[发明专利]一种高性能环保固尘剂及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202010315497.1 申请日: 2020-04-21
公开(公告)号: CN111471433B 公开(公告)日: 2022-05-20
发明(设计)人: 张凤祥;黄宇;李旅;李永鹏 申请(专利权)人: 大连理工大学;北京中惠蓝天环境科技有限公司
主分类号: C09K3/22 分类号: C09K3/22;C07D303/36;C07D301/00;C07D405/06;C07D405/14;C07F7/18;C08B15/06;C08G77/26
代理公司: 大连理工大学专利中心 21200 代理人: 李晓亮;潘迅
地址: 124221 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 性能 环保 固尘剂 及其 制备 方法
【说明书】:

一种高性能环保固尘剂及其制备方法,固尘剂由水溶性高分子聚合物和吸湿保湿剂混配而成,质量百分比分别为30‑90%、10‑70%,其中,水溶性高分子聚合物为可溶性阴离子聚合物、可溶性中性聚合物及可溶性阳离子聚合物的复配物,吸湿保湿剂为无机盐与阳离子化聚倍半硅氧烷的复配物。将各物质按照一定质量百分数进行混合并搅拌均匀,既得到固尘剂成品。本发明制备方法简单,聚合物‑聚合物、聚合物‑聚倍半硅氧烷间均存在明显的“静电交联”作用,能够提高固尘剂的耐久性;聚合物上丰富的亲水官能团能够提高固尘剂在水中的分散及吸湿效果;笼状的季铵化聚倍半硅氧烷材料能够提高固尘剂的保湿能力,延长其抑尘时间。

技术领域

本发明属于粉状物料扬尘污染的防治领域,具体涉及一种高强度高保湿性复合型固尘剂及其制备方法。

背景技术

随着工业技术的不断发展,粉状物料扬尘如施工物料场、煤炭粉尘及道路扬沙等也不断增加。为防止颗粒物污染对于空气质量和生产安全的影响,人们迫切需要有效的抑尘方法来降低粉状物料扬尘的危害。目前,抑尘的主要方法有洒水和使用化学固尘剂等。其中,洒水的主要目的是通过水来润湿并粘结细小的干燥粉尘,使其不能在外力作用下飞扬。然而粉状物料与水之间的结合力有限,且水分子在空气中易于蒸发,这种方法将急剧增大水资源的消耗,且作用时间有限。在此基础上,科研工作者们进行了大量的研究工作,推出了不同类型的固尘剂,通过在粉状物料表面喷洒化学固尘剂与粉状物料结合形成覆盖层,从而减少扬尘污染的发生。

目前固尘剂的工作原理主要是通过无机盐、表面活性剂或水溶性高分子材料润湿、凝并及固结粉状物料形成覆盖层以达到抑尘的目的,覆盖层的强度和保水能力强弱将直接影响固尘剂的耐久效果。CN201510098555.9、CN201710524316.4等专利采用氯化钙溶液为主要成分,通过无机盐辅助粉尘吸收大气中水分,从而使细小的颗粒物凝聚成粒径较大的颗粒物形成覆盖层。CN201710112006.1、CN201310310226.7等专利使用表面活性剂作为主要成分,基于表面活性剂亲水亲油的特性使其包裹水分子形成内部亲水、外部亲油的结构,通过亲油基团与粉尘间的范德华力增大固尘剂对粉状物料的吸附能力,并使得粉尘颗粒得到充分湿润,从而达到抑尘效果。然而,传统的无机盐或小分子表面活性剂其耐久性较差,所形成的覆盖层易在外力作用下发生开裂或流失现象。与之相比,亲水高分子材料的引入将有利于提高所形成的薄膜强度及吸湿保湿效果(如CN200810212291.5、CN200910080877.7、CN201210047537.4等),但依然存在脆性大、强度不够的缺点。

本发明在总结现有技术的基础上,提供一种高强度高保湿性复合型固尘剂及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有化学粘结剂技术存在的缺陷,提供一种高强度高保湿性的复合型固尘剂。本发明的固尘剂是一种集吸湿、粘结、保湿等功能于一体的抑尘产品,其由无机盐作为吸湿材料,通过高分子聚合物中阴离子(羧基)与高分子聚合物和聚倍半硅氧烷中阳离子间的静电作用力增大覆盖层的成膜强度和粘结性,通过静电交联的方式将多个粉尘质点连接在一起形成一层高粘结强度的网状高分子覆盖层,通过高分子聚合物中的大量离子基或羟基、脂肪醚等亲水基团及笼状的季铵化聚倍半硅氧烷材料增强覆盖层的保湿性能。所有固尘剂的原材料均可自然降解。

为了达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:

一种复合型固尘剂,由下述质量百分比的组分混配而成:

水溶性高分子聚合物30-90%;

吸湿保湿剂10-70%。

所述的水溶性高分子聚合物为可溶性阴离子聚合物、可溶性中性聚合物及可溶性阳离子聚合物的复配物,且可溶性阳离子聚合物、可溶性中性聚合物及可溶性阴离子聚合物在固尘剂中的质量百分比分别为0.5~10%、10~50%与10~40%。其中,所述的可溶性阴离子聚合物为羧甲基纤维素及其钠盐;所述的可溶性中性聚合物为羟丙基甲基纤维素、羟丙基淀粉或羟乙基纤维素;所述的可溶性阳离子聚合物为阳离子化的纤维素衍生物,其具体结构式为:

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