本發(fā)明涉及一種抑塵劑，特別是一種高分子抑塵劑。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，粉塵污染已成為導(dǎo)致大氣質(zhì)量不佳又難以控制的主要污染物。揚(yáng)塵造成的污染容易引發(fā)生態(tài)平衡的破壞，影響周邊人群的身心健康和生命安全，引發(fā)民事糾紛，縮短作業(yè)機(jī)器的服務(wù)壽命，制約地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等，因此，粉塵防治的重要性越來(lái)越突出。我國(guó)對(duì)固定工業(yè)污染源，特別是能源燃燒和生產(chǎn)工藝過(guò)程中排放顆粒物的研究有較長(zhǎng)的歷史，并有一套較完整的測(cè)試、治理、管理方法。然而，對(duì)開(kāi)放性塵源，如建筑工地、易揚(yáng)塵物料堆、道路、裸露地面、沙化地區(qū)等的揚(yáng)塵污染和控制尚無(wú)系統(tǒng)的研究，使得揚(yáng)塵對(duì)大氣中可吸入顆粒物(PM)污染的貢獻(xiàn)越來(lái)越顯著。特別是，隨著近年來(lái)城市建設(shè)速度不斷加快，開(kāi)工建設(shè)的工程項(xiàng)目不斷增加，舊城拆遷改造、地鐵工程建設(shè)、建筑工地施工和道路施工等引發(fā)的揚(yáng)塵污染問(wèn)題也日益突出，揚(yáng)塵污染防治形勢(shì)嚴(yán)峻。

國(guó)內(nèi)外一般對(duì)開(kāi)放性塵源的防治對(duì)策主要有灑水抑塵、苫蓋抑塵、設(shè)置擋風(fēng)抑塵墻抑塵、建造封閉式結(jié)構(gòu)、化學(xué)抑塵、沙化地區(qū)采用草方格等。灑水抑塵不僅造成大量水資源的浪費(fèi)，而且由于我國(guó)北方地區(qū)夏季氣溫高，蒸發(fā)快(一般噴灑一次只能保持10min左右)，而冬季氣溫低，易結(jié)冰，因此，其實(shí)際應(yīng)用受到很大限制；散料的苫蓋編織布強(qiáng)度低、光滑、重量輕、易兜風(fēng)，使用壽命短，成本高，不僅造成了資源的浪費(fèi)，而且苫蓋和拆剁的工序麻煩，不利于作業(yè)的提速增效；擋風(fēng)抑塵墻和建造封閉式結(jié)構(gòu)抑塵一次性投資巨大，且不能捕捉漂浮在空氣中的粉塵，對(duì)于不斷有新的粉塵產(chǎn)生的作業(yè)區(qū)，其抑塵能力有限；化學(xué)抑塵劑具有良好的效果，但是現(xiàn)有的化學(xué)抑塵劑在抵御風(fēng)蝕能力和抗壓強(qiáng)度均較弱，導(dǎo)致其在開(kāi)放性塵源防治過(guò)程中極易損耗，無(wú)法持久發(fā)揮抑塵作用。

現(xiàn)有專利，如申請(qǐng)?zhí)朇N201010135471.5，發(fā)明名稱：一種高分子環(huán)保固沙抑塵劑，該專利的高分子抑塵劑僅具有吸濕保水性能，但沒(méi)有對(duì)其抗風(fēng)蝕性能進(jìn)行改善；申請(qǐng)?zhí)?01410319119.5，發(fā)明名稱：自交聯(lián)高分子抑塵劑及其制備方法，該專利也僅對(duì)其耐候性、耐水性、耐酸堿性，耐腐蝕性進(jìn)行了改善，同時(shí)，該專利所表述的抑塵劑的作用原理為交聯(lián)固化成膜，難以消散，對(duì)環(huán)境極易造成二次污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種針對(duì)開(kāi)放性塵源防治，可廣泛應(yīng)用與煤炭及各類金屬、非金屬礦區(qū)，礦物粉渣堆料場(chǎng)，煤炭及礦粉運(yùn)輸，礦物土方儲(chǔ)存卸載場(chǎng)，建筑物拆除、在建道路沿線，火電廠，水泥廠，鋼鐵廠，冶金廠，粉塵車間，人工沙灘和沙漠化地區(qū)等場(chǎng)所，具有良好抵御風(fēng)蝕能力和抗壓強(qiáng)度，能夠持久發(fā)揮抑塵功效，避免大量資源（如煤粉）浪費(fèi)，環(huán)境友好且無(wú)負(fù)擔(dān)的高分子抑塵劑。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一種高分子抑塵劑，包括聚合物分子（C₁₈H₂₉O₃S）_m-(C₃H₅)_n-(C₃H₄N)_z，m≥10，n≥15，z≥5，所述聚合物分子具有空間三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的一種高分子抑塵劑，所述聚合物分子與（C₁₈H₂₉O₃S）_m-(C₃H₅)_n，m≥8，n≥3，(C₃H₅)_m-(C₃H₄N)_n，m≥12，n≥7，（C₁₈H₂₉O₃S）_m- (C₃H₄N)_n，m≥9，n≥4，相互交聯(lián)，通過(guò)分子間氫鍵相連。

由于采用了上述技術(shù)方案，抑塵效果好，常溫下具有良好的凝并性，保濕性和水穩(wěn)性，殘留率較低，對(duì)環(huán)境友好，避免造成二次污染，在防治實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，高分子抑塵劑的粘度為9.8mPa·s，處于交適宜的水平，若粘度較大，會(huì)使粉塵結(jié)殼，但如粘度太低，凝并效果并不好，同時(shí)其表面張力較同類產(chǎn)品低。本發(fā)明的一種高分子抑塵劑具有良好的潤(rùn)濕性，使得高分子抑塵劑具有良好的滲透性，從而滲透時(shí)間低，能夠迅速的發(fā)揮抑塵作用，有效地抑制開(kāi)源性揚(yáng)塵，減少環(huán)境污染。

本發(fā)明的一種高分子抑塵劑，所述有機(jī)抑塵劑以十二烷基苯磺酸鈉，丙三醇和丙烯酰胺為前驅(qū)物，經(jīng)催化縮合反應(yīng)制得，所述十二烷基苯磺酸鈉，丙三醇和丙烯酰胺的質(zhì)量比為3：15：8。

由于采用了上述技術(shù)方案，前驅(qū)物的比例為最佳值，反應(yīng)制得的聚合物分子聚合度能夠滿足抑塵需求，具有上述良好的抑塵性能。

本發(fā)明的一種高分子抑塵劑，所述催化縮合反應(yīng)經(jīng)過(guò)兩步催化，所述催化劑為過(guò)硫酸銨和過(guò)硫酸鉀的混合水溶液。

由于采用了上述技術(shù)方案，經(jīng)過(guò)兩步催化，先將反應(yīng)體系活化后，再對(duì)反應(yīng)過(guò)程活化，催化效率較高，能夠保證前驅(qū)物之間的良好反應(yīng)，減少副反應(yīng)及副產(chǎn)物，保證反應(yīng)產(chǎn)生的高分子聚合物具有上述的良好的抑塵性能，提高反應(yīng)的產(chǎn)率及效率。

本發(fā)明的一種高分子抑塵劑，所述兩步催化包括以下步驟，加入適量水于反應(yīng)釜中，加入1%的過(guò)硫酸銨水溶液和1%的過(guò)硫酸鉀水溶液，攪拌加熱，升溫至60~80℃，向反應(yīng)釜中加入十二烷基苯磺酸鈉，恒溫?cái)嚢?0~45min；加入丙三醇和op-10，恒溫?cái)嚢?0~45min；加入濃度為10%的丙烯酰胺水溶液，再次加入1%的過(guò)硫酸銨水溶液和1%的過(guò)硫酸鉀水溶液，恒溫反應(yīng)1~3h，加入水玻璃，攪拌30~45min，混合均勻后停止攪拌后，自然冷卻。

由于采用了上述技術(shù)方案，反應(yīng)制備工藝不復(fù)雜，設(shè)備要求低，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的制備方法得到高效的產(chǎn)品，減小生產(chǎn)成本，適宜大批量的生產(chǎn)制備，

本發(fā)明的一種高分子抑塵劑，所述十二烷基苯磺酸鈉，op-10，過(guò)硫酸銨，過(guò)硫酸鉀，水玻璃和水的質(zhì)量比為3：40：0.4：0.6：4：30。

由于采用了上述技術(shù)方案，上述比例為最佳值。

本發(fā)明的一種高分子抑塵劑，所述前驅(qū)物十二烷基苯磺酸鈉，丙三醇和丙烯酰胺分別經(jīng)過(guò)微波預(yù)處理，所述微波預(yù)處理包括以下步驟，將前驅(qū)物十二烷基苯磺酸鈉，丙三醇和丙烯酰胺分別置于氮?dú)獗Ｗo(hù)下，微波輸出功率800W，頻率2450MHz，處理25min。

由于采用了上述技術(shù)方案，經(jīng)過(guò)微波前處理的前驅(qū)物反應(yīng)活性大大增強(qiáng)，降低分子的活化能和化學(xué)鍵強(qiáng)度，降低十二烷基苯磺酸鈉和丙三醇，丙烯酰胺和丙三醇的反應(yīng)能量，減小副反應(yīng)，配合催化劑，最終十二烷基苯磺酸鈉形成多種摻雜形態(tài)，產(chǎn)物高分子鏈上正電荷分布不均勻，形成眾多的極化子，使得高分子對(duì)粉塵的吸附作用增強(qiáng)。

本發(fā)明的一種高分子抑塵劑，所述催化縮合反應(yīng)后得到的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)等離子后處理，所述等離子后處理在低溫氮?dú)庀逻M(jìn)行。

由于采用了上述技術(shù)方案，經(jīng)過(guò)等離子攻擊（C₁₈H₂₉O₃S）_m-(C₃H₅)_n-(C₃H₄N)_z表面，粒子交錯(cuò)成波浪式堆疊在（C₁₈H₂₉O₃S）_m-(C₃H₅)_n-(C₃H₄N)_z表面形成層狀組織，該層狀組織呈扁平薄片狀，粒子不可避免的存在于孔隙或空洞中，從而使粒子收縮而產(chǎn)生微觀收縮力，形成鈍化層，從而增加其抗風(fēng)蝕性能。

本發(fā)明的一種高分子抑塵劑，所述等離子后處理包括以下步驟，將產(chǎn)物置于在氣壓600~700Pa，氮?dú)馀c氫氣的體積比為2：1，在氮?dú)饬魉贋?0~40L/h，溫度-20~-10℃的條件下，電壓為550~650V，脈沖間隔600μs，處理45~50min。

由于采用了上述技術(shù)方案，等離子速?gòu)?qiáng)度較大，撞擊時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)聚合物高分子的性能改變較大，影響抑塵劑的抑塵效果，造成分子間氫鍵斷裂，聚合物分子脆化，最終失去抑塵效果；上述條件為最佳，能夠增加聚合物分子的抗風(fēng)蝕性能，但對(duì)其抑塵效果的影響較小。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、針對(duì)開(kāi)放性塵源防治，可廣泛應(yīng)用與煤炭及各類金屬，非金屬礦區(qū)，礦物粉渣堆料場(chǎng)，煤炭及礦粉運(yùn)輸，礦物土方儲(chǔ)存卸載場(chǎng)，建筑物拆除、在建道路沿線，火電廠，水泥廠，鋼鐵廠，冶金廠，粉塵車間，人工沙灘和沙漠化地區(qū)等場(chǎng)所，具有良好抵御風(fēng)蝕能力和抗壓強(qiáng)度，能夠持久發(fā)揮抑塵劑功效，避免大量浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境友好無(wú)負(fù)擔(dān)。

2、常溫下具有良好的凝并性，保濕性和水穩(wěn)性，殘留率較低，對(duì)環(huán)境友好，避免造成二次污染，在防治實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，高分子抑塵劑的粘度為9.8mPa·s，處于交適宜的水平，若粘度較大，會(huì)使粉塵結(jié)殼，但粘度太低，凝并效果并不好好，同時(shí)其表面張力較同類產(chǎn)品低，具有良好的潤(rùn)濕性，使得高分子抑塵劑具有良好的滲透性，滲透時(shí)間降低，能夠迅速的發(fā)揮抑塵作用，有效的抑塵開(kāi)源性揚(yáng)塵，減少環(huán)境污染。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。

為了使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

加入適量水于反應(yīng)釜中，加入1%的過(guò)硫酸銨水溶液和1%的過(guò)硫酸鉀水溶液，攪拌加熱，升溫至60~80℃，向反應(yīng)釜中加入十二烷基苯磺酸鈉，恒溫?cái)嚢?0~45min；加入丙三醇和op-10，恒溫?cái)嚢?0~45min；加入濃度為10%的丙烯酰胺水溶液，再次加入1%的過(guò)硫酸銨水溶液和1%的過(guò)硫酸鉀水溶液，恒溫反應(yīng)1~3h，加入水玻璃，攪拌30~45min，混合均勻后停止攪拌后，自然冷卻。得到的抑制劑編號(hào)為A

十二烷基苯磺酸鈉，丙三醇，丙烯酰胺，op-10，過(guò)硫酸銨，過(guò)硫酸鉀，水玻璃和水的質(zhì)量比為3：15：8：40：0.4：0.6：4：30。

實(shí)施例2

將前驅(qū)物十二烷基苯磺酸鈉，丙三醇和丙烯酰胺分別置于氮?dú)獗Ｗo(hù)下，微波輸出功率800W，頻率2450MHz，處理25min，加入適量水于反應(yīng)釜中，加入1%的過(guò)硫酸銨水溶液和1%的過(guò)硫酸鉀水溶液，攪拌加熱，升溫至60~80℃，向反應(yīng)釜中加入經(jīng)過(guò)微波處理的十二烷基苯磺酸鈉，恒溫?cái)嚢?0~45min；加入經(jīng)過(guò)微波處理的丙三醇和op-10，恒溫?cái)嚢?0~45min；將經(jīng)過(guò)微波處理的丙烯酰胺配置成濃度為10%的水溶液，加入丙烯酰胺水溶液，再次加入1%的過(guò)硫酸銨水溶液和1%的過(guò)硫酸鉀水溶液，恒溫反應(yīng)1~3h，加入水玻璃，攪拌30~45min，混合均勻后停止攪拌后，自然冷卻。將產(chǎn)物置于在氣壓600~700Pa，氮?dú)馀c氫氣的體積比為2：1，在氮?dú)饬魉贋?0~40L/h，溫度-20~-10℃的條件下，電壓為550~650V，脈沖間隔600μs，處理45~50min。得到的抑制劑編號(hào)為B。

十二烷基苯磺酸鈉，丙三醇，丙烯酰胺，op-10，過(guò)硫酸銨，過(guò)硫酸鉀，水玻璃和水的質(zhì)量比為3：15：8：40：0.4：0.6：4：30。

實(shí)施例3

將本發(fā)明制備的高分子抑制劑A和B進(jìn)行抗風(fēng)蝕性能風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，和抗壓能力實(shí)驗(yàn)，并與市售無(wú)機(jī)抑塵劑，市售有機(jī)抑塵劑和市售混合型抑塵劑進(jìn)行對(duì)比。

抗風(fēng)蝕性能實(shí)驗(yàn)：在尺寸為31cm×21cm×4cm鐵盤(pán)模型內(nèi)，裝滿沙丘沙并將之?dāng)偲?，用噴槍?%的不同種抑制劑均勻地噴灑在沙盤(pán)上，自然風(fēng)干后，將模型固沙試樣置于實(shí)驗(yàn)段，并使之分別與風(fēng)洞底部相平和與底部成30°角2中方式放置，在7，15，20m/s的凈風(fēng)和飽和風(fēng)沙流狀態(tài)下進(jìn)行吹蝕實(shí)驗(yàn)。

抗壓能力實(shí)驗(yàn)：將摻有10%抑塵劑的沙料做成7.07cm×7.07cm×7.07cm立方體，放在室內(nèi)一定時(shí)間自然風(fēng)干，然后將試塊防盜壓力機(jī)上測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。