CN101665698B - 凹凸棒黏土复合液态固沙材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生态恢复和沙漠治理的凹凸棒黏土复合液态固沙材料及其制备方法。液态固沙材料的质量份数为：淀粉1份、聚乙烯醇0.01-0.6份、十二烷基硫酸钠0.01-0.1份、光敏固化剂0.002-0.03份、凹凸棒黏土0.7-5份以及30-50份水。该固沙材料利用储量丰富的非金属矿物凹凸棒黏土，与少量发泡的天然高分子淀粉等进行复合配伍，得到一种具有易于喷洒施工、固沙后的固结层具有良好的抗压强度和使用成本低廉的黏土复合液态固沙材料。可用于沙漠公路和铁路沿线沙丘以及沙化草原的治理。

Description

凹凸棒黏土复合液态固沙材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种生态恢复和沙漠治理的凹凸棒黏土复合液态固沙材料及其制备方法。
背景技术
我国是世界上沙化土地面积最大、分布较广、危害最为严重的国家之一。据统计全国沙化土地面积达174万平方公里，占国土面积的18％。据估算我国荒漠化危害和风沙灾害造成的直接经济损失每年约642亿元。近年来我国土地沙化总体上仍呈扩展趋势，日趋严重的土地沙化直接影响着国家可持续发展战略的实施。因此，开发新型治沙技术仍是当前防止沙漠化扩大的重要课题。
在目前的工程固沙、植物(生物)固沙和化学固沙三种主要固沙方式中，化学固沙是在流沙表面喷洒化学胶结物质固定流沙，成为固沙的重要技术手段之一。国内外化学固沙研究，从材料角度先后试验了水玻璃液态高效复合材料、乳化沥青、乳化原油、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯酸酯(PVAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等固沙剂。其中，高分子聚合物类固沙材料是当今化学固沙材料的研究热点之一。但单纯用高分子化学材料受热氧老化和光氧老化，会发生链断裂反应，使得固结层遭到破坏以至降低治沙效果。所以研究低成本、多功能化学固沙材料和技术是当前防沙治沙需要解决的关键问题。
有机材料和无机材料的复合，提高了材料的综合性能。有机物的加入降低了无机物的脆性，提高了强度，而无机物又提高了有机物的高温稳定性和抗老化性。因此，有机无机复合是一种有效的固沙材料，也是今后防沙固沙材料的主要发展趋势。
中国专利ZL00109093.3描述了一种聚丙烯酰胺保水剂和膨润土组成的粉末固沙剂，但固结强度较低，难以达到稳定固沙的要求。中国专利ZL03125283.4描述了一种用水泥、乳化沥青和聚丙烯酸钠保水剂组成的固沙材料，产品耐久性好，但污染环境。中国专利200510042853.2描述了以纤维素类高分子聚合物为主要原料开发的一种兼具保水性能与固沙性能的材料。该方法事实上是一种保水剂的制备方法，固结强度也很难达到稳定固沙的要求。
发明内容
针对目前化学固沙存在的不足，本发明提供了一种生态恢复和沙漠治理的液态固沙材料及其制备方法，目的是利用低成本凹凸棒黏土的悬浮性能和黏结性能，通过发泡法与淀粉有机结合起来，达到稳定固沙的要求。
本发明的目的是按下列方案实现的：
我们的液体固沙材料利用储量丰富的非金属矿物凹凸棒黏土，与少量发泡的天然高分子淀粉等进行复合配伍，得到一种具有易于喷洒施工、固沙后的固结层具有良好的抗压强度和使用成本低廉的黏土复合液态固沙材料。
一种凹凸棒黏土复合液态固沙材料，其特征在于液态固沙材料的质量份数为：淀粉1份、聚乙烯醇0.01-0.6份、十二烷基硫酸钠0.01-0.1份、光敏固化剂0.002-0.03份、凹凸棒黏土0.7-5份以及30-50份水。
本发明的液态固沙材料，淀粉选自氧化淀粉、羧甲基淀粉以及磷酸淀粉中的任一种或任意组合。
复合液态固沙材料的制备方法，其特征在于将淀粉、聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠和光敏固化剂溶于水中，在充分搅拌下将凹凸棒石黏土均匀加入已溶解好的溶液中，在40-60℃下发泡搅拌30分钟后出料包装。
在淀粉和凹凸棒黏土有机无机复合体系中加入聚乙烯醇，可使复合体系形成互穿网络结构，该结构复合固结材料具有很好的耐候性。在20个融冻循环下，其强度损失率小于25％。
在淀粉和凹凸棒黏土有机无机复合体系中加入十二烷基硫酸钠，可使有机无机复合相均匀。复合固沙材料的黏度为20-250mPas，便于喷洒和施工。
在淀粉和凹凸棒黏土有机无机复合体系中加入光敏固化剂，可使在沙面喷洒后迅速固结，提高了固沙的固结强度。当在沙粒表面形成1-10mm的固结层后，其抗压强度可达0.1-1MPa。
该复合体系形成的互穿网络结构，遇降雨时又具有渗透功能，可将雨水及时渗透到下层。该制备方法具有原料易购，生产工艺简单，投资少、效益高等特点。按喷洒量2-5kg/m2计算，其固沙材料成本为0.32-0.8元/m2。
固沙材料利用储量丰富的非金属矿物凹凸棒黏土，与少量发泡的天然高分子淀粉等进行复合配伍，得到一种具有易于喷洒施工、固沙后的固结层具有良好的抗压强度和使用成本低廉的黏土复合液态固沙材料。可用于沙漠公路和铁路沿线沙丘以及沙化草原的治理。
具体实施方式
实施例1
称取羧甲基淀粉2份、聚乙烯醇0.1份、十二烷基硫酸钠0.05份和光敏固化剂0.01份溶于30份水中。在充分搅拌下将凹凸棒石黏土4份均匀加入已溶解好的溶液，在40℃下发泡搅拌30分钟后出料包装。
实施例2
称取磷酸淀粉2份、聚乙烯醇0.2份、十二烷基硫酸钠0.08份和光敏固化剂0.02份溶于50份水中。在充分搅拌下将凹凸棒黏土5份均匀加入已溶解好的溶液，在40-60℃下发泡搅拌30分钟后出料包装。
实施例3
称取氧化淀粉1份、磷酸淀粉2份、聚乙烯醇0.2份、十二烷基硫酸钠0.03份和光敏固化剂0.03份溶于40份水中。在充分搅拌下将凹凸棒石黏土3份均匀加入已溶解好的溶液，在60℃下发泡搅拌30分钟后出料包装。
实施例4
称取氧化淀粉1份、聚乙烯醇0.4份、十二烷基硫酸钠0.05份和光敏固化剂0.02份溶于50份水中。在充分搅拌下将凹凸棒石黏土5份均匀加入已溶解好的溶液，在50℃下发泡搅拌30分钟后出料包装。
实施例5
称取羧甲基淀粉2份、磷酸淀粉2份、聚乙烯醇0.2份、十二烷基硫酸钠0.04份和光敏固化剂0.01份溶于45份水中。在充分搅拌下将凹凸棒黏土3份均匀加入已溶解好的溶液，在60℃下发泡搅拌30分钟后出料包装。

Claims (3)

1.一种凹凸棒黏土复合液态固沙材料，其特征在于由以下方法制备而成：将淀粉1份、聚乙烯醇0.01-0.6份、十二烷基硫酸钠0.01-0.1份和光敏固化剂0.002-0.03份溶于30-50份水中，在充分搅拌下将凹凸棒黏土0.7-5份均匀加入已溶解好的溶液中，在40-60℃下发泡搅拌30分钟后出料包装；所述份数均为质量份数。
2.如权利要求1所述的材料，其特征在于淀粉选自氧化淀粉、羧甲基淀粉以及磷酸淀粉中的任一种或任意组合。
3.如权利要求1所述材料的制备方法，其特征在于将淀粉、聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠和光敏固化剂溶于水中，在充分搅拌下将凹凸棒黏土均匀加入已溶解好的溶液中，在40-60℃下发泡搅拌30分钟后出料包装。
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