潤濕粉塵并使其迅速凝 并沉降，抑塵效果顯著；
[0033] (4)本發明所述抑塵劑采用氯化鈣作為防凍劑，其水溶液冰點低，與丙二醇配合使 用，可有效地解決抑塵劑冬季凍結問題；
[0034] (5)本發明所述抑塵劑采用雙乙酸鈉和山梨酸鈉作為殺菌劑，主要是通過有效地 滲透入霉菌的細胞壁而干擾酶的相互作用，抑制霉菌的產生，從而有效地殺死粉塵周圍空 氣中的有害細菌，對人體和植物無損害，屬于綠色環保產品；
[0035] (6)本發明所述抑塵劑適用于煤炭及各類金屬、非金屬采礦區、礦物粉渣堆料場、 礦物土方儲存卸載場、水泥廠、化工廠、冶煉廠、火力發電廠及建設施工現場等，適用范圍 廣，具有廣泛的社會效益和經濟效益，值得推廣應用。 【【具體實施方式】】
[0036] 以下通過具體實施例對本發明作進一步詳述。
[0037] 一、配方實施例
[0038] 實施例1
[0039] -種抑塵劑，所述抑塵劑有效成分的原料組成及重量份數為：
[0040]海藻酸鈉 5份 羥丙基淀粉5份 山梨酸鈉 15份
[0041 ] 雙乙酸鈉 15份 丙二醇25份 乙二醇16份
[0042]木質素磺酸鈉 15份十二碳醇酯15份 氯化鈣28份。
[0043] 實施例2
[0044] -種抑塵劑，所述抑塵劑有效成分的原料組成及重量份數為：
[0045] 海藻酸鈉 4份 羥丙基淀粉4份 山梨酸鈉 14份
[0046] 雙乙酸鈉 14份 丙二醇23份 乙二醇14份
[0047]木質素磺酸鈉 14份十二碳醇酯14份 氯化鈣26份。
[0048] 實施例3
[0049] -種抑塵劑，所述抑塵劑有效成分的原料組成及重量份數為：
[0050] 海藻酸鈉 3份 羥丙基淀粉3份 山梨酸鈉 12份
[0051 ] 雙乙酸鈉 12份 丙二醇20份 乙二醇12份
[0052]木質素磺酸鈉 12份十二碳醇酯12份氯化鈣24份。
[0053] 實施例4
[0054] -種抑塵劑，所述抑塵劑有效成分的原料組成及重量份數為：
[0055] 海藻酸鈉 2份 羥丙基淀粉2份 山梨酸鈉 11份
[0056] 雙乙酸鈉 11份 丙二醇18份 乙二醇10份
[0057]木質素磺酸鈉 11份十二碳醇酯11份氯化鈣22份。
[0058] 實施例5
[0059] -種抑塵劑，所述抑塵劑有效成分的原料組成及重量份數為：
[0060] 海藻酸鈉1份 羥丙基淀粉1份 山梨酸鈉10份
[0061 ] 雙乙酸鈉10份 丙二醇15份 乙二醇8份
[0062]木質素磺酸鈉10份十二碳醇酯10份氯化鈣20份。
[0063] 二、制備實施例
[0064] 實施例6
[0065] 制備上述實施例1-5的抑塵劑的方法可以按照以下步驟進行：
[0066] (1)按重量份數稱取海藻酸鈉、羥丙基淀粉、山梨酸鈉、雙乙酸鈉、質量分數為25% 的丙二醇水溶液、質量分數為35%的乙二醇水溶液、木質素磺酸鈉、十二碳醇酯和氯化鈣；
[0067] (2)將稱取的海藻酸鈉、羥丙基淀粉和木質素磺酸鈉倒入真空乳化機的水鍋中，加 入80重量份的去離子水，以100r/min的轉速在80 °C條件下充分攪拌60min，然后將所得混合 物抽入真空乳化機的乳化鍋中；
[0068] (3)將所稱取的丙二醇水溶液、雙乙酸鈉、山梨酸鈉和十二碳醇酯倒入真空乳化機 的油鍋中，以l〇〇r/min的轉速在75°C條件下攪拌30min，然后將所得混合物抽入真空乳化機 的乳化鍋中；
[0069] (4)將所稱取的氯化鈣加入到乳化鍋中與步驟（2)和步驟（3)得到的混合物以 600r/min的轉速在60°C條件下充分攪拌20min;
[0070] (5)在緩慢滴加乙二醇水溶液后啟動真空裝置，以800r/min的轉速在負壓0.07MPa 的真空狀態下攪拌20min，得到粘度為1500mPa · s的混合物，即為所需抑塵劑。
[0071] 實施例7
[0072]制備上述實施例1-5的抑塵劑的方法可以按照以下步驟進行：
[0073] (1)按重量份數稱取海藻酸鈉、羥丙基淀粉、山梨酸鈉、雙乙酸鈉、質量分數為30% 的丙二醇水溶液、質量分數為40%的乙二醇水溶液、木質素磺酸鈉、十二碳醇酯和氯化鈣；
[0074] (2)將稱取的海藻酸鈉、羥丙基淀粉和木質素磺酸鈉倒入真空乳化機的水鍋中，加 入100重量份的去離子水，以ll〇r/min的轉速在85°C條件下充分攪拌70min，然后將所得混 合物抽入真空乳化機的乳化鍋中；
[0075] (3)將所稱取的丙二醇水溶液、、雙乙酸鈉、山梨酸鈉和十二碳醇酯倒入真空乳化 機的油鍋中，以ll〇r/min的轉速在80°C條件下攪拌35min，然后將所得混合物抽入真空乳化 機的乳化鍋中；
[0076] (4)將所稱取的氯化鈣加入到乳化鍋中與步驟（2)和步驟（3)得到的混合物以 700r/min的轉速在65°C條件下充分攪拌25min;
[0077] (5)在緩慢滴加乙二醇水溶液后啟動真空裝置，以1000r/min的轉速在負壓 0.08MPa的真空狀態下攪拌25min，得到粘度為2000mPa · s的混合物，即為所需抑塵劑。
[0078] 實施例8
[0079] 制備上述實施例1-5的抑塵劑的方法可以按照以下步驟進行：
[0080] (1)按重量份數稱取海藻酸鈉、羥丙基淀粉、山梨酸鈉、雙乙酸鈉、質量分數為35% 的丙二醇水溶液、質量分數為45%的乙二醇水溶液、木質素磺酸鈉、十二碳醇酯和氯化鈣；
[0081] (2)將稱取的海藻酸鈉、羥丙基淀粉和木質素磺酸鈉倒入真空乳化機中水鍋中，加 入120重量份的去離子水，以120r/min的轉速在90°C條件下充分攪拌80min，然后將所得混 合物抽入真空乳化機的乳化鍋中；
[0082] (3)將所稱取的丙二醇水溶液、雙乙酸鈉、山梨酸鈉和十二碳醇酯倒入油鍋中，以 120r/min的轉速在85°C條件下攪拌40min，然后將所得混合物抽入真空乳化機的乳化鍋中；
[0083] (4)將所稱取的氯化鈣加入到乳化鍋中與步驟（2)和步驟（3)得到的混合物以 800r/min的轉速在70°C條件下充分攪拌30min;
[0084] (5)在緩慢滴加乙二醇水溶液后啟動真空裝置，以1200r/min的轉速在負壓 0.09MPa的真空狀態下攪拌30min，得到粘度為2500mPa · s的混合物，即為所需抑塵劑。 [0085]使用上述實施例1-5的抑塵劑的方法如下：將所述抑塵劑用水稀釋成粘度為300-500mPa · s的抑塵劑水溶液注入噴霧器中，然后按1.0-1.5L/V的用量均勻噴灑于粉塵表 面。
[0086] 三、效果驗證
[0087]按照標準TB/T 3210.1-2009對上述實施例制得的抑塵劑進行性能檢測，結果為： 粘度（25°C，mPa · 8):1500-2500卬!1(25°(：):7-9;適用溫度（°(：):-25-38 ;保濕率（％，70°(：鼓 風干燥，2h失水率）：<24.80;成膜時間（25°C，min): 40-60;成膜厚度(25 °C，mm):彡8;抑菌 率（25Γ，％):彡 90。
[0088]四、對比分析
[0089]取lkg過40目標準篩的煤樣21份，皮帶速度為3m/s，用動態煤流模擬實驗臺架對本 發明抑塵劑和等量水進行抑塵效果測試。測試分為三組，第一組環境條件:溫度為25 °C，風 速6m/s ;第二組環境條件：溫度為30°C，風速為8m/s ;第三組環境條件：溫度為35°C，風速 10m/s〇
[0090] 試驗組:將按制備實施例6所制備的抑塵劑用水稀釋成粘度為300-500mPa · S的抑 塵劑水溶液，注入噴霧器后按1.0-1.5L/m2的用量均勻地噴灑于所測試的動態煤樣表面;對 照組1:不采取任何抑塵措施;對照組2:將等量水注入噴霧器后按1.0-2. OL/m2的用量均勻 地噴灑于所測試的動態煤樣表面，72小時后用CCZ-1000直讀式粉塵儀分別測定移動結束點 煤樣上方的粉塵濃度。結果如下表1:
[0091 ]表1本發明及對比試驗的測試結果
[0092]
[0093] 從表中的數據可以看出：對照組1:不采取任何抑塵措施72h后的粉塵濃度平均值 為74.47mg/m3;對照組2:噴灑水72h后的粉塵濃度平均值為41.36mg/m 3;試驗組1-5:噴灑本 發明抑塵劑72h后產生的粉塵濃度要明顯低于噴灑水后產生的粉塵濃度，五組試驗72h后測 定的粉塵濃度平均值為8.812mg/m 3;比較可知采用本發明抑塵劑可以達到良好的抑塵效 果。
【主權項】
1. 一種抑塵劑，其特征在于:所述抑塵劑有效成分的原料組成及重量份數為： 海藻酸鈉1-5份 羥丙基淀粉1-5份 山梨酸鈉 ?Ο-15份 雙乙酸鈉10-15:份 丙二醇15-25份 乙二醇8:46份 木質素磺酸鈉10-15份 十二碳醇酯ΗΜ5汾 氯化鈣20-28汾。2. 根據權利要求1所述的一種抑塵劑，其特征在于:所述抑塵劑有效成分的原料組成及 重量份數為： 海藻酸鈉2-4份 羥丙基淀粉2-4汾 山梨酸鈉11-14份 雙乙酸鈉11-14份 丙二醇18-22汾 乙二醇10-14份 木質素磺酸鈉1卜14份十二碳醇酯11-14份 氯化鈣22-26份。3. 根據權利要求1所述的一種抑塵劑，其特征在于:所述抑塵劑有效成分的原料組成及 重量份數為： 海藻酸鈉3份 羥丙基淀粉3份 山梨酸鈉12份 雙乙酸鈉12份 丙二醇20份 乙二醇12份 木質素磺酸鈉12份 十二碳醇酯12份 氯化鈣24份。4. 一種抑塵劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟： (1) 按重量份數稱取海藻酸鈉、羥丙基淀粉、山梨酸鈉、雙乙酸鈉、丙二醇、乙二醇、木質 素磺酸鈉、十二碳醇酯和氯化鈣； (2) 將稱取的海藻酸鈉、羥丙基淀粉、木質素磺酸鈉倒入真空乳化機的水鍋中，加入80-120重量份的去離子水，以100-120r/min的轉速在80-90°C條件下充分攪拌60-80min，然后 將所得混合物抽入真空乳化機的乳化鍋中； (3) 將所稱取的丙二醇、雙乙酸鈉、山梨酸鈉和十二碳醇酯倒入真空乳化機的油鍋中， 以100-120r/min的轉速在75-85°C條件下充分攪拌30-40min，然后將所得混合物抽入真空 乳化機的乳化鍋中； (4) 將所稱取的氯化鈣加入到乳化鍋中與步驟（2)和步驟（3)得到的混合物以600-800r/min的轉速在60-70°C條件下充分攪拌20-30min; (5) 在緩慢滴加乙二醇后啟動真空裝置，以800-1200r/min的轉速在負壓0.07-0.09MPa 的真空狀態下攪拌20-30min，得到粘度為1500-2500mPa · s的混合物，即為所需抑塵劑。5. 根據權利要求4所述的一種抑塵劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中的丙二 醇是質量分數為25-35%丙二醇水溶液。6. 根據權利要求4所述的一種抑塵劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(5)中的乙二 醇是質量分數為35-45 %的乙二醇水溶液。7. 根據權利要求1-6中任一項所述的一種抑塵劑的使用方法，其特征在于:將所述抑塵 劑用水稀釋成粘度為300_500mPa · s的抑塵劑水溶液注入噴霧器中，然后按1.0-1.5L/m2的 用量噴灑于粉塵表面。
【文檔編號】A01N37/02GK105885795SQ201610362105
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】覃政強
【申請人】覃政強