本發(fā)明涉及環(huán)保抑塵領(lǐng)域，特別是指一種道路抑塵劑及其制備和施工方法。
背景技術(shù)：
伴隨著工業(yè)發(fā)展，大氣污染日益成為整個社會不可避免且必須直面的環(huán)境問題。其中，可吸入顆粒物更是直接危害人們身體健康的嚴(yán)重污染物?？晌腩w粒物最多的來源是煤炭燃燒和汽車尾氣排放，其中，汽車作為普遍的交通工具，其產(chǎn)生的污染物不僅有尾氣排放的碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等，還有汽車行駛過程中帶入的揚塵及輪胎與路面摩擦產(chǎn)生的碳屑。
目前，針對道路抑塵方面，降低道路揚塵及可吸入顆粒物的措施主要是灑水治理，此法優(yōu)點是簡單易行，缺點是降塵保持時間短，耗水量大，據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)汽運碎石路面濕度達到8％～9％時，粉塵濃度可達到2mg/m3，而耗水量達1.5～2L/㎡，灑水一次有效時間僅為10～15分鐘，現(xiàn)場要達此要求難度很大。而且大多數(shù)情況下，當(dāng)水分蒸發(fā)后，微塵含量會劇增600％，加大了降塵難度，同時也增加了水土流失的速度。冬季上凍季節(jié)，無法灑淡水，只能改灑鹽水，這無形中增加了成本和汽車輪胎的腐蝕。因此，實驗證明，路面灑水是成本效益最差的降塵途徑之一。
大部分道路抑塵專利都是針對各種礦山路治理，只有專利CN 104073222 A公布了一種治理近地表氣體中可吸入顆粒物的道路抑塵劑及制備方法，該專利是應(yīng)用醋酸鈣鎂鹽水溶液于道路抑塵劑中。但其保濕吸濕時間短，持續(xù)應(yīng)用時間不明顯，且使用分步施工，步驟繁瑣。其他專利，例如CN 102660227 A、CN 103305188 A、CN 103965834 A等，配方中都使用羧甲基纖維素類成膜物質(zhì)，該物質(zhì)在實際道路應(yīng)用中會增加滑性，減小道路阻力，屬于道路安全隱患；例如CN 105018032 A、CN 103242805 A等，配方中使用瀝青或其它基礎(chǔ)油，會在應(yīng)用過程中產(chǎn)生毒性物質(zhì)，二次污染嚴(yán)重。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種環(huán)境友好、具有持續(xù)抑塵保濕功效，同時不影響交通安全、有效減少可吸入顆粒物的道路抑塵劑及其制備和施工方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：
一方面，提供一種道路抑塵劑，由以下重量百分比組分組成：可分散乳膠粉0.1-2％、乳液0.1-10％、吸濕保濕劑0.2-5％、吸附劑0.01-0.5％、防凍劑2-10％、潤濕劑0.1-0.2％、填料1-25％、余量為水。
進一步的，所述的道路抑塵劑，由以下重量百分比組分組成：可分散乳膠粉0.1-1％、乳液0.1-5％、吸濕保濕劑0.2-2％、吸附劑0.01-0.2％、防凍劑3-8％、潤濕劑0.1-0.15％、填料2-20％、余量為水。
進一步的，所述可分散乳膠粉為苯乙烯與丁二烯共聚膠粉和/或丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉，所選可分散乳膠粉中含有碳鏈及苯環(huán)結(jié)構(gòu)，可以形成空間位阻，利于功能基團與其他組分之間形成氫鍵，取得更優(yōu)的抑塵效果。
進一步的，所述吸附劑為甲殼素和/或殼聚糖，溶解后的溶液中含有氨基(NH2+)，這些氨基通過結(jié)合負(fù)電子來抑制細菌，具有顯著的抑菌效果；且甲殼素、殼聚糖分子可以有效絡(luò)合吸附重金屬離子，從而減少空氣中重金屬含量，降低污染。
進一步的，所述填料為碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、硅藻土中的一種或多種，填料可以與粘附在路面上的酸性氣溶膠反應(yīng)，能夠除去更多的有害物質(zhì)，同時將車輪與路面之間的摩擦力減小到合理的安全范圍(例如保證車輛剎車的制動性能和安全的剎車距離)。
進一步的，所述乳液為氟碳乳液、苯丙乳液、純丙乳液、硅丙乳液、EVA乳液中的一種或多種。
進一步的，所述吸濕保濕劑為聚丙烯酸型高吸水樹脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇4000、聚乙二醇200、聚乙二醇400、果糖中的一種或多種。
進一步的，所述防凍劑為丙二醇、丙三醇、二丙二醇丁醚、氯化鈣中的一種或多種。
進一步的，所述潤濕劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚丙烯酸鈉、含氟表面活性劑中的一種或多種。
另一方面，本發(fā)明還提供上述道路抑塵劑的制備方法，包括：
步驟1：將吸濕保濕劑與水充分混合，攪拌靜置，使得吸濕保濕劑完全溶脹或溶解，制成吸濕保濕混合水溶液；
步驟2：再向步驟1中的吸濕保濕混合水溶液中加入吸附劑、防凍劑、潤濕劑，攪拌混合均勻；
步驟3：最后向步驟2中的混合液中加入乳液和可再分散膠粉，攪拌均勻即得道路抑塵劑。
再一方面，本發(fā)明還提供上述道路抑塵劑的施工方法，所述施工方法為用抑塵車或灑水車按1.5-2kg/m2將抑塵劑噴灑于道路上。
本發(fā)明具有以下有益效果：
上述方案中，道路抑塵劑配方組分中所用可分散乳膠粉、乳液、吸濕保濕劑均為合成聚合物，大分子聚合物為穩(wěn)定、無毒物質(zhì)，乳液作成膜物質(zhì)，在實際應(yīng)用中起到凝固近地表顆粒作用；由于可分散乳膠粉結(jié)構(gòu)中含有碳鏈及苯環(huán)結(jié)構(gòu)，可以形成空間位阻，使結(jié)構(gòu)上的功能基團與乳液、含有大量-COOH或-OH的吸濕保濕劑之間形成氫鍵，使混合溶劑保持穩(wěn)定均勻狀態(tài)，使其具有優(yōu)異的吸水保水效果；添加天然甲殼素、殼聚糖作為吸附劑，溶解后的溶液中含有氨基(NH2+)，這些氨基通過結(jié)合負(fù)電子來抑制細菌，具有顯著的抑菌效果；且甲殼素、殼聚糖分子可以有效絡(luò)合吸附重金屬離子，從而減少空氣中重金屬含量，降低污染；選用碳酸鈣、氧化鈣、硅藻土等填料，可以與粘附在路面上的酸性氣溶膠反應(yīng)，能夠除去更多的有害物質(zhì)，同時將車輪與路面之間的摩擦力減小到合理的安全范圍(例如保證車輛剎車的制動性能和安全的剎車距離)；防凍劑，不含毒性物質(zhì)，不會對地下水及動植物產(chǎn)生危害；
本發(fā)明在減少車輪與路面之間摩擦力的過程中，有效地減少了車輪與地面之間由于劇烈摩擦產(chǎn)生較多的炭黑，從而使得本發(fā)明對近地表的可吸入顆粒物完成了進一步的治理；且各組分為聚合物和無毒環(huán)保天然材料，施用后可自動調(diào)節(jié)近地表濕度，能夠自動吸收空氣中的水份，將其儲存起來；空氣中的水份減少、濕度下降時，能夠?qū)Υ嬖诔⒓毧字械乃葆尫懦鰜?；能夠有效降低道路上可吸入顆粒物及氮氧化物、硫化物等有害物質(zhì)；具有環(huán)境好、吸濕保濕性強、對車輛和路面的腐蝕性弱、不會造成道路安全隱患的特點。
具體實施方式
為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合具體實施例進行詳細描述。
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中保濕吸濕時間短、持續(xù)應(yīng)用時間不明顯、存在安全隱患、并且不環(huán)保的問題，提供一種道路抑塵劑及其制備和施工方法。
實施例1
道路抑塵劑由以下重量百分比組分組成：0.1％苯乙烯與丁二烯共聚膠粉、10％EVA乳液、5.0％聚丙烯酰胺、0.01％殼聚糖、5％氯化鈣、0.1％含氟表面活性劑、10％碳酸鈣、余量為水。
制備方法包括：
步驟1：將5.0％的聚丙烯酰胺與水充分混合，攪拌5分鐘，使得聚丙烯酰胺完全溶解，制成聚丙烯酰胺水溶液；
步驟2：向步驟1所制備的水溶液中加入0.01％殼聚糖、5％氯化鈣、0.1％含氟表面活性劑、10％碳酸鈣，攪拌混合均勻；
步驟3：向步驟2所得混合液中加入0.1％苯乙烯與丁二烯共聚膠粉、10％的EVA乳液，攪拌均勻即得道路抑塵劑。
實施例2
道路抑塵劑由以下重量百分比組分組成：2％丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、0.5％氟碳乳液、1.0％聚丙烯酸鈉型高吸水樹脂、0.1％殼聚糖、0.1％甲殼素、8％丙二醇、0.1％十二烷基磺酸鈉、20％硅藻土、余量為水。
制備方法包括：
步驟1：將1.0％的聚丙烯酸鈉型高吸水樹脂與水充分混合，攪拌10min，使得聚丙烯酸型高吸水樹脂充分溶脹，制成吸水樹脂水溶液；
步驟2：向步驟1所制備的水溶液中加入0.1％殼聚糖、0.1％甲殼素、8％丙二醇、0.1％十二烷基磺酸鈉、20％硅藻土攪拌混合均勻；
步驟3：向步驟2所得混合液中加入2％丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、0.5％的氟碳乳液攪拌均勻，即得道路抑塵劑。
實施例3
道路抑塵劑由以下重量百分比組分組成：0.5％苯乙烯與丁二烯共聚膠粉、0.5％丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、2％氟碳乳液、3％苯丙乳液、1.0％的聚乙二醇4000、1.0％聚乙二醇200、0.1％殼聚糖、5％丙三醇、0.1％聚氧乙烯烷基酚醚、0.05％聚氧乙烯脂肪醇醚、5％碳酸鈣、余量為水。
制備方法包括：
步驟1：將1.0％的聚乙二醇4000和1.0％聚乙二醇200與水充分混合，攪拌8min，使其完全溶解，制成混合水溶液；
步驟2：向步驟1所制備的水溶液中加入0.1％殼聚糖、5％丙三醇、0.1％聚氧乙烯烷基酚醚、0.05％聚氧乙烯脂肪醇醚、5％碳酸鈣攪拌混合均勻；
步驟3：向步驟2所制備的混合液中加入0.5％苯乙烯與丁二烯共聚膠粉、0.5％丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、2％氟碳乳液、3％苯丙乳液攪拌均勻，即得道路抑塵劑。
實施例4
道路抑塵劑由以下重量百分比組分組成：0.5％苯乙烯與丁二烯共聚膠粉、0.3％丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、5％硅丙乳液、1.0％果糖、0.5％聚乙烯醇400、0.1％殼聚糖、5％二丙二醇丁醚、2％氯化鈣、0.15％聚氧乙烯烷基酚醚、15％氧化鈣、余量為水。
制備方法包括：
步驟1：將1.0％果糖、0.5％聚乙烯醇400與水充分混合，攪拌10min，使其充分溶解，制成混合水溶液；
步驟2：向步驟1所制備的水溶液中加入0.1％殼聚糖、5％二丙二醇丁醚、2％氯化鈣、0.15％聚氧乙烯烷基酚醚、15％氧化鈣攪拌混合均勻；
步驟3：向步驟3制備的混合液中加入0.5％苯乙烯與丁二烯共聚膠粉、0.3％丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、5％硅丙乳液攪拌即得道路抑塵劑。
實施例5
道路抑塵劑由以下重量百分比組分組成：0.3％丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、1.0％純丙乳液、0.1％氟碳乳液、2.0％聚乙二醇400、0.1％聚丙烯酰胺、0.2％甲殼素、8％丙三醇、1％二丙二醇丁醚、0.15％聚氧乙烯脂肪醇醚、0.1％含氟表面活性劑、15％碳酸鈣、3％硅藻土，余量為水。
制備方法包括：
步驟1：將2.0％聚乙二醇400、0.1％聚丙烯酰胺與水充分混合均勻，制備得到混合水溶液；
步驟2：向步驟1所得水溶液中加入0.2％甲殼素、8％丙三醇、1％二丙二醇丁醚、0.15％聚氧乙烯脂肪醇醚、0.1％含氟表面活性劑、15％碳酸鈣、3％硅藻土攪拌均勻；
步驟3：向步驟2所制備的混合液中加入0.3％丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、1.0％純丙乳液、0.1％氟碳乳液攪拌均勻，即得道路抑塵劑。
由于篇幅所限，為了進一步說明本發(fā)明的有益效果，僅以實施例3為例，構(gòu)建相關(guān)對比例。
對比例1
可分散乳膠粉采用醋酸乙烯酯與乙烯共聚膠粉，其他組分均與實施例3相同。
制備方法同上。
對比例2
可分散乳膠粉采用醋酸乙烯酯與高級脂肪酸乙烯酯共聚膠粉，其他組分均與實施例3相同。
制備方法同上。
對比例3
不含可分散乳膠粉，其他組分均與實施例3相同。
制備方法同上。
測定實施例1-5級對比例1-3所制備的道路抑塵劑的性能指標(biāo)見表1。
表1
從表1中可以看出，實施例1-5與對比例1-3相比，抑塵劑生態(tài)環(huán)保，無毒無害，無腐蝕性，防塵效果顯著。將本發(fā)明制備的道路抑塵劑噴灑于市政道路或未鋪裝道路的表面，由于具有優(yōu)良的保濕吸濕效能，能將近地表已有的可吸入顆粒物吸附并完成抑塵處理，同時可以吸附車輛行駛過程中帶入和產(chǎn)生的可吸入顆粒物、氮氧化物、硫氧化物等污染物，避免可吸入顆粒物的擴散，減少了二次污染。因此本發(fā)明的道路抑塵劑既有較大的經(jīng)濟利益也有巨大的環(huán)境保護的社會效益。
本發(fā)明還提供道路抑塵劑的施工方法，施工方法為用抑塵車或灑水車按1.5-2kg/m2將抑塵劑噴灑于道路上。
以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。