一种水性抑尘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及城市道路粉尘治理领域的化学抑尘剂，特别是一种水溶性聚合物抑尘 剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 工业化程度不断加快和城市规模不断扩大，煤场堆放、煤炭燃烧、矿物加工、建设 施工和机动车辆对城市道路所引起的扬尘污染问题日益明显，雾霾天气频发、持续时间越 来越长。扬尘污染危害周边环境，影响了正常的生产秩序和生活质量。可吸入颗粒物（PM10) 和细颗粒物（PM2. 5)富集了大量的重金属离子、有机氧化物、细菌和病毒，PM2. 5颗粒因鼻 腔和咽喉无力阻挡而进入细支气管、肺泡，对人体危害极大，突出表现为致畸、致癌、致突 变。
[0003] 洒水是我国最常用的抑尘方法，它的主要作用是通过湿润增加干燥粉尘的含湿 量，密度增大并粘结成较大的颗粒。洒水的操作简单，但冬季容易结冰，夏季蒸发快，有效抑 尘时间不足半小时，用水量大。水分蒸发之后的微尘含量会剧增600%。
[0004] 化学抑尘剂的品种繁多，用于复配的主要原料有无机低分子化合物、有机低分子 化合物和高分子化合物。氯化钙、氯化镁、氯化铝、硫酸钠、水玻璃等无机物的成本低、使用 方便、防冻效果好，但抑尘效果欠佳、腐蚀金属、污染土壤、不耐雨水冲洗。乙二醇、一缩二乙 二醇、丙三醇等有机物能够浸润、吸附于粉尘颗粒表面，具有吸收水分、保持水分和降低凝 固点的作用，但存在耐久性差的缺点，无法解决自然蒸发和雨水冲洗问题。煤渣油、木渣油、 页岩渣油、轻油、重油、煤焦油、调和渣油、软质树脂和软质沥青仍属于低分子有机物，对粉 尘颗粒表面有较好的浸润、吸附和一定程度的成膜包覆作用，抑尘效果好，但存在明显的安 全隐患，导致二次环境问题。
[0005] 淀粉、纤维素和各种植物多糖及其各种深加工产物属于天然聚合物，丙烯酸、丙烯 酸酯、醋酸乙烯酯和异氰酸酯等单体的聚合物，以及环氧树脂和脲醛树脂等低聚物的交联 产物均属于高分子化合物。高分子化合物具有成膜的能力，交联、固化之后可以表现出抗风 蚀作用。CN103265990、CN102585770和CN103305187等公开了高分子化合物与氯化钠、焦 磷酸钠、硫酸铜、甘油、烷基酚聚氧乙烯醚的复配技术，虽然改善了抑尘剂的润湿、吸附或抗 冻性能，但也继承了金属离子的腐蚀性、低分子有机物的挥发性等缺点。
[0006] 本专利发明了一种水性抑尘剂及其制备方法。该抑尘剂由不饱和酸、不饱和酸酯 通过水溶液共聚技术制备，可以在微尘颗粒表面形成耐风蚀性良好的壳层，通过吸水、保湿 作用实现抑尘目标。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种水性抑尘剂及其制备方法。该抑尘剂采用不饱和酸、 不饱和酸酯，通过水溶液共聚技术制备，可以在微尘颗粒表面形成壳层，表现出良好的保湿 和抑尘作用，得到的产品不含挥发性低分子有机物，也没有腐蚀性高价金属离子。本发明制 备出的化学抑尘剂，能够用水稀释喷洒使用，综合性能好，安全环保。
[0008] 本发明的技术方案实现为：
[0009] -种水性抑尘剂，通过水溶液共聚制备而成，其物料组成即配比包括：
【主权项】
1. 一种水性抑尘剂，其特征为该抑尘剂为通过水溶液共聚制备而成，其物料组成及配 比包括：
所述的原料还包括碱性中和剂，碱性中和剂的量为调节反应体系的pH值至6. 0-9. 0 ; 所述的不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸和其钠盐中的一种或两种； 所述的不饱和酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的一种或两种； 所述的水为蒸馏水或自来水。
2. 如权利要求1所述的水性抑尘剂，其特征为所述的交联剂为二丙烯酸乙二醇酯、 N，N' -亚甲基双丙烯酰胺和三甲基丙烯酸季戊四醇酯中的一种或两种。
3. 如权利要求1所述的水性抑尘剂，其特征为所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和 过氧化氢/亚硫酸钠中的一种或两种，以水溶液形式加入，所述的引发剂溶液的质量浓度 为5~10%〇
4. 如权利要求1所述的水性抑尘剂，其特征为所述的碱性中和剂为氢氧化钠、氢氧化 钾和三乙醇胺中的一种或两种，以水溶液形式加入，所述的碱性中和剂溶液的质量浓度为 5 ~10%〇
5. 如权利要求1所述的水性抑尘剂的制备方法，其特征为包括如下步骤： (1) 将不饱和酸、不饱和酸酯与交联剂混合，作为原料混合液备用； (2) 向装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和氮气导管的反应器中加入水，开启搅拌，氮气或 氩气置换10~30分钟后，水浴加热升温； (3) 升温至60-90°C时，加入引发剂，再加入原料混合液；原料混合液的加入方式为分 批加入或连续滴加； (4) 原料混合液完全加入之后，在60-100°C保温0. 5-2. 5小时； (5) 冷却至室温，以碱性中和剂调节反应体系的pH值至6. 0-9. 0,出料，即为本发明的 水性抑尘剂。
6. 如权利要求5所述的水性抑尘剂的制备方法，其特征为所述的步骤（3)中，聚合反应 的温度，优选70-90 °C。
7. 如权利要求5所述的水性抑尘剂的制备方法，其特征为所述的步骤（3)中，原料混合 液的加入时间为1. 0-4. 0小时。
8. 如权利要求5所述的水性抑尘剂的制备方法，其特征为所述的步骤（4)中，保温的温 度，优选80-95 °C。
9. 如权利要求1所述的水性抑尘剂的应用方法，其特征为按照质量比水性抑尘剂：水 =1:10-1000的比例混合注入喷洒器或喷洒车，现场使用时，按照1. 0-2. 5kg/m2道路的用 量将此抑尘剂稀释液向城市道路、人行便道的表面均匀喷洒。
10.如权利要求9所述的水性抑尘剂的应用方法，其特征为所述的比例优选为水性抑 尘剂按1:20-500与水稀释。
【专利摘要】本发明为一种水性抑尘剂，该抑尘剂由以下原料通过水溶液共聚制备而成，其物料组成即配比包括：不饱和酸：6-25；不饱和酸酯：2-10；交联剂：0.1-0.5；引发剂：0.1-2.0；水：100；所述的原料还包括碱性中和剂，碱性中和剂的量为调节反应体系的pH值至6.0-9.0。该抑尘剂采用不饱和酸、不饱和酸酯，通过水溶液共聚技术制备，可以在微尘颗粒表面形成壳层，表现出良好的保湿和抑尘作用，得到的产品不含挥发性低分子有机物，也没有腐蚀性高价金属离子。本发明制备出的化学抑尘剂，能够用水稀释喷洒使用，综合性能好，安全环保。
【IPC分类】C08F220-14, C08F220-58, C08F222-02, C08F2-10, C09K3-22, C08F220-06, C08F220-28, C08F222-14, C08F222-38
【公开号】CN104693339
【申请号】CN201510143572
【发明人】王新, 韩双福, 殷福星, 殷昊, 张福强
【申请人】河北工业大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月30日