[发明专利]一种用于降尘的复合型发泡剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发泡剂及其制备方法，尤其是一种用于降尘的复合型发泡剂及其制备方法。

背景技术

泡沫降尘技术是将发泡剂按规定的比例溶于水中，经发泡装置产生泡沫后喷向尘源。由于泡沫的比表面积大，能包裹、覆盖尘源，增加泡沫与粉尘的接触几率；润湿性好，能快速润湿、沉降与其接触的尘粒，因而除尘效率很高。同时，泡沫中的大部分体积由气体占据，因而这种技术的耗水量很小。

国内外实践证明，泡沫降尘是提高煤矿井下粉尘治理效果的极为有效的途径之一。在泡沫降尘技术中，发泡剂是基础且重要的一环，它不仅是制备降尘泡沫的必备材料，并直接关系到泡沫降尘技术的实际应用效果。

现有用于降尘的发泡剂主要由烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐或硫酸盐等阴离子型表面活性剂及一些助剂按一定比例配制而成。上述现有技术存在以下缺点：1、耐酸碱能力和抗硬水性能弱。我国不同矿区矿井水的水质差异较大，如地处华北及西北的煤炭主产区的水质普遍较硬，而现有发泡剂表面活性剂中离子较多，在酸碱度较大和硬度大的水中活性发挥不充分，从而导致成泡率低，影响降尘效率，不利于泡沫降尘技术的大范围推广。

2、泡沫稳定时间（半衰期）过长。现有技术往往存有技术误区，认为泡沫稳定时间越长越效果越好，其实不然。井下降尘是在煤矿受限空间和生产环境中进行的，实际上只有新喷射的泡沫才较好地起到降尘的作用，如果泡沫寿命过长，不仅长时间未破的泡沫会阻碍新喷射泡沫的降尘过程，而且会导致泡沫在掘进迎头或采煤工作面等防尘地点的大量堆积，影响作业环境和生产效率。

3、泡沫中气泡的平均粒径过大。泡沫中气泡的平均粒径越大则比表面积越小，粉尘与泡沫的接触几率就越低，势必会影响泡沫的降尘效率，且大粒径气泡在喷射时容易被风流吹散，无法有效起到降尘作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐酸碱能力和抗硬水性能强、气泡平均粒径小、稳定时间适中、环保性能好的复合型发泡剂及其制备方法。

本发明的技术方案是一种用于降尘的复合型发泡剂，由下述重量份组成：

烷基多糖苷：              5~8份；

脂肪醇聚氧乙烯醚：        20~25份；

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠：  9~14份；

2-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠：1~2份；

水：                      51~65份。

一种制备该复合型发泡剂的方法，包括以下步骤：

a. 按重量份数向混料器中加入水51~65份，加热并将温度控制为40℃~45℃；

b. 把烷基多糖苷5~8份、脂肪醇聚氧乙烯醚20~25份、2-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠1~2份顺序缓慢加入混料器中搅拌1h，使烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚和2-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠快速溶解并混合均匀；

c. 停止搅拌，静置10min~20min并将温度控制为35℃~40℃；

d. 将重量份数为9~14份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠缓慢加入到混料器中搅拌40min~50min，停止搅拌，静置至形成淡黄色透明且均一稳定的复合型发泡剂。

与现有降尘发泡剂相比，本发明具有以下优点：

第一，增强了泡沫的耐酸碱能力和抗硬水性能。本发明的复合型发泡剂中使用的表面活性剂中离子相对较少，却含有大量的醇、醚等基团。醇、醚基团为亲水基，能与水形成氢键，代替了离子的亲水作用。与现有降尘发泡剂相比，所含的离子键较少，因此，本发明的复合型发泡剂不容易受水的酸碱度以及水硬度的影响，在 pH=5.5~9以及硬度在0到600mg/L的水中均具有良好发泡性能，能够提升降尘效率，有利于泡沫降尘技术在不同矿区的广泛应用。

第二，降低了泡沫的平均寿命（稳定时间）。本发明的复合型发泡剂中含有脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和2-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠，这两种物质可以在泡沫液膜两侧形成吸附电荷，从而产生斥力阻止液膜变薄，有利于使泡沫保持适中的平均寿命。本发明的复合型发泡剂通过合理控制脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的含量为9~14份，2-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠的含量为1~2份，使泡沫平均寿命维持在15到25min，远低于现有普通降尘剂泡沫的平均寿命，从而避免了降尘泡沫的堆积对工作环境造成影响。