CN101735820B - 固沙材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固沙材料，以木质素磺酸钙作为主要原料，在水溶液状态中均匀地混合增强剂和增粘剂而得，其中各组份按重量比例的关系为：木质素磺酸钙∶增强剂＝1∶0.1～0.5，木质素磺酸钙∶增粘剂＝1∶0.001～0.003，所述的增强剂为脲醛树脂，所述的增粘剂为聚丙烯酰胺或者聚乙烯醇。本发明能够充分地利用资源，不造成环境污染，具备了抗风蚀力强、承压力强、抗严酷环境条件的有效固沙的特点。

Description

固沙材料

技术领域

本发明涉及一种抗沙漠化的固沙材料，具体是指一种以木质素磺酸钙为主要材料的固沙材料。

技术背景

当今世界面临的最大环境问题之一就是土地沙漠化。沙漠化土地面积的迅速扩张，造成环境恶化和巨大的经济损失，甚至引发某些地区的社会问题，成为全球广泛关注的热点。风沙流是一种贴地面的沙子搬运现象，是沙漠化蔓延的一种途径。因此，防止或抑制风沙流，对阻止或抗击沙漠的扩张有重要意义。

我国目前的主要治沙技术措施包括：植物治沙，化学固沙，机械沙降压沙和综合治沙等。其中，除化学固沙以外的手段，需要大群体的行动，不适合于民间团体的行动。在化学固沙方面，国内有许多人正在进行相关研究。固沙材料，都具有粘结作用，能使单颗粒松散的沙粒粘结在一起，形成强度很高的结皮(有的文献称固结层、防护层、覆盖层等)。其次固沙材料还可以与沙粒发生某种化学反应(如水化作用)，产生胶结力，把沙粒胶结在一起，增大了颗粒之间的粘聚力，提高了结皮的整体结构强度。另外，化学固沙材料具有充填作用，材料固化后本身具有较高强度，充填于沙土孔隙中，限制土体变形，提高土体抵抗外力的能力。固沙材料和流沙接触后，在流沙表面凝固直至固结成具有一定强度的保护层，保护其下松散流沙免遭风蚀，同时形成光滑床面，促使风沙流顺利输移。根据固定流沙的要求，理想的化学结皮应具有以下的特点：(1)抗风蚀力强，(2)承压力强，(3)抗严酷环境条件。

中国专利[申请号：20060165377.8，公开号：CN 1995280A]中，发明者报道了以纸浆废液中的木质素和脲醛树脂的交联产物为主要成分的固沙剂的制备方法。依照该方法，能将造纸废液中的木质素用于另一个环保事业之中。从亚硫酸法造纸的废水中得到的木质素磺酸钙中，一般都含有不同程度的糖类(大约15％左右)。众所周知，糖类因是多羟基化合物，具有很好的粘性，又这些糖类在PH10-12范围内，加热到70-80℃，就发生分解反应而消耗掉。该专利中，为了增强强度用脲醛树脂改性木质素，为此，必须要在碱性条件和加热条件下使木质素和甲醛、尿素反应。在这些过程中，不可避免地发生糖含量的降低。很显然，这不利于充分利用天然资源。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能够充分地利用资源，有效固沙的固沙材料。

为达到上述目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种固沙材料，以木质素磺酸钙作为主要原料，在水溶液状态中均匀地混合增强剂和增粘剂，最后干燥而得，其中各组份按重量比例的关系为：木质素磺酸钙∶增强剂＝1∶0.1～0.5，木质素磺酸钙∶增粘剂＝1∶0.001～0.003，所述的增强剂为脲醛树脂，所述的增粘剂为高聚物。

所述的增粘剂为聚丙烯酰胺或者聚乙烯醇。

所述的木质素磺酸钙为亚硫酸法造纸的废水中所得，其中含有6-14％重量的糖类。

所述的木质素磺酸钙占全部固沙材料50％以上的重量。

所述的整个混合过程中是在室温条件、PH值5～8之间进行。

本发明中的木质素磺酸钙为现有技术亚硫酸法造纸的废水中所得，由于木质素磺酸钙中含有相当的磺酸基和酚羟基等亲水性基团，又有以丙基苯为结构单元的聚合体，因此该木质素磺酸钙本身具有很好的粘性，本身就是理想的固沙剂的制备原料。木质素磺酸钙中所含有的糖类本身也具有很好的粘性，因此能成为制备固沙剂材料的原料。为了不使它在加工过程中消耗，避免碱性条件和高温加热条件。由于它们的粘性，喷洒在沙子表面时，会形成一层“固结层”，它可以起到固沙、保水等作用。但是这样形成的“固结层”，需要有一定的强度和韧性，能耐风的侵蚀以及雨淋等。为此需要均匀地添加合成树脂。这个合成树脂，必须是能同木质素磺酸钙均匀混合，其次能溶于水，还有必须能发生自然降解，利于不形成第二次环境污染。

椐文献调查和实验，符合上述要求的有脲醛树脂等。本发明中称它为增强剂，选择脲醛树脂为本发明的增强剂，脲醛树脂本身也有粘性。

木质素磺酸钙和脲醛树脂的混合比例，按重量计算，可以是1∶0.1～0.5；如果低于1∶0.1，起不到增强强度和韧性的目的。相反，超过1∶0.5可增加成本，不利于利用。

以木质素磺酸钙和脲醛树脂按适当比例混合均匀后，需要添加增粘剂，加速固化，提高粘度。这些增粘剂是聚丙烯酰胺或者聚乙烯醇，按重量为木质素磺酸钙重量的0.1％～0.3％。

为了充分地均匀混合，要求在水溶状态下进行，温度最好是在室温下，PH值在5～8之间进行。

本发明的固沙材料使用时，溶于一定量的水中，用喷洒机均匀地喷在沙漠上，等水分蒸发形成一个层，叫做固结层，该固结层起到保护水分，保护沙粒静止不动等作用。本发明的固沙材料具备了抗风蚀力强、承压力强、抗严酷环境条件的特点。

具体实施方式

实施例1：

500g木质素磺酸钙(含糖量8％)溶于500ml水中。另取100g脲醛树脂，溶于300ml水中。待两方全部溶解完，在室温条件、PH值5～8之间，在搅拌下将脲醛树脂溶液，缓缓加入于木质素磺酸钙水溶液中。加毕，继续搅拌一小时，加入增粘剂0.6g聚丙烯酰胺继续搅拌半小时后，经喷雾干燥得褐色粉状物。

实例2

500g木质素磺酸钙(含糖量8％)溶于500ml水中。另取100g脲醛树脂，溶于300ml水中。待两方全部溶解完，在室温条件、PH值5～8之间，在搅拌下将脲醛树脂溶液，缓缓加入于木质素磺酸钙水溶液中。加毕，继续搅拌一小时，加入增粘剂0.6g聚乙烯醇继续搅拌半小时后，经喷雾干燥得褐色粉状物。

实例3

500g木质素磺酸钙(含糖量8％)溶于500ml水中。另取100g脲醛树脂，溶于300ml水中。待两方全部溶解完，在室温条件、PH值5～8之间，在搅拌下将脲醛树脂溶液，缓缓加入于木质素磺酸钙水溶液中。加毕，继续搅拌一小时，加入增粘剂1.2g聚丙烯酰胺继续搅拌半小时后，经喷雾干燥得褐色粉状物。

实例4

500g木质素磺酸钙(含糖量8％)溶于500ml水中。另取100g脲醛树脂，溶于300ml水中。待两方全部溶解完，在室温条件、PH值5～8之间，在搅拌下将脲醛树脂溶液，缓缓加入于木质素磺酸钙水溶液中。加毕，继续搅拌一小时，加入增粘剂1.2g聚乙烯醇继续搅拌半小时后，经喷雾干燥得褐色粉状物。

上述说明仅是对本发明实施例的详细描述，但本发明并不限定于上述实施方式。在权利要求书和说明书技术方案所示的范围之内通过一些修改，可实现不同的实施方式，而这种修改应属于本发明的范围。

Claims (1)

1.一种固沙材料，以木质素磺酸钙作为主要原料，在水溶液状态中均匀地混合增强剂和增粘剂，最后干燥而得，其中各组份按重量比例的关系为：

木质素磺酸钙∶增强剂＝1∶0.1～0.5，

木质素磺酸钙∶增粘剂＝1∶0.001～0.003，

所述的木质素磺酸钙占全部固沙材料50％以上的重量，所述的木质素磺酸钙为亚硫酸法造纸的废水中所得，其中含有6-14％重量的糖类，所述的增强剂为脲醛树脂，所述的增粘剂为聚丙烯酰胺或者聚乙烯醇；所述的整个混合过程是在室温条件、PH值5～8之间进行。