一種高效可生物降解固沙抑塵劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效可生物降解固沙抑塵劑的制備方法，屬于抑塵劑技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)目前市售抑塵劑大多數(shù)粘度高，使得抑塵劑霧化效果不好甚至難以霧化，不能快速的潤(rùn)濕粉塵的問題，本發(fā)明提供了一種高效可生物降解固沙抑塵劑的制備方法。本發(fā)明采用可降解、無(wú)毒、無(wú)污染的玉米芯為原料，通過乳液聚合中的預(yù)乳化工藝對(duì)玉米芯改性，制備了堿處理玉米芯粉接枝丙烯酸酯乳液，再將堿處理玉米芯粉接枝丙烯酸酯乳液與具有高效潤(rùn)濕性的聚乙二醇辛基苯基醚復(fù)配，經(jīng)水稀釋后，制成高效可生物降解固沙抑塵劑。本發(fā)明制備的高效可生物降解固沙抑塵劑能快速的潤(rùn)濕粉塵，將小顆粒煤粒凝并成大顆粒，具有良好的抑塵效果。
【專利說明】
一種高效可生物降解固沙抑塵劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高效可生物降解固沙抑塵劑的制備方法，屬于抑塵劑技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)以可吸入顆粒物(PM10)、細(xì)顆粒物(PM2.5)為特征的區(qū)域性大氣環(huán)境問題日益突出，粉塵按顆粒大小可分為兩類:直徑大的稱為降塵，份量重容易沉降，直徑小的稱為飄塵，它以氣溶膠形式長(zhǎng)期飄浮在空氣中，人們?nèi)庋劭床坏?。粉塵中含有多種重金屬，飄塵能夠吸附各種有毒物質(zhì)，其中有的是致癌物質(zhì)。吸附著有毒物質(zhì)的飄塵到處飄蕩，嚴(yán)重污染我們所賴以生存的環(huán)境。
[0003]城市中空氣質(zhì)量主要受燃煤排煙、機(jī)動(dòng)車尾氣和地面揚(yáng)塵3個(gè)方面的影響，其中地面揚(yáng)塵的問題不受季節(jié)限制，可導(dǎo)致全年大氣質(zhì)量不佳。研究北京市地面揚(yáng)塵的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)源自交通活動(dòng)以及建筑活動(dòng)的地面揚(yáng)塵，是北京大氣顆粒物污染的重要來(lái)源之一。利用化學(xué)抑塵劑抑制顆粒物進(jìn)入大氣是改善我國(guó)大氣污染現(xiàn)狀的重要措施。
[0004]抑塵劑是由新型多功能高分子聚合物組合而成。聚合物分子間的交聯(lián)度會(huì)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)分子間存在各種離子基團(tuán)，能與離子之間產(chǎn)生較強(qiáng)的親合力。它的作用機(jī)理是通過捕捉、吸附、團(tuán)聚粉塵微粒，將其緊鎖于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，起到濕潤(rùn)、粘接、凝結(jié)、吸濕、防塵、防浸蝕和抗沖刷的作用。抑塵劑具有良好的成膜特性，可以有效的固定塵埃并在物料表面形成防護(hù)膜。
[0005]但是，目前市售抑塵劑大多數(shù)粘度高，使得抑塵劑霧化效果不好甚至難以霧化，不能快速的潤(rùn)濕粉塵。因此，對(duì)于抑塵劑抑塵性能的研究顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對(duì)目前市售抑塵劑大多數(shù)粘度高，使得抑塵劑霧化效果不好甚至難以霧化，不能快速的潤(rùn)濕粉塵的問題，本發(fā)明提供了一種高效可生物降解固沙抑塵劑的制備方法。本發(fā)明采用可降解、無(wú)毒、無(wú)污染的玉米芯為原料，通過乳液聚合中的預(yù)乳化工藝對(duì)玉米芯改性，制備了堿處理玉米芯粉接枝丙烯酸酯乳液，再將堿處理玉米芯粉接枝丙烯酸酯乳液與具有高效潤(rùn)濕性的聚乙二醇辛基苯基醚復(fù)配，經(jīng)水稀釋后，制成高效可生物降解固沙抑塵劑。本發(fā)明制備的高效可生物降解固沙抑塵劑能快速的潤(rùn)濕粉塵，將小顆粒煤粒凝并成大顆
粒，具有良好的抑塵效果。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
(I)稱取100?200g玉米芯，自然風(fēng)干后加入粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，稱取30?50g過篩后的玉米芯粉，加入600?100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液中，在50?60 °C恒溫水浴下，浸泡20?24h，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH至中性，得混合液，將混合液抽濾，用去離子水洗滌濾餅3?5次后，濾餅轉(zhuǎn)入干燥箱中，在105?11 (TC下干燥至恒重，得堿處理玉米芯粉，備用； (2)稱取3.5-4.0g十二烷基苯磺酸鈉，1.0?1.5g烷基酚聚氧乙烯醚，加入50?60mL去離子水中，以300?400r/min攪拌15?20min，加入3.5-7.0g丙烯酸丁酯，1.5?3.0g甲基丙烯酸甲酯，2?4g丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌至白色均勻不分層乳液，得單體預(yù)乳化液；
(3)稱取5?6g步驟(I)制備的堿處理玉米芯粉，裝入三口燒瓶中，加入30?40mL去離子水，以500?600r/min攪拌分散15~20min，加入I/3體積上述單體預(yù)乳化液，繼續(xù)攪拌15?20min，并用300W微波加熱至溫度為70?80°C，加入0.2-0.3g過硫酸銨，攪拌反應(yīng)30?40min，隨后以2?4mL/min滴加2/3體積上述單體預(yù)乳化液，以0.2-0.3mL/min滴加2?3mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過硫酸銨溶液，以300?500r/min攪拌反應(yīng)I?2h，得改性玉米芯乳液；
(4)量取I?2mL上述改性玉米芯乳液，加入200?400mL去離子水中，以300?500r/min攪拌10~15min，添加0.03?0.06mL聚乙二醇辛基苯基醚，繼續(xù)攪拌5?1min，得高效可生物降解固沙抑塵劑。
[0008]本發(fā)明的應(yīng)用方法是:將本發(fā)明制備的高效可生物降解固沙抑塵劑加入霧化器中，噴灑在交通路面和建筑工地地面，抑塵效果為90?95%，滲透速度保持在0.03-0.04cm/s，在室溫下噴灑100 h后土層仍含有20~30%的水分，60°C下放置2h土層失水率僅為50?60%。
[0009]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明制備的高效可生物降解固沙抑塵劑，滲透性、保濕性和耐高溫性良好；
(2)本發(fā)明制備的高效可生物降解固沙抑塵劑，能快速滲透并潤(rùn)濕粉塵，將小顆粒煤粒凝并成大顆粒，具有良好的抑塵效果。
【具體實(shí)施方式】
[0010]稱取100?200g玉米芯，自然風(fēng)干后加入粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，稱取30?50g過篩后的玉米芯粉，加入600?100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液中，在50?60°C恒溫水浴下，浸泡20?24h，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH至中性，得混合液，將混合液抽濾，用去離子水洗滌濾餅3?5次后，濾餅轉(zhuǎn)入干燥箱中，在105?110 °C下干燥至恒重，得堿處理玉米芯粉；稱取3.5-4.0g十二烷基苯磺酸鈉，1.0?1.5g烷基酚聚氧乙烯醚，加入50?60mL去離子水中，以300?400r/min攪拌15?20min，加入3.5-7.0g丙烯酸丁酯，I.5?3.0g甲基丙烯酸甲酯，2-4g丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌至白色均勻不分層乳液，得單體預(yù)乳化液;稱取5?6g上述堿處理玉米芯粉，裝入三口燒瓶中，加入30?40mL去離子水，以500?600r/min攪拌分散15?20min，加入1/3體積上述單體預(yù)乳化液，繼續(xù)攪拌15?20min，并用300W微波加熱至溫度為70?80°C，加入0.2?0.3g過硫酸錢，攪拌反應(yīng)30?40min，隨后以2?4mL/min滴加2/3體積上述單體預(yù)乳化液，以
0.2~0.3111171^11滴加2~31^質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過硫酸銨溶液，以300~50(^/1^11攪拌反應(yīng)1~211，得改性玉米芯乳液；量取I?2mL上述改性玉米芯乳液，加入200?400mL去離子水中，以300?500r/min攪拌10?15min，添加0.03?0.06mL聚乙二醇辛基苯基醚，繼續(xù)攪拌5~10min，得高效可生物降解固沙抑塵劑。
[0011]實(shí)例I
稱取10g玉米芯，自然風(fēng)干后加入粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，稱取30g過篩后的玉米芯粉，加入600mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液中，在50 °C丨旦溫水浴下，浸泡20h，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH至中性，得混合液，將混合液抽濾，用去離子水洗滌濾餅3次后，濾餅轉(zhuǎn)入干燥箱中，在105 °C下干燥至恒重，得堿處理玉米芯粉;稱取3.5g十二烷基苯磺酸鈉，1.0g燒基酸聚氧乙稀醚，加入50mL去離子水中，以300r/min攪拌15min，加入3.5g丙稀酸丁酯，
1.5g甲基丙烯酸甲酯，2g丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌至白色均勻不分層乳液，得單體預(yù)乳化液;稱取5g上述堿處理玉米芯粉，裝入三口燒瓶中，加入30mL去離子水，以500r/min攪拌分散15min，加入1/3體積上述單體預(yù)乳化液，繼續(xù)攪拌15min，并用300W微波加熱至溫度為70°C，加入0.2g過硫酸錢，攪拌反應(yīng)30min，隨后以2mL/min滴加2/3體積上述單體預(yù)乳化液，以
0.2mL/min滴加2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過硫酸銨溶液，以300r/min攪拌反應(yīng)lh，得改性玉米芯乳液；量取ImL上述改性玉米芯乳液，加入200mL去離子水中，以300r/min攪拌1min，添加
0.03mL聚乙二醇辛基苯基醚，繼續(xù)攪拌5min，得高效可生物降解固沙抑塵劑。
[0012]本發(fā)明的應(yīng)用方法是:將本發(fā)明制備的高效可生物降解固沙抑塵劑加入霧化器中，噴灑在交通路面和建筑工地地面，抑塵效果為90%，滲透速度保持0.03cm/s，在室溫下噴灑100 h后土層仍含有20%的水分，60°C下放置2h土層失水率僅為60%。
[0013]實(shí)例2
稱取150g玉米芯，自然風(fēng)干后加入粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，稱取40g過篩后的玉米芯粉，加入800mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液中，在55 °C丨旦溫水浴下，浸泡22h，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH至中性，得混合液，將混合液抽濾，用去離子水洗滌濾餅4次后，濾餅轉(zhuǎn)入干燥箱中，在108 °C下干燥至恒重，得堿處理玉米芯粉;稱取3.Sg十二烷基苯磺酸鈉，1.2g燒基酸聚氧乙稀醚，加入55mL去離子水中，以350r/min攪拌18min，加入5.0g丙稀酸丁酯，2.0g甲基丙烯酸甲酯，3g丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌至白色均勻不分層乳液，得單體預(yù)乳化液;稱取5.5g上述堿處理玉米芯粉，裝入三口燒瓶中，加入35mL去離子水，以550r/min攪拌分散18min，加入1/3體積上述單體預(yù)乳化液，繼續(xù)攪拌18min，并用300W微波加熱至溫度為75°C，加入0.25g過硫酸錢，攪拌反應(yīng)35min，隨后以3mL/min滴加2/3體積上述單體預(yù)乳化液，以0.25mL/min滴加2.5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過硫酸銨溶液，以400r/min攪拌反應(yīng)1.5h，得改性玉米芯乳液;量取1.5mL上述改性玉米芯乳液，加入300mL去離子水中，以400r/min攪拌12min，添加0.04mL聚乙二醇辛基苯基醚，繼續(xù)攪拌8min，得高效可生物降解固沙抑塵劑。
[0014]本發(fā)明的應(yīng)用方法是:將本發(fā)明制備的高效可生物降解固沙抑塵劑加入霧化器中，噴灑在交通路面和建筑工地地面，抑塵效果為92%，滲透速度保持在0.035cm/s，在室溫下噴灑100 h后土層仍含有25%的水分，60°C下放置2h土層失水率僅為55%。
[0015]實(shí)例3
稱取200g玉米芯，自然風(fēng)干后加入粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，稱取50g過篩后的玉米芯粉，加入100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液中，在60 V恒溫水浴下，浸泡24h，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH至中性，得混合液，將混合液抽濾，用去離子水洗滌濾餅5次后，濾餅轉(zhuǎn)入干燥箱中，在IlOtC下干燥至恒重，得堿處理玉米芯粉;稱取4.0g十二烷基苯磺酸鈉，1.5g燒基酸聚氧乙稀醚，加入60mL去離子水中，以400r/min攪拌20min，加入7.0g丙稀酸丁酯，3.0g甲基丙烯酸甲酯，4g丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌至白色均勻不分層乳液，得單體預(yù)乳化液;稱取6g上述堿處理玉米芯粉，裝入三口燒瓶中，加入40mL去離子水，以600r/min攪拌分散20min，加入1/3體積上述單體預(yù)乳化液，繼續(xù)攪拌20min，并用300W微波加熱至溫度為800C，加入0.3g過硫酸錢，攪拌反應(yīng)40min，隨后以4mL/min滴加2/3體積上述單體預(yù)乳化液，以
0.3mL/min滴加3mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過硫酸銨溶液，以500r/min攪拌反應(yīng)2h，得改性玉米芯乳液；量取2mL上述改性玉米芯乳液，加入400mL去離子水中，以500r/min攪拌15min，添加0.06mL聚乙二醇辛基苯基醚，繼續(xù)攪拌1min，得高效可生物降解固沙抑塵劑。
[0016]本發(fā)明的應(yīng)用方法是:將本發(fā)明制備的高效可生物降解固沙抑塵劑加入霧化器中，噴灑在交通路面和建筑工地地面，抑塵效果為95%，滲透速度保持在0.04cm/s，在室溫下噴灑100 h后土層仍含有30%的水分，60°C下放置2h土層失水率僅為50%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效可生物降解固沙抑塵劑的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)稱取100?200g玉米芯，自然風(fēng)干后加入粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，稱取30?50g過篩后的玉米芯粉，加入600?100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液中，在50?60 °C恒溫水浴下，浸泡20?24h，隨后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%鹽酸調(diào)節(jié)pH至中性，得混合液，將混合液抽濾，用去離子水洗滌濾餅3?5次后，濾餅轉(zhuǎn)入干燥箱中，在105?11 (TC下干燥至恒重，得堿處理玉米芯粉，備用； (2)稱取3.5-4.0g十二烷基苯磺酸鈉，1.0?1.5g烷基酚聚氧乙烯醚，加入50?60mL去離子水中，以300?400r/min攪拌15?20min，加入3.5-7.0g丙烯酸丁酯，1.5?3.0g甲基丙烯酸甲酯，2?4g丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌至白色均勻不分層乳液，得單體預(yù)乳化液； (3)稱取5?6g步驟(I)制備的堿處理玉米芯粉，裝入三口燒瓶中，加入30?40mL去離子水，以500?600r/min攪拌分散15~20min，加入I/3體積上述單體預(yù)乳化液，繼續(xù)攪拌15?20min，并用300W微波加熱至溫度為70?80°C，加入0.2-0.3g過硫酸銨，攪拌反應(yīng)30?40min，隨后以2?4mL/min滴加2/3體積上述單體預(yù)乳化液，以0.2-0.3mL/min滴加2?3mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%過硫酸銨溶液，以300?500r/min攪拌反應(yīng)I?2h，得改性玉米芯乳液； (4)量取I?2mL上述改性玉米芯乳液，加入200?400mL去離子水中，以300?500r/min攪拌10~15min，添加0.03?0.06mL聚乙二醇辛基苯基醚，繼續(xù)攪拌5?1min，得高效可生物降解固沙抑塵劑。
【文檔編號(hào)】C09K3/22GK106085360SQ201610721558
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月25日
【發(fā)明人】仇穎超, 宋豪
【申請(qǐng)人】仇穎超