一种降尘剂、制备方法及其应用与流程

本发明涉及一种降尘剂、制备方法及其应用，尤其涉及一种星型支化聚合物及其制备方法和其在硐室降尘中的应用。

背景技术：

1、硐室掘进过程中由于工业炸药的使用，爆破过程会产生高浓度的粉尘，在隧道内气流扰动作用下，pm 10以内的颗粒形成布朗运动并产生粉尘云，造成粉尘沉降效果差。且由于狭长施工空间内通风效果差造成粉尘云难以排出，即使在爆破数小时后，隧道内粉尘浓度依然较高，对施工环境造成严重污染，不仅影响施工工期，也对隧道施工人员的身心健康造成了极大的威胁。

2、当前，主要采用湿法降尘的方法防止扬尘，但洒水抑尘作用时间短，水分的快速蒸发导致除尘效果较差，且对于疏水性粉尘效果极为不佳，造成水资源的浪费；或添加小分子的降尘除味剂，与水相比作用时间虽然有所提高，但许多降尘除味剂的表面活性不够高，与粉尘的结合能力不佳，面对更为复杂的环境条件时，部分化学抑尘剂还存在着固结作用和沉降效果不好等缺陷。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种可有效降低溶液的表面张力的星型支化聚合物；本发明的目的之二在于提供所述星型支化聚合物的制备方法；本发明的目的之三在于提供一种降尘效果优异的降尘剂；本发明的目的之四在于提供所述降尘剂在降低硐室作业过程中的粉尘浓度中的应用。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种星型支化聚合物，其化学结构式如下：

4、

5、其中，表示r为可选地，n为正整数。

6、可选地，所述星型支化聚合物的数均分子量为450-550kg/mol，优选为475-525kg/mol。

7、如上所述的星型支化聚合物的制备方法，包括如下步骤：

8、s1、将外型顺-5-降冰片烯基二醇、ω-酸官能化聚乙二醇(peo)、催化剂和第一有机溶剂混合，于室温反应后，获得多支化单体前体；

9、s2、在无氧条件下，将所述多支化单体前体、d,l-丙交酯、二环脒(dbu)、第二有机溶剂混合，于室温反应后，分离，获得多支化单体；

10、s3、在无氧条件或保护气氛下，将多支化单体、grubbs催化剂和第三有机溶剂混合，反应后，淬灭，分离并纯化，获得星型支化聚合物。

11、可选地，s1中，外型顺-5-降冰片烯基二醇、ω-酸官能化聚乙二醇、催化剂的初始摩尔比为3-5:1:0.1-0.3；可选地，所述ω-酸官能化聚乙二醇的聚合度为40-50，优选为45。

12、优选地，在室温下搅拌反应10-14h；

13、优选地，所述催化剂由二环己基碳二亚胺和4-(二甲氨基)吡啶鎓4-甲苯磺酸酯按1:0.75-1.25的摩尔比组成；

14、优选地，所述第一有机溶剂为四氢呋喃。

15、可选地，s2中，支化单体前体、d,l-丙交酯、二环脒的初始摩尔比为1:20-30:1-2；

16、优选地，在室温下搅拌反应20-28h；

17、优选地，分离时，用冰乙醚沉淀2-4次；

18、优选地，第二溶剂为四氢呋喃。

19、可选地，s3中，多支化单体、grubbs催化剂的初始摩尔比为90-110：1；

20、优选地，多支化单体在反应体系中的初始浓度为0.01-0.03mol/l；

21、优选地，在室温下搅拌反应1-3h；

22、优选地，用乙烯基乙醚进行淬灭；

23、优选地，分离时，用冰乙醚沉淀；

24、优选地，纯化时，用二氯甲烷溶解产物，再用冰乙醚沉淀，然后重复溶解、沉淀2-3次；

25、优选地，第三溶剂为四氢呋喃。

26、一种降尘剂，按质量份计，包括粘结剂5-10份、吸湿剂0.5-1份、如上所述的或如上所述制备方法制备而成的星型支化聚合物0.1-0.3份和水2-10份。

27、可选地，所述降尘剂包括粘结剂6-9份、吸湿剂0.7-0.8份、星型支化聚合物0.15-0.25份和水3-8份；

28、优选地，所述粘结剂包括制糖工业废料糖蜜，优选地，所述制糖工业废料糖蜜为甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜中的一种或几种；可选地，所述吸湿剂包括淀粉基吸水树脂、mgcl2、cacl2、cao中的一种或几种，优选为mgcl2和cacl2的一种或两种。

29、如上所述的降尘剂的制备方法，包括如下步骤：

30、(1)按配比将星型支化聚合物与水混合，形成悬浮液；

31、(2)按配比将悬浮液与粘结剂和吸湿剂混合均匀，获得降尘剂。

32、如上所述的降尘剂或如上所述的制备方法制备而成的降尘剂在降低硐室内的粉尘浓度中的应用。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

34、(1)本发明的星型支化聚合物用于降尘剂，可有效降低降尘剂的表面张力，使得降尘剂可更有效的与粉尘结合，尤其是疏水性的粉尘，能有效提高降尘效率，缩短降尘作业时间；同时，由于自身的大分子量、自聚集属性，能提高对粉尘的固结和沉降作用，可更有效地防止二次扬尘污染。

35、(2)本发明的降尘剂中含有的粘结剂(兼具保水剂作用)与粉尘接触后，可将相邻的粉尘颗粒在氢键作用下粘结成团，高性能吸湿剂，可在蒸发过程中显著提高液体蒸发熵，起到吸湿保水作用，最终使得粉尘团因粒径大、质量大、含水率高的特点，其二次扬尘率较普通粉尘显著降低。

技术特征：

1.一种星型支化聚合物，其特征在于，其化学结构式如下：

2.根据权利要求1所述的星型支化聚合物，其特征在于，所述星型支化聚合物的数均分子量为450-550kg/mol。

3.如权利要求1或2所述的星型支化聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，s1中，外型顺-5-降冰片烯基二醇、ω-酸官能化聚乙二醇、催化剂的初始摩尔比为3-5:1:0.1-0.3；

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，s2中，支化单体前体、d,l-丙交酯、二环脒的初始摩尔比为1:20-30:1-2；

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，s3中，多支化单体、grubbs催化剂的初始摩尔比为90-110：1；

7.一种降尘剂，其特征在于，按质量份计，包括粘结剂5-10份、吸湿剂0.5-1份、如权利要求1-2任一项所述的或如权利要求3-6任一项所述制备方法制备而成的星型支化聚合物0.1-0.3份和水2-10份。

8.根据权利要求7所述的降尘剂，其特征在于，所述降尘剂包括粘结剂6-9份、吸湿剂0.7-0.8份、星型支化聚合物0.15-0.25份和水3-8份；

9.如权利要求7-8任一项所述的降尘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.如权利要求7-8任一项所述的降尘剂或如权利要求9所述的制备方法制备而成的降尘剂在降低硐室内的粉尘浓度中的应用。

技术总结本发明涉及一种星型支化聚合物及其制备方法和其在硐室降尘中的应用，星型支化聚合物的制备方法，将外型顺‑5‑降冰片烯基二醇、ω‑酸官能化聚乙二醇、催化剂和第一有机溶剂混合，反应后，获得多支化单体前体；在无氧条件下，将所述多支化单体前体、D,L‑丙交酯、二环脒、第二有机溶剂混合，反应后，分离，获得多支化单体；将多支化单体、Grubbs催化剂和第三有机溶剂混合，反应后，淬灭，分离并纯化，获得星型支化聚合物。本发明的降尘剂的表面张力低，可更有效的与粉尘结合，尤其是疏水性的粉尘，能有效提高降尘效率，缩短降尘作业时间；同时，由于自身的大分子量、自聚集属性，能提高对粉尘的固结和沉降作用，可更有效地防止二次扬尘污染。技术研发人员：胡旺兴,朱建峰,李洪鹏,周楚璐,王红斌,刘昊,王宗星,李德鑫,邹昂,郭立鹏,盛晓兵受保护的技术使用者：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6