專利名稱：一種抑塵覆蓋劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到ー種抑塵覆蓋劑，更具體的說，是一種控制煤粉、礦粉、渣土運輸、市政建設(shè)、露天礦山開采、裸土地面等粉塵飛揚的抑塵覆蓋劑。
背景技術(shù)：
我國是煤炭生產(chǎn)和消費大國，毎年都有大量煤炭從生產(chǎn)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(chǎn)生大量的煤塵，不僅污染環(huán)境，也導(dǎo)致大量煤炭損失。另外，由于運量大，火車密度高，火車在隧道內(nèi)穿行時引起的強大氣流卷起的煤塵不僅嚴(yán)重污染隧道環(huán)境，而且隧道內(nèi)煤塵的清除需要花費大量的人力物力，當(dāng)隧道內(nèi)煤塵達(dá)到一定濃度值時遇到火星還容易發(fā)生爆炸，同時隧道內(nèi)粉塵增多會導(dǎo)致能見度降低，進(jìn)而對運輸安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，煤炭運輸過程中的抑塵處理是ー個世界性的難題。與此同時，由于我國處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時期，建設(shè)項目多，各種市政建筑工程現(xiàn)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(tài)環(huán)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(huán)境質(zhì)量進(jìn)ー步惡化，因此，粉塵飛揚所造成的環(huán)境污染越來越受到社會各界人士的廣泛關(guān)注。另外，隨著我國露天礦山生產(chǎn)強度的不斷加大，機械化水平的日益提高，必然導(dǎo)致在生產(chǎn)作業(yè)中的粉塵污染日趨嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計，運輸設(shè)備的產(chǎn)塵量為各露天開采作業(yè)之首，是露天礦山最大的粉塵污染源。路面揚塵不僅嚴(yán)重?fù)p害工作人員的身體健康，而且還污染礦區(qū)周圍的環(huán)境，破壞生態(tài)系統(tǒng)。此外，揚塵進(jìn)入運輸汽車內(nèi)，能縮短發(fā)動機的使用壽命，増加車輛保養(yǎng)、維修費用及耗油量。當(dāng)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(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。臨時性施工場地(如市政建設(shè)、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(wǎng)、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(huán)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(nèi)很少使用。而露天礦山多為碎石路面， 還有一部分為土質(zhì)路面，如果灑水不及時以及灑水量不當(dāng)，路面處于干濕交替狀況，則路面微細(xì)粉塵含量將增多，路況更惡化，不僅達(dá)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(shè)備費用較高以及技術(shù)不成熟而使其推廣應(yīng)用受到一定的限制。針對粉狀煤料堆放或運輸過程中產(chǎn)生的風(fēng)カ揚塵問題，國內(nèi)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、エ業(yè)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(tài)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(fēng)力、雨水、大氣的侵襲。在其配方中加入了隔水劑，可進(jìn)一步提高耐水性。其在室外煤堆以2L/m2的量進(jìn)行噴酒，試驗表明用覆蓋劑的煤堆經(jīng)數(shù)月的雨、雪侵襲后，煤的含水量増加緩慢，煤的揮發(fā)份無明顯變化。專利(03121M6. 7)介紹了采用總濃度為0. 59Tl. 2%的粘結(jié)劑和保水劑和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?；ハ嗬喂痰恼辰Y(jié)在一起，對表層以下的物料起到覆蓋和保護(hù)的作用，減少粉塵的產(chǎn)生；保水劑可以有效避免水分的揮發(fā)，増加防塵的效果。其所述的粘結(jié)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、 聚乙ニ醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素、可溶性淀粉、羧甲基淀粉、海藻酸鈉的ー種；所述的保水劑至少是乙ニ醇、丙ニ醇、甘油、廢糖蜜、司潘、土溫的ー種。專利(03121134. 8)介紹了ー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剤。專利(200710306831. 1)介紹了ー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、ニ甲基硅油。上述的各類表面覆蓋劑(封塵劑)由于以下ー些原因，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エ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，相比ー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(shù)倍，這不是覆蓋劑的經(jīng)濟(jì)原料選擇。另外，某些類型的封塵劑構(gòu)造配方體系時強調(diào)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(fù)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(dāng)多的覆蓋劑(封塵劑)所用原料及制備過程中有酸性介質(zhì)存在，對反應(yīng)器和貯存容器所用材質(zhì)有耐酸腐蝕性要求。3、覆蓋劑(封塵劑)是以水為流動介質(zhì)的，對于噴灑到煤料、露天礦山裸露地面、建筑工程、拆遷現(xiàn)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(dāng)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(hù)效果。為此，研究開發(fā)ー種適應(yīng)性廣、抑塵性能好、原料來源廣泛、綜合成本低廉、制備エ 藝簡單、環(huán)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(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的的提供ー種適應(yīng)性廣、抑塵性能好、原料來源廣泛、綜合成本低廉、 制備エ藝簡單、環(huán)境友好的抑塵覆蓋劑和制備方法。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是一種抑塵覆蓋劑，主要由以下原料組成天然淀粉、 水、丙烯酸、30%氫氧化鈉、引發(fā)劑和交聯(lián)劑；所述原料經(jīng)過可控制的反應(yīng)制備出以水為分散體系的漿液，該漿液為白色或淡黃色半透明液體，粘度范圍為7 100cP。上述技術(shù)方案中，其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；其中交聯(lián)劑為環(huán)氧氯乙烷、環(huán)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；其中引發(fā)劑為29Γ3%過硫酸銨水溶液、19Γ5%過硫酸鈉水溶液、1°/Γ5%過硫酸鉀水溶液、30%過氧化氫、19Γ3%亞硫酸鈉水溶液、19Γ3%硫酸亞鐵銨水溶液、1°/Γ5%高錳酸鉀水溶液、1°/Γ5%硝酸鈰氨水溶液和ニ硫化碳中的ー種或兩種。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述原料組分按重量比為天然淀粉3 10份、水35飛0 份、丙烯酸10 20份、30%氫氧化鈉3(Γ40份、引發(fā)劑5 15份和交聯(lián)劑廣5份。所述可控制的反應(yīng)為采用如下步驟
(1)將丙烯酸和30%氫氧化鈉混合配制成丙烯酸鈉溶液備用；
(2)將天然淀粉與水充分混合均勻，加熱至75、0°C后恒溫糊化1小時；
(3)停止加熱，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至45飛0°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的空
氣；
(4)將配置好的丙烯酸鈉溶液、引發(fā)劑和交聯(lián)劑依次加入到反應(yīng)釜中，持續(xù)通入氮氣， 緩慢攪拌下恒溫反應(yīng)3小時后，降溫至室溫。本發(fā)明生產(chǎn)方法的優(yōu)點在于所用原料來源廣泛、可靠，價格低廉，制備エ藝簡單， 綜合成本低廉，對噴灑設(shè)備和エ藝要求低。所制得的抑塵覆蓋劑能快速形成一定厚度的具有高強度的覆蓋層，能經(jīng)受劇烈顛簸和強風(fēng)的侵襲而不被破壞。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例做進(jìn)ー步說明。實施例1
一種抑塵覆蓋劑，主要由以下列重量比的原料組成，其原料組分按重量比為玉米淀粉 3份、水35份、丙烯酸10份、30%氫氧化鈉30份、2% 3%過硫酸銨水溶液5份和環(huán)氧氯乙烷 1份；所述原料經(jīng)過下列反應(yīng)過程，制備出以水為分散體系的漿液，該漿液為白色或淡黃色半透明液體，粘度范圍為7cP。反應(yīng)過程為
(1)將10份丙烯酸和30%氫氧化鈉混合配制成丙烯酸鈉溶液備用；
(2)將玉米淀粉3份與35份水充分混合均勻，加熱至75°C后恒溫糊化1小吋；
(3)停止加熱，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至45°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的空氣；
(4)將配置好的丙烯酸鈉溶液、5份29Γ3%過硫酸銨水溶液和5份環(huán)氧氯乙烷依次加入到反應(yīng)釜中，持續(xù)通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應(yīng)3小時后，降溫至室溫。實施例2
一種抑塵覆蓋劑，主要由以下列重量比的原料組成，其原料組分按重量比(是百分比還是按份？)為小麥淀粉10份、水50份、丙烯酸20份、30%氫氧化鈉40份、1% 5%過硫酸鈉水溶液15份和環(huán)氧氯乙丙烷5份；所述原料經(jīng)過下列反應(yīng)過程，制備出以水為分散體系的漿液，該漿液為白色或淡黃色半透明液體，粘度范圍為lOOcP。反應(yīng)過程為
(1)將20份丙烯酸和30%氫氧化鈉40份混合配制成丙烯酸鈉溶液備用；
(2)小麥淀粉10份與50份水充分混合均勻，加熱至80°C后恒溫糊化1小時；
(3)停止加熱，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至50°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的空氣；
(4)將配置好的丙烯酸鈉溶液、19Γ5%過硫酸鈉水溶液15份和環(huán)氧氯乙丙烷5份加入到反應(yīng)釜中，持續(xù)通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應(yīng)3小時后，降溫至室溫。實施例3
一種抑塵覆蓋劑，主要由以下列重量比的原料組成，其原料組分按重量比為馬鈴薯淀粉6份、水42份、丙烯酸15份、30%氫氧化鈉35份、1% 5%過硫酸鉀水溶液10份和丙三醇3份；所述原料經(jīng)過下列反應(yīng)過程，制備出以水為分散體系的漿液，該漿液為白色或淡黃色半透明液體，粘度范圍為52cP。反應(yīng)過程為
(1)將15份丙烯酸和30%氫氧化鈉35份混合配制成丙烯酸鈉溶液備用；
(2)馬鈴薯淀粉6份與42份水充分混合均勻，加熱至78°C后恒溫糊化1小時；
(3)停止加熱，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至46°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的空氣；
(4)將配置好的丙烯酸鈉溶液、19Γ5%過硫酸鉀水溶液10份和丙三醇3份加入到反應(yīng)釜中，持續(xù)通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應(yīng)3小時后，降溫至室溫。實施例4
一種抑塵覆蓋劑，主要由以下列重量比的原料組成，其原料組分按重量比為紅薯淀粉 8份、水45份、丙烯酸18份、30%氫氧化鈉36份、30%過氧化氫12份和1_3%N，N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液4份；所述原料經(jīng)過下列反應(yīng)過程，制備出以水為分散體系的漿液，該漿液為白色或淡黃色半透明液體，粘度范圍為60cP。反應(yīng)過程為
(1)將18份丙烯酸和30%氫氧化鈉36份混合配制成丙烯酸鈉溶液備用；
(2)紅薯淀粉8份與45份水充分混合均勻，加熱至80°C后恒溫糊化1小時；
(3)停止加熱，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至48°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的空氣；
(4)將配置好的丙烯酸鈉溶液、30%過氧化氫12份和1-3%N，N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液4份加入到反應(yīng)釜中，持續(xù)通入氮氣，緩慢攪拌下恒溫反應(yīng)3小時后，降溫至室溫。實施例5
一種抑塵覆蓋劑，主要由以下列重量比的原料組成，其原料組分按重量比為紅薯淀粉和小麥淀粉混合物8份、水45份、丙烯酸18份、30%氫氧化鈉38份、環(huán)氧氯乙丙烷與 1-3%N, N-亞甲基雙丙烯酰胺混合水溶液4份和19Γ3%亞硫酸鈉與硫酸亞鐵銨混合水溶液 11份；所述原料經(jīng)過下列反應(yīng)過程，制備出以水為分散體系的漿液，該漿液為白色或淡黃色半透明液體，粘度范圍為65cP。反應(yīng)過程為
(1)將18份丙烯酸和30%氫氧化鈉38份混合配制成丙烯酸鈉溶液備用；
(2)紅薯淀粉和小麥淀粉混合物8份與45份水充分混合均勻，加熱至75°C后恒溫糊化 1小時；
(3)停止加熱，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至50°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的空氣；
(4)將配置好的丙烯酸鈉溶液、環(huán)氧氯乙丙烷與1_3%N，N-亞甲基雙丙烯酰胺混合水溶液4份和19Γ3%亞硫酸鈉與硫酸亞鐵銨混合水溶液11份加入到反應(yīng)釜中，持續(xù)通入氮氣， 緩慢攪拌下恒溫反應(yīng)3小時后，降溫至室溫。實施例6
一種抑塵覆蓋劑，主要由以下列重量比的原料組成，其原料組分按重量比為玉米淀粉和馬鈴薯淀粉混合物9份、水40份、丙烯酸16份、30%氫氧化鈉36份、丙三醇與1_3%N，N-亞甲基雙丙烯酰胺混合水溶液4份和19Γ5%高錳酸鉀與19Γ5%硝酸鈰氨混合水溶液10份；所述原料經(jīng)過下列反應(yīng)過程，制備出以水為分散體系的漿液，該漿液為白色或淡黃色半透明液體，粘度范圍為60cP。反應(yīng)過程為
(1)將18份丙烯酸和30%氫氧化鈉38份混合配制成丙烯酸鈉溶液備用；
(2)紅薯淀粉和小麥淀粉混合物8份與45份水充分混合均勻，加熱至78°C后恒溫糊化 1小時；(3)停止加熱，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至48°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的空氣；
(4)將配置好的丙烯酸鈉溶液、環(huán)氧氯乙丙烷與1-3%N，N-亞甲基雙丙烯酰胺混合水溶液4份和19Γ3%亞硫酸鈉與硫酸亞鐵銨混合水溶液11份加入到反應(yīng)釜中，持續(xù)通入氮氣， 緩慢攪拌下恒溫反應(yīng)3小時后，降溫至室溫。
權(quán)利要求
1.一種抑塵覆蓋劑，其特征在干，主要由以下原料組成天然淀粉、水、丙烯酸、30%氫氧化鈉、引發(fā)劑和交聯(lián)劑；所述原料經(jīng)過可控制的反應(yīng)制備出以水為分散體系的漿液，該漿液為白色或淡黃色半透明液體，粘度范圍為7 100cP。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑塵覆蓋劑，其特征在干，所述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(jù)權(quán)利要求1所述的抑塵覆蓋劑，其特征在干，所述交聯(lián)劑為環(huán)氧氯乙烷、環(huán)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ー種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑塵覆蓋劑，其特征在干，所述引發(fā)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、19Γ3%亞硫酸鈉水溶液、19Γ3%硫酸亞鐵銨水溶液、19Γ5%高錳酸鉀水溶液、19Γ5%硝酸鈰氨水溶液和ニ硫化碳中的ー種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑塵覆蓋劑，其特征在干，所述原料組分按重量比為天然淀粉3 10份、水35 50份、丙烯酸10 20份、30%氫氧化鈉30 40份、引發(fā)劑5 15份和交聯(lián)劑廣5份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑塵覆蓋劑，其特征在干，所述可控制的反應(yīng)為采用如下步驟(1)將丙烯酸和30%氫氧化鈉混合配制成丙烯酸鈉溶液備用；(2)將天然淀粉與水充分混合均勻，加熱至75、0°C后恒溫糊化1小時；(3)停止加熱，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至45飛0°C后恒溫，通入氮氣置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的空氣；(4)將配置好的丙烯酸鈉溶液、引發(fā)劑和交聯(lián)劑依次加入到反應(yīng)釜中，持續(xù)通入氮氣， 緩慢攪拌下恒溫反應(yīng)3小時后，降溫至室溫。
全文摘要
一種抑塵覆蓋劑，主要由以下原料組成天然淀粉、水、丙烯酸、30%氫氧化鈉、引發(fā)劑和交聯(lián)劑；所述原料經(jīng)過可控制的反應(yīng)制備出以水為分散體系的漿液，該漿液為白色或淡黃色半透明液體，粘度范圍為7~100cP。
文檔編號C09K3/22GK102559145SQ20111045032
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉思, 廖傳華, 朱躍釗, 楊麗, 王重慶, 陳海軍 申請人:南京工業(yè)大學(xué)