专利名称：一种泡沫粘尘剂及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于不同场合的爆破拆除的粘尘剂，特别是城市控制爆破中使用的粘尘剂及其制备方法和应用。
背景技术：
随着社会的进步和城市建设的发展，我国城市旧建筑拆除量逐年增加，爆破拆除在城市发展中的使用越来越多。但爆破拆除所诱发的飞石、振动、噪声、爆风和扬尘这五大公害使许多人谈“爆”色变。爆破拆除时的扬尘直观可视，在这五大公害中人们对爆破拆除的扬尘深恶痛绝。为减少爆破拆除时的扬尘，近年来，人们想了许多办法，收到了一些成效。但由于人们对粉尘的治理等缺乏系统研究，使爆破拆除的粉尘治理工作一直在方法粗放、手段单一的低水平上徘徊，也难免出现投入大、收效差的结果。为此，有必要采用一种科学、方便、初始投入低的降尘方法来治理建筑物爆破拆除的粉尘问题。
爆破扬尘产生的原因是炸药爆炸，炮孔周围介质被炸碎产生粉尘；爆破时的气流把爆炸新产生的粉尘、混凝土在断裂破坏过程中产生的粉尘和早已沉积在建筑物上的粉尘吹起扩散；建(构)筑物触地时产生的冲击作用引起地面尘土和多年沉积附着在旧建筑物上的灰尘飞扬。目前，国内外的建筑爆破拆除粉尘治理措施的关键几乎都是洒水抑尘爆破前，预先清理残渣积土、淋湿地面、预湿墙体、层面敷水袋、楼面蓄水、建筑外设压力喷水系统、搭设防尘排栅、直升飞机投水弹等。虽然这些措施效果也比较明显。但爆破拆除粉尘治理工作仍存在以下问题(1)对爆破拆除粉尘治理的基础工作缺乏研究。这些工作涉及对爆破拆除介质的认识，爆破拆除粉尘的特性等多方面。
(2)现有治理措施的研究深度不够。以现在广泛采用的洒水抑尘法为例大家都知洒水能抑尘，但对洒水抑尘机理，被爆体的吸水特性，被爆体的含水量与产尘量的关系等一无所知。
(3)治理措施单一。在粉尘治理中，各单位所用的降尘措施，万变不离其宗，几乎是逢爆(拆)必水，而无其它配套措施。
当前，在空气净化领域，防尘与除尘理论和技术比较完善。在工程领域，化学抑尘技术被认为是近40年来比较新颖和有效的粉尘治理方法之一，其实质是运用化学改性技术加速粉尘的凝并、固结，从而加速粉尘沉降，减少甚至消除粉尘飞扬的机会。该方法自出现以来一直得到不断的创新与发展。国内外学者对化学湿润剂抑尘机理都进行了广泛的研究，取得了显著的进展，不少成果还申请了专利。20世纪90年代以来，有关化学抑尘剂的研究成果不断出现，呈增长趋势，涉及的领域也不断深入和拓宽。
鉴于对爆破拆除中的粉尘产生特点的研究，本发明在引入化学抑尘措施的基础上，利用化学方法制备抑尘效果更佳的泡沫粘尘剂，必将丰富爆破拆除降尘手段，使爆破拆除化学抑尘措施更加完善，爆破拆除粉尘治理效果更显著。
发明内容
本发明的目的在于提供一种泡沫粘尘剂，利用化学手段使其产生的泡沫能够丰富、持久，以充分接触并捕捉粉尘，有效降低建筑物爆破中的粉尘污染。
本发明的技术方案为提供一种泡沫粘尘剂，它由以下重量百分比的原料制备发泡剂10～40％、稳泡润湿剂4～25％，余量为水。
所述泡沫粘尘剂优选由以下重量百分比的原料制备发泡剂15～30％、稳泡润湿剂5～15％、余量为水。
所述发泡剂选自脂肪酸钠、脂肪醇硫酸钠、脂肪酰胺琥珀酸单脂二钠盐、咪唑啉或甜菜碱中的一种或两种以上混合物。
所述稳泡润湿剂选自聚乙烯醇、甲基纤维素、羟丙基纤维素、尿素、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、磺原胶、甘露糖醛酸、2-羟丙基丁醚、乙二醇、月桂醇、二乙二醇二甲醚、仲一十七烷基硫酸钠或水溶性偏磷酸铵盐中的一种或两种以上混合物。
所述水为去离子水。
本发明还提供一种所述泡沫粘尘剂的制备方法，包括以下步骤1)将所述稳泡润湿剂原料总量的50～100％溶于所述水原料总量的9～50％的水中，在50～70℃下制备水溶胶备用；2)将所述重量百分比的发泡剂溶于所述水原料总量中剩余的水，并加入步骤1)制备的水溶胶，在50～70℃下混合均匀；再加入剩余量的所述稳泡润湿剂原料，混合均匀。
本发明还提供一种所述泡沫粘尘剂在建筑物爆破降尘中的应用。
所述应用是将本发明泡沫粘尘剂与水混合后，在-10℃～35℃的环境温度下，于爆破前30分钟在待爆破建筑物周围尽可能制造泡沫。其中，泡沫粘尘剂与水混合的重量比是泡沫粘尘剂∶水为3～10∶97～90；制造泡沫可以通过人工或常规的发泡设备，如搅拌器材、空压机、输气管、发泡器等制造。
一般对于高于6层的高层建筑，泡沫粘尘剂(重量)用量的计算方法是m(a+b×2)/n；对于其他较低建筑，用量约等于m(c+b×2)/n。其中，a为爆破楼每层的总体积，b为楼房坍塌场地面积，c为被爆破楼房的总体积，0.03≤m≤0.1，500≤n≤1500。
利用本发明泡沫粘尘剂产生的泡沫的庞大的总体积和总面积，能够增加泡沫液和尘粒的接触面和附着力，增加粉尘和捕尘泡沫接触的机会，对粉尘源进行覆盖，隔断粉尘的传播和扩散通道，从而能够达到显著降尘的目的。本发明泡沫粘尘剂的主要成分及其复配产物无毒，易溶于水，容易获得且相对廉价、经济。其产生的泡沫具有低密度、大表面积、稳定等特点。
与现有技术相比，本发明的泡沫粘尘剂具有以下优点1.本发明产生的泡沫的毒性等指标均满足国家环保要求，可以实现无毒、无害，也不会对环境造成第二次环境污染。经2006年09月30日国家洗涤用品质量监督检验中心(太原)T06029检验报告确认本发明产品的表面活性剂生物降解度为93％；经2006年09月10日江苏省疾病预防控制中心急性经口毒性实验检验报告(毒)20060398确认本发明产品经口半数致死量(LD50)值均大于5000mg/kg，属于实际无毒级。
2.用本发明的泡沫粘尘剂可在短时间内制造出总体积达几万甚至十几万立方米的大量泡沫。
3.本发明泡沫粘尘剂制造的泡沫持续时间长。从大量泡沫形成到泡沫完全消失的时间可以超过6至10个小时。
4.本发明的泡沫粘尘剂可以实现大量泡沫堆积高度超高。现有技术中泡沫的堆积高度一般不超过半米，且多为液泡共存物。本发明制造的大量泡沫可将泡沫高度堆高至4～10米。
效果实验实验1.
为了验证本发明泡沫粘尘剂的发泡效果，我们进行了如下实验我们在实验室中(实验时室温24℃，空气相对湿度60％)，配制出三种试剂不同浓度的溶液，在带有刻度的量杯中用搅动法使其产生泡沫，搅动时间均为10分钟，记下其发泡情况，其结果见表1。表中实施例1制备的泡沫粘尘剂简称为试剂1，实施例2制备的泡沫粘尘剂简称为试剂2，市场购得的YEGZ3型高倍泡沫灭火剂简称为试剂3。
表1.发泡高度比较实验
由表1可知，本发明实施例1和2的泡沫粘尘剂发泡高度显著优于常规的发泡试剂。此外，通过观察其泡沫持续时间，发现试剂1的泡沫完全消失时间为6.5小时；试剂2的泡沫完全消失时间为5小时40分钟；试剂3的泡沫完全消失时间为55分钟。上述结果充分体现出本发明的泡沫粘尘剂在发泡规格和泡沫持续时间等各方面都具有显著优势，因此本发明的泡沫粘尘剂能够实现发泡丰富、泡沫持久的发明目的。
实验2.
为了进一步确定本发明泡沫粘尘剂的降尘效果，我们在实验室中(实验时室温24℃，空气相对湿度60％)设计了如附图1所示的实验装置。
测定方法是在发尘装置2内装入爆破现场收集到的积尘，在发尘的同时，开动风机1将这些尘吹出，不经过处理，或经过注入泡沫或洒水处理点3的处理，在采样点4布置采样器，测量在相同的发尘量情况下，采用实施例1泡沫降尘、洒水降尘和不采取任何措施三种情况下，采样点的降尘量，然后进行比较。此项试验共进行了4次，实验结果见表2。
表2.降尘效果测定值
从表2的实验结果可以看出，本发明泡沫粘尘剂的降尘效率明显高于洒水降尘。洒水降尘的效率不超过60％，而本发明泡沫粘尘剂的效率均为83％以上。由此结果，可以体现本发明泡沫粘尘剂的良好降尘效果，能够达到本发明的有效降低建筑物爆破中粉尘污染的目的。
图1是本发明泡沫粘尘剂降尘效果实验装置示意图。
具体实施例方式
以下通过实施例对本发明技术方案作具体描述，但本发明并不限于以下的描述内容。
实施例1.制备实施例a)将200g的去离子水打入1#反应釜中，加温至60℃后启动搅拌器，将20g磺原胶、30g甘露糖醛酸缓慢施加到反应釜中，加完后，继续搅拌1小时，待水溶胶溶匀后可停止搅拌，制得水溶胶待用。
b)在2#反应釜中加入800g去离子水，将300g甜菜碱发泡剂投入到反应釜中，启动搅拌器，同时将步骤a)配好的水溶胶施加到2#反应釜中，待搅拌均匀后，按次序分别投入15g尿素、20g水溶性偏磷酸铵，打开蒸气阀，加温至60℃，即制得本发明泡沫粘尘剂的原液。
使用时，可将上述泡沫粘尘剂的原液与水按照5％的原液，95％水的比例进行充分的搅拌混合，制成泡沫粘尘剂与水的混合液，此时水温应不低于-4℃。
实施例2.制备实施例a)将100g的去离子水打入1#反应釜中，加温至70℃后启动搅拌器，将10g月桂醇、40g二乙二醇二甲醚缓慢施加到反应釜中，加完后，继续搅拌1小时，待水溶胶溶匀后可停止搅拌，制得水溶胶待用。
b)在2#反应釜中加入900g去离子水，将200g脂肪醇硫酸钠发泡剂投入到反应釜中，启动搅拌器，同时将步骤a)配好的水溶胶施加到2#反应釜中，待搅拌均匀后，即制得本发明泡沫粘尘剂的原液。
使用时，可将上述泡沫粘尘剂的原液与水按照5％的原液，95％水的比例进行充分的搅拌混合，制成泡沫粘尘剂与水的混合液，此时水温应不低于-4℃。
实施例3.制备实施例a)将200g的去离子水打入1#反应釜中，加温至60℃后启动搅拌器，将25g磺原胶、25g甘露糖醛酸缓慢施加到反应釜中，加完后，继续搅拌1小时，待水溶胶溶匀后可停止搅拌，制得水溶胶待用。
b)在2#反应釜中加入900g去离子水，将250g咪唑啉发泡剂投入到反应釜中，启动搅拌器，同时将步骤a)配好的水溶胶施加到2#反应釜中，待搅拌均匀后，按次序分别投入15g甘露糖醛酸、25g尿素，打开蒸气阀，加温至50℃，即制得本发明泡沫粘尘剂的原液。
使用时，可将上述泡沫粘尘剂的原液与水按照5％的原液，95％水的比例进行充分的搅拌混合，制成泡沫粘尘剂与水的混合液，此时水温应不低于-10℃。
实施例4.制备实施例a)将200g的去离子水打入1#反应釜中，加温至60℃后启动搅拌器，将20g聚乙烯醇、30g十二烷基苯磺酸钠缓慢施加到反应釜中，加完后，继续搅拌1小时，待水溶胶溶匀后可停止搅拌，制得水溶胶待用。
b)在2#反应釜中加入800g去离子水，将150g甜菜碱100g脂肪酸钠投入到反应釜中，启动搅拌器，同时将步骤a)配好的水溶胶施加到2#反应釜中，待搅拌均匀后，按次序分别投入30g尿素、20g水溶性偏磷酸铵，打开蒸气阀，加温至60℃，即制得本发明泡沫粘尘剂的原液。
使用时，可将上述泡沫粘尘剂的原液与水按照5％的原液，95％水的比例进行充分的搅拌混合，制成泡沫粘尘剂与水的混合液，此时水温应不低于-4℃。
实施例5.制备实施例a)将500g的去离子水打入1#反应釜中，加温至60℃后启动搅拌器，将100g甲基纤维素、150g羟丙基纤维素缓慢施加到反应釜中，加完后，继续搅拌1小时，待水溶胶溶匀后可停止搅拌，制得水溶胶待用。
b)在2#反应釜中加入500g去离子水，将100g脂肪醇硫酸钠和100g脂肪酰胺琥珀酸单脂二钠盐投入到反应釜中，启动搅拌器，同时将步骤a)配好的水溶胶施加到2#反应釜中，待搅拌均匀后，按次序分别投入100g尿素、50g水溶性偏磷酸铵，打开蒸气阀，加温至60℃，即制得本发明泡沫粘尘剂的原液。
使用时，可将上述泡沫粘尘剂的原液与水按照5％的原液，95％水的比例进行充分的搅拌混合，制成泡沫粘尘剂与水的混合液，此时水温应不低于-4℃。
权利要求
1.一种泡沫粘尘剂，其特征在于它由以下重量百分比的原料制备发泡剂10～40％、稳泡润湿剂4～25％，余量为水。
2.权利要求1所述的泡沫粘尘剂，其特征在于它由以下重量百分比的原料制备发泡剂15～30％、稳泡润湿剂5～15％、余量为水。
3.权利要求1或2所述的任意泡沫粘尘剂，其特征在于所述发泡剂选自脂肪酸钠、脂肪醇硫酸钠、脂肪酰胺琥珀酸单脂二钠盐、咪唑啉或甜菜碱中的一种或两种以上混合物。
4.权利要求1所述的泡沫粘尘剂，其特征在于所述稳泡润湿剂选自聚乙烯醇、甲基纤维素、羟丙基纤维素、尿素、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、磺原胶、甘露糖醛酸、2-羟丙基丁醚、乙二醇、月桂醇、二乙二醇二甲醚、仲一十七烷基硫酸钠或水溶性偏磷酸铵盐中的一种或两种以上混合物。
5.权利要求1所述的泡沫粘尘剂，其特征在于所述水为去离子水。
6.一种权利要求1所述泡沫粘尘剂的制备方法，包括以下步骤1)将所述稳泡润湿剂原料总量的50～100％溶于所述水原料总量的9～50％的水中，在50～70℃下制备水溶胶备用；2)将所述重量百分比的发泡剂溶于所述水原料总量中剩余的水，并加入步骤1)制备的水溶胶，在50～70℃下混合均匀；再加入剩余量的所述稳泡润湿剂原料，混合均匀。
7.一种权利要求1所述泡沫粘尘剂在建筑物爆破降尘中的应用。
8.权利要求7所述的泡沫粘尘剂在建筑物爆破降尘中的应用，其特征在于将所述泡沫粘尘剂与水混合后，在-10℃～35℃的环境温度下，于爆破前30分钟在待爆破建筑物周围尽可能制造泡沫。
9.权利要求8所述的泡沫粘尘剂在建筑物爆破降尘中的应用，其特征在于所述泡沫粘尘剂与水混合的重量比是泡沫粘尘剂∶水为3～10∶97～90。
全文摘要
本发明提供一种泡沫粘尘剂，由以下重量百分比的原料制备发泡剂10～40％、稳泡润湿剂4～25％，余量为水。本发明的泡沫粘尘剂的主要成分及其复配产物无毒，易溶于水，容易获得且相对廉价、经济，其产生的泡沫具有低密度、大表面积、稳定等特点，能够显著降低粉尘和噪音污染。本发明还提供所述泡沫粘尘剂的制备方法和在建筑物爆破中的应用。
文档编号C09K3/22GK101067076SQ20071012306
公开日2007年11月7日 申请日期2007年6月28日 优先权日2007年6月28日
发明者潘德顺, 郑炳旭, 马天元, 李战军 申请人:潘德顺, 郑炳旭