專利名稱：一種揚塵抑制劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種環境保護和工程施工領域的揚塵抑制劑。
背景技術：
工程施工現場難以避免產生浮土和灰塵，由于風力、車輛通行等因素，周邊揚塵污 染較為嚴重，危害居民及工人身體健康，影響施工區周邊動植物生長，破壞生態平衡，造成 極壞的社會影響，給國家和企業造成極大的經濟損失。通過查閱各類道路施工的環評報告 和環保竣工驗收報告得知，道路施工現場的揚塵污染較為嚴重，其中混凝土攪拌、路基平整 場地外IOOm處的總懸浮顆粒物(英文縮寫TSP，又稱總懸浮微粒，指用標準大容量顆粒采集 器在濾膜上收集到的顆粒物的總質量)含量遠超過環境空氣質量標準(GB3095-1996) 二級 標準。在空氣的TSP中，揚塵的貢獻率已達到或超過50%，揚塵顆粒物粒徑較小，極易起 動飛揚，一旦受到外力作用就可再次進入空氣，極難治理。研究發現，揚塵包含了分散度不 同的一系列顆粒物，其中PM10，即可吸入顆粒物，粒徑10 μ m，對揚塵的貢獻率最高。可 吸入顆粒物極易使工人產生塵肺病，據衛生部2010年4月通報，2009年共報告塵肺病新病 例14，495例，死亡病例748例，塵肺病例數占職業病報告總例數的79. 96%，塵肺病發病工 齡縮短，群發性塵肺病時有發生，塵肺病仍是我國最嚴重的職業病，危害問題日益突出，已 引起政府部門的高度重視。目前在城市和工程建設現場道路主要采用灑水抑塵的傳統方式，研究發現采用純 水作為路面的抑塵劑時，路面的微細塵粒往往不能被水潤濕，因而抑塵效果不佳，如對2 μ m 揚塵的捕獲率僅為 左右，因此常規的灑水法難以奏效，水分只是潤濕揚塵的表 面，不能滲透到揚塵內部，導致了水分蒸發快，灑水頻率高，造成大量水資源的浪費和人工 及設備費用增加。因此國內外部分學者都不斷地開發各類抑塵劑來控制道路揚塵污染。國外從20世紀20年代就開始了抑塵劑的研究，目前，美、日、俄及歐洲等國和地區 對抑塵劑的研究已取得了豐厚成果，在化學抑塵劑領域已經處于世界先進水平，申請了大 量的專利。國內近幾年內也開展了相關研究，取得了眾多成果，常見的抑塵劑有濕潤劑、固 體/液體吸濕劑、粘塵劑、以及復合型抑塵劑幾種。但各類抑塵劑都存在一定的缺陷，如以 原油、廢油等廢料做成的粘塵劑，雖然粘結效果好，初期效果明顯，但是隨著新灰塵的積累 和代入，效果就立即下降，無法從根本上抑制揚塵的泛起；同樣以鹵化物、無機鹽為基料的 濕潤劑，雖然其吸水性能良好，但是其粘結性能差，容易被車輛和風力帶出路面，從而失效， 抑塵時間短，效果欠佳；其次以超強吸水性能的高分子有機物為代表的吸濕劑，其與濕潤劑 一樣，粘結性能差，效果有限。現在市面上較常見的復合型抑塵劑的主要組分為壬基酚聚氧乙烯醚，乙二醇，甘 油等，其抑塵原理主要是運用甘油等大分子有機物的濕潤和絮凝作用，而這些復合型抑塵 劑都存在著“無法有效抑塵”的缺點，即處理效果無法持續很長時間，過10-15天之后灰塵 就又會“死灰復燃”。其原因主要是因為抑塵劑缺乏強有力的粘結劑把顆粒之間緊密結合在一起，以及抑塵劑的滲透性能較差，通常小于0. 5cm，無法有效的抑制較深處的灰塵。
發明內容
為了解決以上問題，本發明提供一種作用持續時間長、減少二次揚塵、反應速度 快、耐高溫的揚塵抑制劑。本發明采用如下技術方案一種揚塵抑制劑，包括1-10質量份的羧甲基纖維素 鈉、10-40質量份的十二烷基苯磺酸鈉和40-140質量份的高吸水樹脂。作為本發明的一種改進，揚塵抑制劑包括2質量份的羧甲基纖維素鈉、40質量份 的十二烷基苯磺酸鈉和40質量份的高吸水樹脂。作為本發明的一種改進，揚塵抑制劑包括1質量份的羧甲基纖維素鈉、10質量份 的十二烷基苯磺酸鈉和50質量份的高吸水樹脂。本發明利用吸濕、保水、粘結和助滲的原理，有效提高了揚塵抑制效果，具有作用 持續時間長、減少二次揚塵、反應速度快、耐高溫、綠色環保的優點。本發明的揚塵抑制劑中含有高吸水樹脂(SAP)，它具有很強的吸水性能，能夠吸收 比自身重量多幾十倍的水分，可以有效地吸收路面周邊空氣中的水分，保持路面的濕度，增 加粉塵顆粒的單重和路面揚塵的沉降速率，減少和抑制揚塵。此外，高吸水樹脂(SAP)還具 有很強的保水性能，能夠保存其吸收的水分，一旦水分被其吸收，就很難失去，保水效果明 顯。強大的吸水、保水性能可以保證其在白天盡量減少其水分的流逝；晚間氣溫降低時吸收 空氣中的水分，及時補充白天蒸發的水分，從而增強抑塵的時效性。試驗證明，在使用本發 明的揚塵抑制劑噴灑過后，30天內仍然能夠保持50%以上的濕度，可在較長時間里使周圍 300m范圍的空氣質量保持在環境空氣質量標準(GB3095-1996)三級標準內。本發明的抑制劑中含有的羧甲基纖維素鈉(CMC)和十二烷基苯磺酸鈉(LAQ具有 較強的粘結功能，其能降低水的表面張力，促進細小揚塵顆粒的粘結，形成較大的顆粒，并 具有一定固結強度，從而減少粉塵的揚起率和提高地面(土質或水泥質)的抗輾壓性，抑制 揚塵的再起，減少噴灑時的二次揚塵。其良好的粘結作用可以促進高吸水樹脂與揚塵之間 的結合，避免車輛活動和風力等外部干擾因素對高吸水樹脂的影響，增強揚塵的抗風性能。 本發明能夠促進抑塵劑，使揚塵內部與外部相互融合，提高了抑塵劑的作用范圍，增強了其 抑塵功能。由于羧甲基纖維素鈉的添加，使得本抑沉劑具有較好的入滲性能，沿灰塵層深度 方向滲透速率在0. 5mm/s左右。目前市面上的抑塵劑基本都無入滲效果，容易使得抑制效 果不完全，只能處理表面一層的塵土，為下層塵土提供了保護傘，當抑塵劑干化后，下層未 被抑塵劑滲透過的塵土又會隨著風飄灑起來，使得“死灰復燃”。而本專利產品的優勢在于 能夠下滲塵土超過1厘米，這也基本超過在建筑工地上塵土的最大厚度，所以能夠做到一 次性抑塵效果遠遠好于其他抑塵劑。由于十二烷基苯磺酸鈉的加入，使得該抑塵劑具有很強的表面活性，結合性更好， 使得反應速度加快。試驗測得，其噴灑后半小時內的處理粉塵的去處率為90%以上，比市面 上其他復合抑塵劑效果好。噴灑抑塵劑后的塵土在60°C恒溫下的水分蒸發量< 1. 25g/(m. s)，抑塵效果能夠 保持4h以上且不被蒸干，有利于提高高溫季節的抑塵效果。
此外，該抑塵劑所用原料組分及其溶液無毒副作用和腐蝕作用，為生態環保材料， 同時由于該抑塵劑效果好，所需濃度很低，而且抑塵劑本身固定在揚塵顆粒中，不會滲透及 流失，一段時間后能自行降解，無二次污染，因此應用本發明的抑塵劑更有利于環保。本發明只需與水混合噴灑，無需特殊輔助工具，操作簡單，實用性強，除用于施工 路面揚塵控制外，還可用于城市道路、建筑場地、廣場建設以及料場等抑塵，不受場地和地 點限制。本發明的應用試驗表明，噴灑一次用量為0. 124L/m2抑塵劑后(僅是最佳施用量 的一半)，抑塵有效時間為7天以上，空氣質量全部達到環境空氣質量標準(GB3095-1996) 三類標準，大大減少日常水力噴灑頻率，降低了現場的人力、物力和財力消耗，節約了成本。 按照試驗場地的抑塵規模(約5000平方米沙石路面的試驗場地)計算，該產品的使用可以 為該試驗場地每年節約水資源1. 5萬立方米左右，約4. 5萬人民幣，扣除現有的藥劑和水溶 劑消耗，每年可以節約4萬人民幣左右。
圖1為本發明抑塵劑的使用流程示意圖。圖中，第一步到工地現場進行勘測，取 1平米的揚塵3袋，測出其質量，取平均值，估測得到單位面積的揚塵質量A千克，并向施工 單位詢問數據，估計一下施工的總體面積B平方米，并記錄在3小時內的車流量情況。第二步通過估算出來的沙量以及車流量情況，結合灑水車的容積V立方米，計算 出每次應該使用高吸水樹脂(SAP)，羧甲基纖維素鈉(CMC)，十二烷基苯磺酸鈉(LAQ的量 千克數分別為5V，0. 01V,0. IV。其用量還應根據現場車流量的情況進行微調。第三步計算出各種藥劑的用量之后，緩慢向灑水車中投加藥劑，并邊用消毒過的 塑料棒攪拌，加藥的順序為先加高吸水樹脂，再加十二烷基苯磺酸鈉，最后加羧甲基纖維素 鈉。也可用事先配置好的抑塵劑固體成品直接帶到現場添加。第四步投加藥并攪拌均勻后，將灑水車靜置15min，隨后將灑水車開啟，根據其 容積計算出每次噴灑的范圍為1000V/A，并按照約20m/s的速度在噴灑范圍內來回行駛，以 達到噴灑均勻的效果。
具體實施例方式為合理的測定其最佳配比，采取了正交試驗的方案，即試驗配方滿足以下要求 (1)每一列中，不同的數字出現的次數相等。例如在兩水平正交表中，任何一列都有數碼 “1”與“2”，且任何一列中它們出現的次數是相等的；如在三水平正交表中，任何一列都有 “1”、“2”、“3”，且在任一列的出現數均相等。(2)任意兩列中數字的排列方式齊全而且均衡。 例如在兩水平正交表中，任何兩列(同一橫行內)有序對子共有4種(1，1)、(1,2)、(2，1)、 (2,2)0每種對數出現次數相等。在三水平情況下，任何兩列(同一橫行內)有序對共有9 種，1. 1,1. 2,1. 3,2. 1,2. 2,2. 3,3. 1,3. 2,3. 3，且每對出現數也均相等。在實驗室中測其抑 塵效果。試驗步驟簡述如下1.稱取藥品，并按正交配比配制溶液，具體配比如下表。其中CMC為羧甲基纖維素 鈉，LAS為十二烷基苯磺酸鈉，SAP為高吸水樹脂。試驗中采用的高吸水樹脂為南京東正化 輕有限公司生產，其成分為高吸水性聚丙烯酸鈉。
權利要求
1.一種揚塵抑制劑，其特征在于，包括1-10質量份的羧甲基纖維素鈉、10-40質量份的 十二烷基苯磺酸鈉和40-140質量份的高吸水樹脂。
2.根據權利要求1所述的一種揚塵抑制劑，其特征在于，包括2質量份的羧甲基纖維素 鈉、40質量份的十二烷基苯磺酸鈉和40質量份的高吸水樹脂。
3.根據權利要求1所述的一種揚塵抑制劑，其特征在于，包括1質量份的羧甲基纖維素 鈉、10質量份的十二烷基苯磺酸鈉和50質量份的高吸水樹脂。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種揚塵抑制劑，其特征在于，所述的高吸水樹脂為高 吸水性聚丙烯酸鈉。
全文摘要
一種揚塵抑制劑，包括1-10質量份的羧甲基纖維素鈉、10-40質量份的十二烷基苯磺酸鈉和40-140質量份的高吸水樹脂。本發明具有作用持續時間長、減少二次揚塵、反應速度快、耐高溫的優點。
文檔編號C09K3/22GK102086376SQ201110044849
公開日2011年6月8日 申請日期2011年2月24日 優先權日2011年2月24日
發明者丁彩良, 傅大放, 張雪, 李洪濤, 陳思達 申請人:東南大學