本發(fā)明涉及一種降塵劑、制備方法及其應(yīng)用，尤其涉及一種星型支化聚合物及其制備方法和其在硐室降塵中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、硐室掘進(jìn)過程中由于工業(yè)炸藥的使用，爆破過程會產(chǎn)生高濃度的粉塵，在隧道內(nèi)氣流擾動作用下，pm?10以內(nèi)的顆粒形成布朗運(yùn)動并產(chǎn)生粉塵云，造成粉塵沉降效果差。且由于狹長施工空間內(nèi)通風(fēng)效果差造成粉塵云難以排出，即使在爆破數(shù)小時后，隧道內(nèi)粉塵濃度依然較高，對施工環(huán)境造成嚴(yán)重污染，不僅影響施工工期，也對隧道施工人員的身心健康造成了極大的威脅。

2、當(dāng)前，主要采用濕法降塵的方法防止揚(yáng)塵，但灑水抑塵作用時間短，水分的快速蒸發(fā)導(dǎo)致除塵效果較差，且對于疏水性粉塵效果極為不佳，造成水資源的浪費(fèi)；或添加小分子的降塵除味劑，與水相比作用時間雖然有所提高，但許多降塵除味劑的表面活性不夠高，與粉塵的結(jié)合能力不佳，面對更為復(fù)雜的環(huán)境條件時，部分化學(xué)抑塵劑還存在著固結(jié)作用和沉降效果不好等缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種可有效降低溶液的表面張力的星型支化聚合物；本發(fā)明的目的之二在于提供所述星型支化聚合物的制備方法；本發(fā)明的目的之三在于提供一種降塵效果優(yōu)異的降塵劑；本發(fā)明的目的之四在于提供所述降塵劑在降低硐室作業(yè)過程中的粉塵濃度中的應(yīng)用。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種星型支化聚合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

4、

5、其中，表示r為可選地，n為正整數(shù)。

6、可選地，所述星型支化聚合物的數(shù)均分子量為450-550kg/mol，優(yōu)選為475-525kg/mol。

7、如上所述的星型支化聚合物的制備方法，包括如下步驟：

8、s1、將外型順-5-降冰片烯基二醇、ω-酸官能化聚乙二醇(peo)、催化劑和第一有機(jī)溶劑混合，于室溫反應(yīng)后，獲得多支化單體前體；

9、s2、在無氧條件下，將所述多支化單體前體、d,l-丙交酯、二環(huán)脒(dbu)、第二有機(jī)溶劑混合，于室溫反應(yīng)后，分離，獲得多支化單體；

10、s3、在無氧條件或保護(hù)氣氛下，將多支化單體、grubbs催化劑和第三有機(jī)溶劑混合，反應(yīng)后，淬滅，分離并純化，獲得星型支化聚合物。

11、可選地，s1中，外型順-5-降冰片烯基二醇、ω-酸官能化聚乙二醇、催化劑的初始摩爾比為3-5:1:0.1-0.3；可選地，所述ω-酸官能化聚乙二醇的聚合度為40-50，優(yōu)選為45。

12、優(yōu)選地，在室溫下攪拌反應(yīng)10-14h；

13、優(yōu)選地，所述催化劑由二環(huán)己基碳二亞胺和4-(二甲氨基)吡啶鎓4-甲苯磺酸酯按1:0.75-1.25的摩爾比組成；

14、優(yōu)選地，所述第一有機(jī)溶劑為四氫呋喃。

15、可選地，s2中，支化單體前體、d,l-丙交酯、二環(huán)脒的初始摩爾比為1:20-30:1-2；

16、優(yōu)選地，在室溫下攪拌反應(yīng)20-28h；

17、優(yōu)選地，分離時，用冰乙醚沉淀2-4次；

18、優(yōu)選地，第二溶劑為四氫呋喃。

19、可選地，s3中，多支化單體、grubbs催化劑的初始摩爾比為90-110：1；

20、優(yōu)選地，多支化單體在反應(yīng)體系中的初始濃度為0.01-0.03mol/l；

21、優(yōu)選地，在室溫下攪拌反應(yīng)1-3h；

22、優(yōu)選地，用乙烯基乙醚進(jìn)行淬滅；

23、優(yōu)選地，分離時，用冰乙醚沉淀；

24、優(yōu)選地，純化時，用二氯甲烷溶解產(chǎn)物，再用冰乙醚沉淀，然后重復(fù)溶解、沉淀2-3次；

25、優(yōu)選地，第三溶劑為四氫呋喃。

26、一種降塵劑，按質(zhì)量份計，包括粘結(jié)劑5-10份、吸濕劑0.5-1份、如上所述的或如上所述制備方法制備而成的星型支化聚合物0.1-0.3份和水2-10份。

27、可選地，所述降塵劑包括粘結(jié)劑6-9份、吸濕劑0.7-0.8份、星型支化聚合物0.15-0.25份和水3-8份；

28、優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑包括制糖工業(yè)廢料糖蜜，優(yōu)選地，所述制糖工業(yè)廢料糖蜜為甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜中的一種或幾種；可選地，所述吸濕劑包括淀粉基吸水樹脂、mgcl2、cacl2、cao中的一種或幾種，優(yōu)選為mgcl2和cacl2的一種或兩種。

29、如上所述的降塵劑的制備方法，包括如下步驟：

30、(1)按配比將星型支化聚合物與水混合，形成懸浮液；

31、(2)按配比將懸浮液與粘結(jié)劑和吸濕劑混合均勻，獲得降塵劑。

32、如上所述的降塵劑或如上所述的制備方法制備而成的降塵劑在降低硐室內(nèi)的粉塵濃度中的應(yīng)用。

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

34、(1)本發(fā)明的星型支化聚合物用于降塵劑，可有效降低降塵劑的表面張力，使得降塵劑可更有效的與粉塵結(jié)合，尤其是疏水性的粉塵，能有效提高降塵效率，縮短降塵作業(yè)時間；同時，由于自身的大分子量、自聚集屬性，能提高對粉塵的固結(jié)和沉降作用，可更有效地防止二次揚(yáng)塵污染。

35、(2)本發(fā)明的降塵劑中含有的粘結(jié)劑(兼具保水劑作用)與粉塵接觸后，可將相鄰的粉塵顆粒在氫鍵作用下粘結(jié)成團(tuán)，高性能吸濕劑，可在蒸發(fā)過程中顯著提高液體蒸發(fā)熵，起到吸濕保水作用，最終使得粉塵團(tuán)因粒徑大、質(zhì)量大、含水率高的特點，其二次揚(yáng)塵率較普通粉塵顯著降低。

技術(shù)特征：

1.一種星型支化聚合物，其特征在于，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

2.根據(jù)權(quán)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數(shù)均分子量為450-550kg/mol。

3.如權(quán)利要求1或2所述的星型支化聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，s1中，外型順-5-降冰片烯基二醇、ω-酸官能化聚乙二醇、催化劑的初始摩爾比為3-5:1:0.1-0.3；

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，s2中，支化單體前體、d,l-丙交酯、二環(huán)脒的初始摩爾比為1:20-30:1-2；

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，s3中，多支化單體、grubbs催化劑的初始摩爾比為90-110：1；

7.一種降塵劑，其特征在于，按質(zhì)量份計，包括粘結(jié)劑5-10份、吸濕劑0.5-1份、如權(quán)利要求1-2任一項所述的或如權(quán)利要求3-6任一項所述制備方法制備而成的星型支化聚合物0.1-0.3份和水2-10份。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降塵劑，其特征在于，所述降塵劑包括粘結(jié)劑6-9份、吸濕劑0.7-0.8份、星型支化聚合物0.15-0.25份和水3-8份；

9.如權(quán)利要求7-8任一項所述的降塵劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

10.如權(quán)利要求7-8任一項所述的降塵劑或如權(quán)利要求9所述的制備方法制備而成的降塵劑在降低硐室內(nèi)的粉塵濃度中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種星型支化聚合物及其制備方法和其在硐室降塵中的應(yīng)用，星型支化聚合物的制備方法，將外型順?5?降冰片烯基二醇、ω?酸官能化聚乙二醇、催化劑和第一有機(jī)溶劑混合，反應(yīng)后，獲得多支化單體前體；在無氧條件下，將所述多支化單體前體、D,L?丙交酯、二環(huán)脒、第二有機(jī)溶劑混合，反應(yīng)后，分離，獲得多支化單體；將多支化單體、Grubbs催化劑和第三有機(jī)溶劑混合，反應(yīng)后，淬滅，分離并純化，獲得星型支化聚合物。本發(fā)明的降塵劑的表面張力低，可更有效的與粉塵結(jié)合，尤其是疏水性的粉塵，能有效提高降塵效率，縮短降塵作業(yè)時間；同時，由于自身的大分子量、自聚集屬性，能提高對粉塵的固結(jié)和沉降作用，可更有效地防止二次揚(yáng)塵污染。

技術(shù)研發(fā)人員：胡旺興,朱建峰,李洪鵬,周楚璐,王紅斌,劉昊,王宗星,李德鑫,鄒昂,郭立鵬,盛曉兵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電建集團(tuán)中南勘測設(shè)計研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6