[发明专利]粉尘抑制剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年2月9日提交的美国临时专利申请No.61/151021的权益。

技术领域

本申请涉及粉尘抑制剂领域，以用于减少气载粉尘粒子。

背景技术

粉尘形成/产生及散发已经成为环境和健康问题的持续原因。粉尘散发是在运输干道、矿山、矿物运输和储堆、尾矿储存、发电厂原料堆、建筑工地、未铺砌路面的道路以及其他区域(在这些区域微粒可能分散到空气中和周围表面上)中常见的问题。粉尘产生是指形成粉尘，即材料的小粒子。例如，在无机颗粒如屋面粒料的加工和处理中，产生小粒子。当这些粒子足够小(＜30mm)时，它们变成粉尘。通常，粉尘是气载的或能够变成气载的。

粉尘粒子的散发和产生提出了必须由制造商、配销商和最终使用者处理的环境(空气质量)问题。已被用来抑制和控制粉尘的常见方法为仅仅用水润湿所述区域。

用水润湿是环境友好的且成本低。然而，这种方法具有非常有限的持续时间，因为一旦水蒸发，效果就不再存在。而且，由于其有限的持续时间，浪费了极大量的水资源。为了对此进行改善，经常向水中加入吸湿性盐类如氯化镁或氯化钙，以尝试提高表面保湿性。尽管这些组合物更为有效，但其导致大量使用盐类并且具有不希望的环境影响。用来控制粉尘产生的另一方法是用油喷射所述区域。虽然该方法在较长时间段内相当有效地抑制粉尘产生，但其并非是环境友好的。除了可能的环境问题之外，其还可能造成显著的长期清理问题以及甚至潜在的健康问题。而且，油处理过的基材可能粘附到交通工具上，所述交通工具试图在经处理的表面上移动，从而产生不想要的清理，在机械设备上过度磨损，并且加速经处理表面的损坏。另外，油可能改变经涂覆表面的性质，例如，油可能导致不想要的颜色变化。合成聚合物也已被用来通过改变土或多尘表面的物理性质而减少粉尘散发。聚合物分子有可能能够将粉尘粒子涂覆并聚集在一起，使得它们更重并因此显著地减少粉尘粒子的散发。

所报道过的聚合物粉尘抑制剂中的大多数为聚醋酸乙烯酯和乙烯基丙烯酸类聚合物胶乳。参见例如美国专利6,372,842。例如，在美国专利5,194,174、4,417,992和4,801,635中还描述了水溶液。

其他实例包括那些在EP01234106A2、美国专利3,900,611、美国专利3,763,072、WO 2005/121272和美国专利申请2007/073590中描述的实例。然而，性能与聚合物链的柔韧性(如通过其玻璃化转变温度Tg所测量的)之间的关系从未被揭示。实际上，所有报道过的基于聚合物的粉尘抑制剂均具有相对高的玻璃化转变温度(Tg＞0℃)。这些相对高Tg的聚合物粉尘抑制剂可以在静态应用中提供足够的性能，然而，它们在动态应用中的性能可能很差，原因在于在表面上所形成的膜太易碎而不能在动态条件(例如移动和滚动以及繁重交通)下保持完好无损。具体而言，动态条件包括在未铺砌路面道路上的繁重交通、在传送带上的材料和粉碎操作，以及在屋面粒料处理中。

发明内容

本申请涉及软质聚合物组合物(Tg＜-20℃)的优异粉尘抑制剂性能的发现以及使用这类聚合物组合物来降低粉尘形成/散发水平的方法。

本申请涉及一种制品，所述制品包括多尘表面和在所述多尘表面上的包括Tg小于-20℃的涂料聚合物的涂层。在一些实施例中，所述聚合物的Tg小于-30℃，并且在特定的实施例中，所述聚合物的Tg小于-45℃。所述多尘表面可以是例如碎石、煤、铁矿石、砂砾、砂石或其他聚集体(例如屋面粒料，)或者土表面。

通常，所述涂料聚合物包括聚丙烯酸酯、聚氨酯、合成橡胶和天然橡胶、有机硅和其他有机聚合物。在特定的实施例中，所述涂料聚合物含有丙烯酸类乳液聚合物。

本申请还涉及一种减少粉尘的方法，该方法包括提供多尘表面，以及用Tg小于-20℃的涂料聚合物涂覆所述表面。

具体实施方式

本申请涉及在多尘表面例如采矿表面、土或建筑表面上的涂层。为了本申请的目的，多尘表面具有在该表面上的截面长度小于30微米的粒子。通常，粒子与表面之间是松散的。表面的实例包括运输道路、开放铁路车中的矿业材料、传送带上的材料、煤和矿业材料如发电厂和钢厂中的铁矿石原料堆、未铺砌路面的乡村道路和屋面粒料表面。多尘表面的特定实例包括聚集体，即，碎石、煤、铁矿石、砂砾和砂石。