本發(fā)明公開(kāi)了一種快速成膜液體抑塵劑的制備方法，屬于抑塵劑領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國(guó)大部分城市大氣質(zhì)量受燃煤排煙、機(jī)動(dòng)車(chē)排氣和地面揚(yáng)塵三大因素影響。采暖期煤煙和揚(yáng)塵污染占主導(dǎo)地位，非采暖期機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣和揚(yáng)塵污染比重逐漸增大，揚(yáng)塵是導(dǎo)致全年大氣質(zhì)量不佳又難以控制的污染源。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；抑塵劑的方法從誕生之日起就為世界各國(guó)所廣泛采用，取得了良好的效果，在科研和工業(yè)運(yùn)行中被認(rèn)為是解決開(kāi)放性塵源揚(yáng)塵污染的最佳方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)傳統(tǒng)的路面防塵方法是用灑水車(chē)灑水高溫夏季水份蒸發(fā)和滲透很快不能有效防塵，固體抑塵劑抑塵效果差，抑塵周期短，液體抑塵成膜時(shí)間短的問(wèn)題，提供了一種快速成膜液體抑塵劑的制備方法，本發(fā)明從海帶中分別提取得海藻酸鈉和海帶纖維素，先將海帶纖維素接枝丙烯酸和二甲基二烯丙基氯化銨，接枝后復(fù)合海藻酸鈉和聚乙烯醇的反應(yīng)物，復(fù)合后加入表面活性劑即可得到抑塵劑，本發(fā)明制備得到的抑塵劑具有擁有吸水、滲透、粘結(jié)效果，和水混合后噴灑在路面，不僅可以吸收空氣中的水分子，快速在路面形成濕潤(rùn)、不易揮發(fā)的保水膜，達(dá)到抑制粉塵飛揚(yáng)的目的，而且快速形成的連續(xù)完整膜，可抵御風(fēng)力、雨水，可對(duì)路面起到保護(hù)的作用，抑塵劑的原料都綠色易降解，無(wú)二次污染。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）稱取200～300g新鮮的海帶，表面清洗、曬干后放入粉碎機(jī)中粉碎、過(guò)篩，得到120～150目海帶粉末，將海帶粉末按固液比1:3與去離子水混合，攪拌混合后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%鹽酸調(diào)節(jié)混合液pH值為4.5～5.5，調(diào)節(jié)后加入海帶質(zhì)量5～7%蛋白酶，并在45～50℃溫度下酶解1～2h，酶解后用紗布擠壓過(guò)濾，分別酶解液和濾渣，備用；

（2）將上述得到的酶解液用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，調(diào)節(jié)后加入的酶解液體積8～12%濃度為8～10mol/L氯化鈣溶液中進(jìn)行鈣析50～70min，鈣析結(jié)束后過(guò)濾，得過(guò)濾物并放入烘箱中在50～60℃溫度下干燥即可得到海藻酸鈉，備用；

（3）將步驟（1）備用濾渣按固液比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液，在60～70℃下攪拌1～1.5h，攪拌后過(guò)濾得過(guò)濾物并烘干，將烘干后固體按固液比1：2與冰醋酸混合，向混合物中加入總體積30～40%濃度為5～10g/L亞氯酸鈉溶液，攪拌反應(yīng)70～80min，反應(yīng)后加入反應(yīng)物質(zhì)量1～2倍的丙酮進(jìn)行攪拌混合5～10min，混合后浸泡2～3h后抽濾，得濾渣用去離子水清洗2～3次后放入烘箱中烘干，即可得到海帶纖維素；

（4）向500mL的燒瓶中先加入30～50mL丙烯酸、50～80mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%氫氧化鈉溶液和5～7g上述制備的海帶纖維素，放入水浴中升溫至70～90℃，邊攪拌邊向燒瓶中緩慢加入40～50mL去離子水，控制在3～5min內(nèi)加完，加入后混合反應(yīng)40～50min，反應(yīng)結(jié)束后降溫至50～60℃，再向燒瓶中滴加6～10mL丙烯酸、5～7mL二甲基二烯丙基氯化銨和3～5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過(guò)硫酸鉀溶液，繼續(xù)保溫反應(yīng)1.5～2.0h；

（5）上述反應(yīng)結(jié)束后，向燒瓶中加入6～8g步驟（2）備用的海藻酸鈉、15～20g聚乙烯醇、50～60mL去離子水，攪拌混合后加入燒瓶中總質(zhì)量0.8～1.2%N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺，升高溫度至75～85℃下攪拌反應(yīng)3～4h，反應(yīng)結(jié)束后加入60～80mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%十二烷基苯磺酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30～40min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫取出粘稠反應(yīng)物即得抑塵劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：將本發(fā)明制備得到的抑塵劑按體積比1:60～100加自來(lái)水中攪拌溶解，得到液態(tài)抑塵劑，將液態(tài)抑塵劑裝入灑水車(chē)中按1.5～1.8L/m²噴灑于100～120m²需要抑塵路面的表面，成膜時(shí)間為20～50s，噴灑10～20min后即可通行，抑塵劑的使用保水率達(dá)15～35%，用粉塵濃度傳感器每天檢測(cè)平均粉塵濃度，結(jié)果表明使用抑塵劑可達(dá)到90%以上抑塵率，抑塵周期可達(dá)到20天以上。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明制備得到的抑塵劑具有擁有吸水、滲透、粘結(jié)效果；

（2）本發(fā)明制備得到的抑塵劑和水混合后噴灑在路面，可以吸收空氣中的水分子，在路面快速形成濕潤(rùn)、不易揮發(fā)的保水膜，成膜時(shí)間為20～50s，達(dá)到抑制粉塵飛揚(yáng)的目的；

（3）本發(fā)明制備得到的抑塵劑的原料綠色易降解，無(wú)二次污染；

（4）本發(fā)明得到的抑塵劑形成一層連續(xù)完整殼膜，可抵御風(fēng)力、雨水，可對(duì)路面起到保護(hù)的作用。

具體實(shí)施方式

稱取200～300g新鮮的海帶，表面清洗、曬干后放入粉碎機(jī)中粉碎、過(guò)篩，得到120～150目海帶粉末，將海帶粉末按固液比1:3與去離子水混合，攪拌混合后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%鹽酸調(diào)節(jié)混合液pH值為4.5～5.5，調(diào)節(jié)后加入海帶質(zhì)量5～7%蛋白酶，并在45～50℃溫度下酶解1～2h，酶解后用紗布擠壓過(guò)濾，分別酶解液和濾渣，備用；將上述得到的酶解液用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，調(diào)節(jié)后加入的酶解液體積8～12%濃度為8～10mol/L氯化鈣溶液中進(jìn)行鈣析50～70min，鈣析結(jié)束后過(guò)濾，得過(guò)濾物并放入烘箱中在50～60℃溫度下干燥即可得到海藻酸鈉，備用；將備用濾渣按固液比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液，在60～70℃下攪拌1～1.5h，攪拌后過(guò)濾得過(guò)濾物并烘干，將烘干后固體按固液比1：2與冰醋酸混合，向混合物中加入總體積30～40%濃度為5～10g/L亞氯酸鈉溶液，攪拌反應(yīng)70～80min，反應(yīng)后加入反應(yīng)物質(zhì)量1～2倍的丙酮進(jìn)行攪拌混合5～10min，混合后浸泡2～3h后抽濾，得濾渣用去離子水清洗2～3次后放入烘箱中烘干，即可得到海帶纖維素；向500mL的燒瓶中先加入30～50mL丙烯酸、50～80mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%氫氧化鈉溶液和5～7g上述制備的海帶纖維素，放入水浴中升溫至70～90℃，邊攪拌邊向燒瓶中緩慢加入40～50mL去離子水，控制在3～5min內(nèi)加完，加入后混合反應(yīng)40～50min，反應(yīng)結(jié)束后降溫至50～60℃，再向燒瓶中滴加6～10mL丙烯酸、5～7mL二甲基二烯丙基氯化銨和3～5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過(guò)硫酸鉀溶液，繼續(xù)保溫反應(yīng)1.5～2.0h；上述反應(yīng)結(jié)束后，向燒瓶中加入6～8g備用的海藻酸鈉、15～20g聚乙烯醇、50～60mL去離子水，攪拌混合后加入燒瓶中總質(zhì)量0.8～1.2%N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺，升高溫度至75～85℃下攪拌反應(yīng)3～4h，反應(yīng)結(jié)束后加入60～80mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%十二烷基苯磺酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30～40min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫取出粘稠反應(yīng)物即得抑塵劑。

實(shí)例1

稱取200g新鮮的海帶，表面清洗、曬干后放入粉碎機(jī)中粉碎、過(guò)篩，得到120目海帶粉末，將海帶粉末按固液比1:3與去離子水混合，攪拌混合后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%鹽酸調(diào)節(jié)混合液pH值為4.5，調(diào)節(jié)后加入海帶質(zhì)量5%蛋白酶，并在45℃溫度下酶解1h，酶解后用紗布擠壓過(guò)濾，分別酶解液和濾渣，備用；將上述得到的酶解液用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，調(diào)節(jié)后加入的酶解液體積8%濃度為8mol/L氯化鈣溶液中進(jìn)行鈣析50min，鈣析結(jié)束后過(guò)濾，得過(guò)濾物并放入烘箱中在50℃溫度下干燥即可得到海藻酸鈉，備用；將備用濾渣按固液比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液，在60℃下攪拌1h，攪拌后過(guò)濾得過(guò)濾物并烘干，將烘干后固體按固液比1：2與冰醋酸混合，向混合物中加入總體積30%濃度為5g/L亞氯酸鈉溶液，攪拌反應(yīng)70min，反應(yīng)后加入反應(yīng)物質(zhì)量1倍的丙酮進(jìn)行攪拌混合5min，混合后浸泡2h后抽濾，得濾渣用去離子水清洗2次后放入烘箱中烘干，即可得到海帶纖維素；向500mL的燒瓶中先加入30mL丙烯酸、50mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%氫氧化鈉溶液和5g上述制備的海帶纖維素，放入水浴中升溫至70℃，邊攪拌邊向燒瓶中緩慢加入40mL去離子水，控制在3min內(nèi)加完，加入后混合反應(yīng)40min，反應(yīng)結(jié)束后降溫至50℃，再向燒瓶中滴加6mL丙烯酸、5mL二甲基二烯丙基氯化銨和3mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過(guò)硫酸鉀溶液，繼續(xù)保溫反應(yīng)1.5h；上述反應(yīng)結(jié)束后，向燒瓶中加入6g備用的海藻酸鈉、15g聚乙烯醇、50mL去離子水，攪拌混合后加入燒瓶中總質(zhì)量0.8%N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺，升高溫度至75℃下攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后加入60mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%十二烷基苯磺酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫取出粘稠反應(yīng)物即得抑塵劑。

將本發(fā)明制備得到的抑塵劑按體積比1:60加自來(lái)水中攪拌溶解，得到液態(tài)抑塵劑，將液態(tài)抑塵劑裝入灑水車(chē)中按1.5L/m²噴灑于100m²需要抑塵路面的表面，成膜時(shí)間為20s，噴灑10min后即可通行，抑塵劑的使用保水率達(dá)15%，用粉塵濃度傳感器每天檢測(cè)平均粉塵濃度，結(jié)果表明使用抑塵劑可達(dá)到92%抑塵率，抑塵周期可達(dá)到22天。

實(shí)例2

稱取250g新鮮的海帶，表面清洗、曬干后放入粉碎機(jī)中粉碎、過(guò)篩，得到135目海帶粉末，將海帶粉末按固液比1:3與去離子水混合，攪拌混合后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%鹽酸調(diào)節(jié)混合液pH值為5.0，調(diào)節(jié)后加入海帶質(zhì)量6%蛋白酶，并在47℃溫度下酶解1.5h，酶解后用紗布擠壓過(guò)濾，分別酶解液和濾渣，備用；將上述得到的酶解液用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，調(diào)節(jié)后加入的酶解液體積10%濃度為9mol/L氯化鈣溶液中進(jìn)行鈣析60min，鈣析結(jié)束后過(guò)濾，得過(guò)濾物并放入烘箱中在55℃溫度下干燥即可得到海藻酸鈉，備用；將備用濾渣按固液比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液，在65℃下攪拌1.2h，攪拌后過(guò)濾得過(guò)濾物并烘干，將烘干后固體按固液比1：2與冰醋酸混合，向混合物中加入總體積35%濃度為8g/L亞氯酸鈉溶液，攪拌反應(yīng)75min，反應(yīng)后加入反應(yīng)物質(zhì)量1.5倍的丙酮進(jìn)行攪拌混合8min，混合后浸泡2.5h后抽濾，得濾渣用去離子水清洗2次后放入烘箱中烘干，即可得到海帶纖維素；向500mL的燒瓶中先加入40mL丙烯酸、65mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%氫氧化鈉溶液和6g上述制備的海帶纖維素，放入水浴中升溫至80℃，邊攪拌邊向燒瓶中緩慢加入45mL去離子水，控制在4min內(nèi)加完，加入后混合反應(yīng)45min，反應(yīng)結(jié)束后降溫至55℃，再向燒瓶中滴加8mL丙烯酸、6mL二甲基二烯丙基氯化銨和4mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過(guò)硫酸鉀溶液，繼續(xù)保溫反應(yīng)1.7h；上述反應(yīng)結(jié)束后，向燒瓶中加入7g備用的海藻酸鈉、17g聚乙烯醇、55mL去離子水，攪拌混合后加入燒瓶中總質(zhì)量1.0%N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺，升高溫度至80℃下攪拌反應(yīng)3.5h，反應(yīng)結(jié)束后加入70mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%十二烷基苯磺酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)35min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫取出粘稠反應(yīng)物即得抑塵劑。

將本發(fā)明制備得到的抑塵劑按體積比1:80加自來(lái)水中攪拌溶解，得到液態(tài)抑塵劑，將液態(tài)抑塵劑裝入灑水車(chē)中按1.7L/m²噴灑于110m²需要抑塵路面的表面，成膜時(shí)間為30s，噴灑15min后即可通行，抑塵劑的使用保水率達(dá)25%，用粉塵濃度傳感器每天檢測(cè)平均粉塵濃度，結(jié)果表明使用抑塵劑可達(dá)到94%抑塵率，抑塵周期可達(dá)到25天。

實(shí)例3

稱取300g新鮮的海帶，表面清洗、曬干后放入粉碎機(jī)中粉碎、過(guò)篩，得到150目海帶粉末，將海帶粉末按固液比1:3與去離子水混合，攪拌混合后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%鹽酸調(diào)節(jié)混合液pH值為5.5，調(diào)節(jié)后加入海帶質(zhì)量7%蛋白酶，并在50℃溫度下酶解2h，酶解后用紗布擠壓過(guò)濾，分別酶解液和濾渣，備用；將上述得到的酶解液用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，調(diào)節(jié)后加入的酶解液體積12%濃度為10mol/L氯化鈣溶液中進(jìn)行鈣析70min，鈣析結(jié)束后過(guò)濾，得過(guò)濾物并放入烘箱中在60℃溫度下干燥即可得到海藻酸鈉，備用；將備用濾渣按固液比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液，在70℃下攪拌1.5h，攪拌后過(guò)濾得過(guò)濾物并烘干，將烘干后固體按固液比1：2與冰醋酸混合，向混合物中加入總體積40%濃度為10g/L亞氯酸鈉溶液，攪拌反應(yīng)80min，反應(yīng)后加入反應(yīng)物質(zhì)量2倍的丙酮進(jìn)行攪拌混合10min，混合后浸泡3h后抽濾，得濾渣用去離子水清洗3次后放入烘箱中烘干，即可得到海帶纖維素；向500mL的燒瓶中先加入50mL丙烯酸、80mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%氫氧化鈉溶液和7g上述制備的海帶纖維素，放入水浴中升溫至90℃，邊攪拌邊向燒瓶中緩慢加入50mL去離子水，控制在5min內(nèi)加完，加入后混合反應(yīng)50min，反應(yīng)結(jié)束后降溫至60℃，再向燒瓶中滴加10mL丙烯酸、7mL二甲基二烯丙基氯化銨和5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過(guò)硫酸鉀溶液，繼續(xù)保溫反應(yīng)2.0h；上述反應(yīng)結(jié)束后，向燒瓶中加入8g備用的海藻酸鈉、20g聚乙烯醇、60mL去離子水，攪拌混合后加入燒瓶中總質(zhì)量1.2%N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺，升高溫度至85℃下攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后加入80mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%十二烷基苯磺酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)40min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫取出粘稠反應(yīng)物即得抑塵劑。

將本發(fā)明制備得到的抑塵劑按體積比1:100加自來(lái)水中攪拌溶解，得到液態(tài)抑塵劑，將液態(tài)抑塵劑裝入灑水車(chē)中按1.8L/m²噴灑于120m²需要抑塵路面的表面，成膜時(shí)間為,50s，噴灑20min后即可通行，抑塵劑的使用保水率達(dá)35%，用粉塵濃度傳感器每天檢測(cè)平均粉塵濃度，結(jié)果表明使用抑塵劑可達(dá)到95%抑塵率，抑塵周期可達(dá)到28天。