本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种防雨抑尘剂及其制备方法。
背景技术：
随着我国工业化程度不断加快和城市规模不断扩大，煤场堆放、煤炭燃烧、矿物加工、建设施工和机动车尾气所引起的环境污染问题日益严重。其中，扬尘污染是环境污染中尤为严重的一种，也是导致雾霾天气频发的最主要诱因。扬尘漂浮在空气中，很容易被人体吸收，直接危害着人类的身体健康，因此扬尘污染治理工程势在必行，且任务紧迫。
近年来，化学抑尘剂从扬尘的特性和起尘机理出发，从根本上克服扬尘轻、小、电性等易于飞扬的特性；且具有润湿、粘结、凝并以及吸湿保水等优良的性能，因此，在扬尘污染控制方面得到广泛重视，成为研究的热点。
现有的抑尘剂虽然具有很好的抑尘效果，但是存在易遭受风雨的冲刷，需要频繁喷淋抑尘剂的缺陷。针对该缺陷，有研究通过对现有的抑尘剂进行改进得到抗雨水冲刷的抑尘剂，例如中国的专利文献cn109321207a公开的一种防雨防开裂型抑尘剂，该抑尘剂由以下原料组成:完全醇解的高聚合度聚乙烯醇、凝胶剂、无机填料、植物纤维、发泡剂、颜料和水。其中，所述完全醇解的高聚合度聚乙烯醇为聚乙烯醇2399或者聚乙烯醇2099；所述发泡剂为松香皂、松香热聚物或蛋白活性发泡剂；所述凝胶剂为硼砂或硼酸。
上述文献中公开的抑尘剂虽然具有防雨、防开裂的效果，但是该抑尘剂在使用时需要用发泡机边发泡边喷涂一定的厚度，且只有发泡后干燥的涂层才具有弹性，能够达到防止抑尘剂开裂的效果；这就导致该抑尘剂不仅成膜速度慢，抑尘效果差。
技术实现要素：
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中防雨水冲刷的抑尘剂存在成膜速度慢，抑尘效果差的缺陷，从而提供一种防雨抑尘剂及其制备方法。
为此，本发明提供如下技术方案：
一种防雨抑尘剂，包括如下重量份的原料：水溶性高分子聚合物0.2-8份；有机膨润土0.1-0.5份；水溶性淀粉0.5-1份；保湿剂0.5-8份；表面活性剂0.1-5份；粘结剂0.5-5份和水100-150份。
所述防雨抑尘剂还包括苯乙烯-丙烯酰胺共聚物0.1-0.3份和聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物0.3-0.5份。
所述水溶性高分子聚合物为水溶性醇酸树脂和/或水溶性丙烯酸树脂。
优选地，所述水溶性丙烯酸树脂含有烯丙基醚、环氧基、羟甲基、或烷氧基侧链。
所述表面活性剂为含氟有机硅类表面活性剂；优选地，所述含氟有机硅类表面活性剂为全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷，(3,3,3-三氟丙基)二氯甲基硅烷和三氟丙基甲基环三硅氧烷中的至少一种。
所述保湿剂为多元醇；优选地，所述多元醇为丙三醇、丁二醇、丙二醇、已二醇、木糖醇和山梨糖醇中的至少一种。
所述粘结剂为海藻酸钠。
本发明还提供了一种上述防雨抑尘剂的制备方法，包括如下步骤：
制备水溶性高分子聚合物的水溶液；
将有机膨润土、水溶性淀粉与水混合得混合水溶液a；
将保湿剂、表面活性剂和粘结剂与水混合得混合水溶液b；
将所述混合水溶液a与混合水溶液b混合后，再与所述水溶性高分子聚合物的水溶液混合，得所述防雨抑尘剂。
在与所述水溶性高分子聚合物的水溶液混合之前，还包括混合水溶液a、混合水溶液b、苯乙烯-丙烯酰胺共聚物和聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物混合的步骤。
水溶性高分子聚合物的水溶液配置过程为：将其加入水中溶胀，室温200-1000rpm搅拌速率下搅拌15-35min溶解，即得水溶性高分子聚合物。
所述混合水溶液a的配置过程为将有机膨润土与水溶性淀粉与水在1200-1500rpm速率下搅拌混合10-15min，得混合水溶液a；
和/或，所述混合水溶液b的配置过程为将保湿剂、表面活性剂和粘结剂于500-800rpm速率下，搅拌25-40min溶解于水中，搅拌均匀，过滤。
本发明提供的抑尘剂可用于硬化路面、非硬化路面、粉体/固体颗粒物的表面。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的防雨抑尘剂，包括如下原料：水溶性高分子聚合物；有机膨润土；水溶性淀粉；保湿剂；表面活性剂；粘结剂和水；其中，水溶性高分子聚合物作为骨架材料，可与其他组分通过氢键等相互作用紧密结合，形成稳定的复合结构；表面活性剂有利于粉尘的浸润，且与水溶性高分子聚合物具有很好的相容性和结合能力；保湿剂可以从空气中吸收水分，在粉尘表面的壳膜下形成一层保水层，从而起到润湿的作用，同时与粘结剂协同起到保水、抗蒸发、抗风蚀作用；有机膨润土和水溶性淀粉相互结合，通过π-π电子相互作用，增加膜的牢固度，并与其他组分协同，可提高抑尘剂的成膜性，提高其防雨水冲刷、防开裂性能；该防雨抑尘剂通过各组分的协同作用，不仅可防雨水冲刷，防开裂，同时还具有优良的粘结性和快速成膜性，增大表面强度并在表面快速成膜，抑尘效率好。
2.本发明提供的防雨抑尘剂，通过添加苯乙烯-丙烯酰胺共聚物和聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物，提高各组分直接的相容性和高分子聚合物的分散性，并可其他组分发挥协同作用，进一步提高防雨抑尘剂的防雨水冲刷、防开裂性能。
3.本发明提供的防雨抑尘剂，采用的含氟有机硅类表面活性剂具有超低表面张力，可进一步提高抑尘剂的浸润性和粘附力；水溶性醇酸树脂或水溶性丙烯酸树脂，作为骨架材料和载体，海藻酸钠不仅具有高粘性，而且因其中的羧基是β-d-甘露糖醛酸的醛基以苷键形成的高聚糖醛酸，还具有强的水合性，难以生成冰结晶，可提高抑尘剂的冰点，即使在冬季也不影响防尘剂的使用效果；因此，该防雨抑尘剂不仅具有防雨水冲刷，防开裂的效果，同时还兼具防冻和保湿抑尘效果。
4.本发明提供的防雨抑尘剂的制备方法，通过将有机膨润土和水溶性淀粉的混合物，保湿剂、表面活性剂和粘结剂的混合物，先分别溶解再混合，最后再与水溶性高分子聚合物混合；有利于提高各组分在水溶性高分子聚合物骨架上分散的均匀性，该方法制备得到的防雨抑尘剂，不仅可防雨水冲刷，防开裂，同时还具有优良的粘结性和快速成膜性，增大表面强度并在表面快速成膜，抑尘效率好。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
苯乙烯-丙烯酰胺共聚物(cas号为24981-13-3)购买自武汉鑫伟烨化工有限公司；
聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物购买自济南源宝来化工科技有限公司；
水溶性醇酸树脂(cas号为63148-69-6)购买自金锦乐化学；
水溶性丙烯酸树脂(cas号为25767-39-9)购买自金锦乐化学；
可溶性淀粉(cas号为9005-84-9)购买自上海源叶生物科技有限公司。
实施例1
本实施例提供一种防雨抑尘剂及其制备方法，所述防雨抑尘剂包括如下重量的原料：
0.2kg水溶性醇酸树脂；0.5kg有机膨润土；0.8kg水溶性淀粉；4kg丙三醇；0.1kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷；0.2kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物；0.5kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物；2kg海藻酸钠和100kg水。
上述防雨抑尘剂的制备方法如下：
称取0.2kg水溶性醇酸树脂加入40kg水中溶胀，室温900rpm搅拌速率下搅拌15min溶解，即得水溶性高分子聚合物；
称取0.5kg有机膨润土与0.8kg水溶性淀粉加入20kg水中，室温在1500rpm速率下搅拌混合10min，得混合水溶液a；
称取4kg丙三醇、0.1kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷和2kg海藻酸钠加入40kg水，室温于600rpm速率下，搅拌30min溶解，搅拌均匀后，过滤得混合水溶液b；
将所述混合水溶液a、混合水溶液b、0.2kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物和0.5kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物在室温下于1200rpm速率下混合均匀后，再与所述水溶性高分子聚合物的水溶液室温于1200rpm速率下混合，得所述防雨抑尘剂。
实施例2
本实施例提供一种防雨抑尘剂及其制备方法，所述防雨抑尘剂包括如下重量的原料：
8kg水溶性醇酸树脂；0.1kg有机膨润土；0.6kg水溶性淀粉；3kg丙三醇；3kg丁二醇；1kg(3,3,3-三氟丙基)二氯甲基硅烷；0.1kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物；0.4kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物；4kg海藻酸钠和110kg水。
上述防雨抑尘剂的制备方法如下：
称取8kg水溶性醇酸树脂加入35kg水中溶胀，室温800rpm搅拌速率下搅拌20min溶解，即得水溶性高分子聚合物；
称取0.1kg有机膨润土与0.6kg水溶性淀粉加入30kg水中，室温在1350rpm速率下搅拌混合15min，得混合水溶液a；
称取3kg丙三醇、3kg丁二醇、1kg(3,3,3-三氟丙基)二氯甲基硅烷和4kg海藻酸钠加入45kg水，室温于650rpm速率下，搅拌30min溶解，搅拌均匀后，过滤得混合水溶液b；
将所述混合水溶液a、混合水溶液b、0.1kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物、0.4kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物在室温下于1200rpm速率下混合均匀后，再与所述水溶性高分子聚合物的水溶液室温于1200rpm速率下混合，得所述防雨抑尘剂。
实施例3
本实施例提供一种防雨抑尘剂及其制备方法，所述防雨抑尘剂包括如下重量的原料：
2kg水溶性丙烯酸树脂；0.2kg有机膨润土；1kg水溶性淀粉；1kg丙三醇；2kg山梨糖醇；2kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷；0.2kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物；0.4kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物；3kg海藻酸钠和140kg水。
上述防雨抑尘剂的制备方法如下：
称取2kg水溶性丙烯酸树脂加入40kg水中溶胀，室温600rpm搅拌速率下搅拌25min溶解，即得水溶性高分子聚合物；
称取0.2kg有机膨润土与1kg水溶性淀粉加入50kg水中，室温在1300rpm速率下搅拌混合15min，得混合水溶液a；
称取1kg丙三醇、2kg山梨糖醇、2kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷和3kg海藻酸钠加入50kg水，室温于600rpm速率下，搅拌30min溶解，搅拌均匀后，过滤得混合水溶液b；
所述混合水溶液a、混合水溶液b、0.2kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物和0.4kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物在室温下于1200rpm速率下混合均匀后，再与所述水溶性高分子聚合物的水溶液室温于1200rpm速率下混合，得所述防雨抑尘剂。
实施例4
本实施例提供一种防雨抑尘剂及其制备方法，所述防雨抑尘剂包括如下重量的原料：
6kg水溶性醇酸树脂；0.4kg有机膨润土；0.7kg水溶性淀粉；1kg丙三醇；4kg丁二醇；3kg丙二醇；3kg(3,3,3-三氟丙基)二氯甲基硅烷；2kg三氟丙基甲基环三硅氧烷；0.3kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物；0.5kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物；5kg海藻酸钠和120kg水。
上述防雨抑尘剂的制备方法如下：
称取6kg水溶性醇酸树脂加入60kg水中溶胀，室温1000rpm搅拌速率下搅拌30min溶解，即得水溶性高分子聚合物；
称取0.4kg有机膨润土与0.7kg水溶性淀粉加入30kg水中，室温在1200rpm速率下搅拌混合10min，得混合水溶液a；
称取1kg丙三醇、4kg丁二醇、3kg丙二醇、3kg(3,3,3-三氟丙基)二氯甲基硅烷、2kg三氟丙基甲基环三硅氧烷和5kg海藻酸钠加入30kg水，室温于800rpm速率下，搅拌25min溶解，搅拌均匀后，过滤得混合水溶液b；
所述混合水溶液a、混合水溶液b、0.3kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物和0.5kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物在室温下于1200rpm速率下混合均匀后，再与所述水溶性高分子聚合物的水溶液室温于1200rpm速率下混合，得所述防雨抑尘剂。
实施例5
本实施例提供一种防雨抑尘剂及其制备方法，所述防雨抑尘剂包括如下重量的原料：
0.5kg水溶性醇酸树脂和0.5kg水溶性丙烯酸树脂；0.5kg有机膨润土；0.9kg水溶性淀粉；0.5kg木糖醇；2kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷；1kg(3,3,3-三氟丙基)二氯甲基硅烷；1kg三氟丙基甲基环三硅氧烷；0.1kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物；0.3kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物；2kg海藻酸钠和130kg水。
上述防雨抑尘剂的制备方法如下：
称取0.5kg水溶性醇酸树脂和0.5kg水溶性丙烯酸树脂加入45kg水中溶胀，室温200rpm搅拌速率下搅拌30min溶解，即得水溶性高分子聚合物；
称取0.5kg有机膨润土与0.9kg水溶性淀粉加入25kg水中，室温在1500rpm速率下搅拌混合10min，得混合水溶液a；
称取0.5kg木糖醇、2kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷、1kg(3,3,3-三氟丙基)二氯甲基硅烷、1kg三氟丙基甲基环三硅氧烷和2kg海藻酸钠加入60kg水，室温于500rpm速率下，搅拌40min溶解，搅拌均匀后，过滤得混合水溶液b；
所述混合水溶液a、混合水溶液b、0.1kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物和0.3kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物在室温下于1200rpm速率下混合均匀后，再与所述水溶性高分子聚合物的水溶液室温于1200rpm速率下混合，得所述防雨抑尘剂。
实施例6
本实施例提供一种防雨抑尘剂及其制备方法，所述防雨抑尘剂包括如下重量的原料：
4kg水溶性丙烯酸树脂；0.3kg有机膨润土；0.5kg水溶性淀粉；7kg木糖醇；3kg三氟丙基甲基环三硅氧烷；1kg海藻酸钠和150kg水。
上述防雨抑尘剂的制备方法如下：
称取4kg水溶性丙烯酸树脂加入50kg水中溶胀，室温500rpm搅拌速率下搅拌35min溶解，即得水溶性高分子聚合物；
称取0.3kg有机膨润土与0.5kg水溶性淀粉加入60kg水中，室温在1400rpm速率下搅拌混合12min，得混合水溶液a；
称取7kg木糖醇、3kg三氟丙基甲基环三硅氧烷和1kg海藻酸钠加入40kg水，室温于700rpm速率下，搅拌35min溶解，搅拌均匀后，过滤得混合水溶液b；
将所述混合水溶液a和混合水溶液b在室温下于1200rpm速率下混合均匀后，再与所述水溶性高分子聚合物的水溶液室温于1200rpm速率下混合，得所述防雨抑尘剂。
实施例7
本实施例提供一种防雨抑尘剂及其制备方法，所述防雨抑尘剂包括如下重量的原料：
0.2kg水溶性醇酸树脂；0.5kg有机膨润土；0.8kg水溶性淀粉；4kg丙三醇；2kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷；0.5kg海藻酸钠和100kg水。
上述防雨抑尘剂的制备方法如下：
称取0.2kg水溶性醇酸树脂加入40kg水中溶胀，室温900rpm搅拌速率下搅拌15min溶解，即得水溶性高分子聚合物；
称取0.5kg有机膨润土与0.8kg水溶性淀粉加入20kg水中，室温在1500rpm速率下搅拌混合10min，得混合水溶液a；
称取4kg丙三醇、2kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷和0.5kg海藻酸钠加入40kg水，室温于600rpm速率下，搅拌30min溶解，搅拌均匀后，过滤得混合水溶液b；
将所述混合水溶液a和混合水溶液b在室温下于1200rpm速率下混合均匀后，再与所述水溶性高分子聚合物的水溶液室温于1200rpm速率下混合，得所述防雨抑尘剂。
对比例1
本对比例提供一种抑尘剂及其制备方法，所述抑尘剂包括如下重量的原料：
0.2kg水溶性醇酸树脂；4kg丙三醇；0.1kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷；0.2kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物；0.5kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物；2kg海藻酸钠和100kg水。
上述抑尘剂的制备方法如下：
称取0.2kg水溶性醇酸树脂加入40kg水中溶胀，室温900rpm搅拌速率下搅拌15min溶解，即得水溶性高分子聚合物；
称取4kg丙三醇、0.1kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷和2kg海藻酸钠加入40kg水，室温于600rpm速率下，搅拌30min溶解，搅拌均匀后，过滤得混合水溶液b；
所述混合水溶液a、混合水溶液b、0.2kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物和0.5kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物在室温下于1200rpm速率下混合均匀后，再与所述水溶性高分子聚合物的水溶液室温于1200rpm速率下混合，得所述抑尘剂。
对比例2
本对比例提供一种抑尘剂及其制备方法，所述抑尘剂包括如下重量的原料：
0.2kg水溶性醇酸树脂；0.5kg有机膨润土；0.8kg水溶性淀粉；4kg丙三醇；0.1kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷；0.2kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物；0.5kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物和100kg水。
上述抑尘剂的制备方法如下：
称取0.2kg水溶性醇酸树脂加入40kg水中溶胀，室温900rpm搅拌速率下搅拌15min溶解，即得水溶性高分子聚合物；
称取0.5kg有机膨润土与0.8kg水溶性淀粉加入20kg水中，室温在1500rpm速率下搅拌混合10min，得混合水溶液a；
称取4kg丙三醇和0.1kg全氟己基乙基甲基二甲氧基硅烷加入40kg水，室温于600rpm速率下，搅拌30min溶解，搅拌均匀后，过滤得混合水溶液b；
所述混合水溶液a、混合水溶液b、0.2kg苯乙烯-丙烯酰胺共聚物和0.5kg聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物在室温下于1200rpm速率下混合均匀后，再与所述水溶性高分子聚合物的水溶液室温于1200rpm速率下混合，得所述抑尘剂。
实验例
将上述实施例和对比例制备得到的抑尘剂分别与水按照质量比为1:20的比例加水稀释，混合均匀，进行抑尘效率、冰点、雨水冲刷性能、开裂性能、表面张力、可保持路面不扬尘效果测试，具体的测试结果见表1所示。
其中，雨水冲刷性能的测试按照astmd6459-1999，山坡防水土流失用雨水冲刷控制覆盖层(ecb)性能测定的标准试验方法；
开裂性能的测试方法按照gb/t12587-2003《橡胶或塑料覆盖织物抗压裂性的测定》；
冰点的测试方法按照sh/t0090-91(2000)发动机冷却液冰点测定方法；
可保持路面不扬尘效果测试是根据路面情况采用喷洒车喷洒，喷洒量为800g/m2，检测路面不扬尘的保持时间；
抑尘效率的测试方法参照t/caepi7-2017《水溶性道路抑尘剂》中附录a中抑尘效率的检测方法；其中，试验温度为25℃；相对湿度为45％；
表面张力参照gb/t22237-2008《表面活性剂表面张力的测定》中平板法进行测试。
表1各实施例和对比例制得抑尘剂的性能测试结果
由上表中的数据可知，本发明提供的防雨抑尘剂通过各组分的协同作用，不仅可防雨水冲刷，防开裂，同时还具有优良的粘结性和快速成膜性，增大表面强度并在表面快速成膜；同时还兼具防冻效果。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。