CN102146291B

CN102146291B - 一种保水沙及其制备方法

Info

Publication number: CN102146291B
Application number: CN 201110032606
Authority: CN
Inventors: 张伟民; 朱永刚
Original assignee: Beijing Qisintal Science & Tech Co Ltd
Current assignee: Beijing Qisintal Science & Tech Co Ltd
Priority date: 2011-01-30
Filing date: 2011-01-30
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2031-01-30
Also published as: CN102146291A

Abstract

本发明涉及“一种保水沙及其制备方法”，属于化工领域。保水沙由骨料和骨料表面粘覆的胶粘剂层组成，所述胶粘剂层中包括水溶性胶粘剂、保水剂和生根剂，所述的骨料为风积沙。本发明将保水剂和生根剂用胶粘剂均匀粘覆在风积沙上，人工浇水或天下雨时，保水沙上保水剂同水接触面积大，能将水快速吸收，避免浪费，同时保水性好，缓慢释放水分供植物根部吸收，促进植物生根。同时，本发明的保水剂具有抗冻融性，能重复吸水和保水，最大化保证植物根部有水吸收，促进植物树生长，可减少对植物的浇灌次数，节约水资源和降低人工成本。本发明保水沙能解决沙漠和干旱地带挖坑种植经济作物和植树缺水的问题，其配方简单、质量稳定、施工方便。

Description

一种保水沙及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及沙漠和干旱地带农业领域种植经济作物，林业领域植树造林、城市和农村道路两旁植树绿化、公路和铁路两旁植树绿化。

背景技术

土地沙化是我国当前面临的最为严重的生态问题之一。一是面积大，全国现有沙化土地174.3万平方公里，占全国土地总面积的18.2％；，二是分布广，我国沙化土地主要分布于北纬35°-50°之间，形成一条西起塔里木盆地，东至松嫩平原西部，东西长约4500公里，南北宽约600公里的万里风沙带。三是扩展快。二十世纪五、六十年代，我国沙化土地每年以1560平方公里速度扩展，八十年代以每年2100平方公里速度扩展，九十年代初期以每年2460平方公里速度扩展，后期每年扩展达3436平方公里。土地沙化不仅恶化生态环境，导致沙区贫困，而且吞噬中华民族的生存与发展空间，阻碍全面建设小康社会进程，给国民经济和社会可持续发展造成了极大危害。植树造林是防止沙模化蔓延和减少沙漠化面积的主要方法，干旱的北方城市和农村道路两旁植树绿化和园林绿化，公路和铁路两旁植树绿化一切都离不开水，节约水资源、降低植树绿化成本是解决问题的关键。

中国专利CN1459484A公开一种用于治理沙漠、绿化沙漠，控制沙尘暴的化学控制剂。使用机械化或半机械化向沙漠喷洒沙尘暴控制剂，喷洒地域很快形成“固沙膜”，该膜结实而有韧性，这层膜能有效的改善沙地的水份含量，阻止沙漠水分的大量蒸发，使“固沙膜”下沙土保持湿润，野生小草可透过固沙膜逐渐生成绿地。中国专利CN1404715B公开一种沙地膜袋植树法，是将草炭土挖出经过一年的晾晒后粉碎，制成草炭土粉，即为树苗培养基；再将树苗根部埋入膜袋内的树苗培养基中，系紧塑料袋口。为沙漠植树造林提供了一种有效方法。中国实用新型专利CN2607754公开了一种土壤保湿袋，袋子为全封口或部分封口，袋内装有若干含高吸水性树脂及微量养料的粉状体或粒状体，袋子上设有许多可透水透气的透孔。当将吸满水的土壤保湿袋埋入土壤时，土壤保湿袋内的水凝胶水分可以通过透孔缓慢向外挥发水分，使土壤能在较长时期内保持一定湿度，可提高植树造林成活率和实现植物节水浇灌。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对植物缺水存在的问题，提供一种保水沙，该保水沙能够快速吸水、长期保水、促进植物生根、提高植物在沙漠和干旱地带的成活率和快速长大。

本发明采取的技术方案是：

一种保水沙，由骨料和骨料表面粘覆的胶粘剂层组成，所述胶粘剂层中包括水溶性胶粘剂、保水剂和生根剂，所述的骨料为风积沙，所述水溶性胶粘剂为水溶性环氧树脂。

所述水溶性环氧树脂为海因环氧树脂，多元醇缩水甘油醚、二羧酸二缩水甘油酯中的一种或几种，所述保水剂为丙烯酸型吸水树脂，所述生根剂为ABT1号生根粉、ABT2号生根粉、ABT3号生根粉中的一种或其组合，所述骨料粒径范围为60-2000μm。

所述水溶性环氧树脂用量占风积沙重量的0.1-1％，丙烯酸型吸水树脂用量占风积沙重量的0.05-10％，每千克风积沙中有1×10^-5-1×10^-3克生根剂。

所述水溶性环氧树脂用量占风积沙重量的为0.2-0.5％，丙烯酸型吸水树脂用量占风积沙重量的为0.3-3％。

所述胶粘剂层中还包括胶粘剂固化剂和润滑剂。

所述胶粘剂固化剂为与水溶性环氧树脂匹配的固化剂磺酸盐改性多元胺，所述磺酸盐改性多元胺为间苯二甲酸二甲酯磺酸钠或烯丙氧基羟丙基磺酸钠，与脂肪胺、脂环胺反应得到的产物，再与聚乙二醇缩水甘油醚反应而得到，其用量占水溶性环氧树脂重量的1-20％；所述润滑剂为硬脂酸盐、石蜡或硅油，润滑剂与水溶性环氧树脂重量之比为0.01-1∶100。

所述脂肪胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺，所述脂环胺为异佛尔酮二胺、胺乙基哌嗪、孟烷二胺；所述硬脂酸盐为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁。

所述润滑剂为硬脂酸钙或硅油，润滑剂与树脂重量之比为0.05-0.5∶100。

上述保水沙的制备方法，包括下述步骤：1)将加热的风积沙放入混砂机中，在搅拌下加入水溶性胶粘剂，使水溶性胶粘剂覆膜在风积沙上；2)加入保水剂和生根剂并搅拌均匀，3)加入胶粘剂固化剂，当物料要结团时，加入润滑剂继续搅拌直至物料完全分散；4)将物料冷却、破碎、过筛。

所述风积沙加热至50-150℃，加入水溶性环氧树脂搅拌的时间为30-80秒，加入保水剂和生根剂搅拌的时间为60-120秒。

本发明目的实现，将吸水树脂和生根剂用胶粘剂均匀粘覆在风积沙上，人工浇水或天下雨时，保水沙上吸水树脂同水接触面积大，能将水快速吸收，避免浪费，同时保水性好，缓慢释放水分供植物根部吸收，促进植物生根。同时，本发明的保水剂具有抗冻融性，能重复吸水和保水，最大化保证植物根部有水吸收，促进植物树生长，可减少对植物的浇灌次数，节约水资源和降低人工成本。该保水沙能抗冻融，五年以上吸水性能和保水性能变化很小。这样可大幅节约水资源和人工成本，适宜的供水环境促进植物快速成长。

本发明保水沙能解决沙漠和干旱地带挖坑种植经济作物和植树缺水的问题，其配方简单、质量稳定、施工方便。

本发明的制备方法简单易行，易于应用在工业化生产中；且利用该方法生产的保水沙具有快速吸水和长期保水功能。

具体实施方式

以下将详细描述本发明的具体实施方式。

本发明涉及一种保水沙，其包括风积沙以及在风积沙表面粘覆保水剂和生根剂的胶粘剂，所述胶粘剂为水溶性环氧树脂，对应使用的固化剂为磺酸盐改性多元胺，所述保水剂为丙烯酸型吸水树脂。

进一步地，本发明的保水沙中，所用的胶粘剂为水溶性环氧树脂，如海因环氧树脂、多元醇缩水甘油醚、二羧酸二缩水甘油酯等。

进一步地，本发明的保水沙中，水溶性环氧树脂用量占风积沙的0.1-1％(重量)，最适宜的用量为0.2-0.5％(重量)。

进一步地，同本发明水溶性环氧树脂匹配的固化剂为磺酸盐改性多元胺，如1摩尔的间苯二甲酸二甲酯磺酸钠同5摩尔的脂肪胺(如二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺等)或脂环胺(异佛尔酮二胺、胺乙基哌嗪、孟烷二胺等)在100～150℃之间进行氨酯交换反应后，降温到50℃时加入0.5～3摩尔的聚乙二醇400缩水甘油醚，在50～70℃反应形成的改性多元胺A；1摩尔的烯丙氧基羟丙基磺酸钠同4摩尔的脂肪胺或脂环胺进行加成反应后，再加入0.2～1.5摩尔的聚乙二醇200缩水甘油醚，在50～70℃反应形成的改性多元胺B，磺酸盐改性多元胺占水溶性树脂重量的1-20％。

进一步地，本发明的保水沙中，所用的保水剂为丙烯酸型吸水树脂，用量占风积沙重量的0.05-10％，最适宜的用量为0.3-3％。

进一步地，本发明的保水沙中，所用的生根剂为能促进植物和树苗在沙漠和干旱地带生根的一类无公害非激素的生理活性物质，如ABT1号生根粉、ABT2号生根粉、ABT3号生根粉等。用量为每千克风积沙中有1×10^-5-1×10^-3克生根粉。

保水沙中，所述的骨料为最便宜的风积沙，粒径范围为60-2000μm。

通过以下方法即能制备得到本发明涉及的保水沙，该方法包括：1)将风积沙加热；2)将加热的风积沙放入混砂机中，在搅拌下加入水溶性环氧树脂，使树脂覆膜在风积沙上；2)加入保水剂和生根剂并搅拌均匀，3)加入环氧树脂固化剂进行固化，当物料快要结团时，加入润滑剂继续搅拌直至物料完全分散；4)将物料冷却、破碎、过筛。

进一步地，本发明的保水沙的制备方法中，为了使风积沙在固化过程中颗粒之间相互分离，保证风积沙覆膜的完整性，优选使用如硬脂酸盐(如硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁等)和硅油为润滑剂来解决风积沙之间的分离，最适宜的润滑剂为硬脂酸钙或硅油，润滑剂与树脂重量之比为0.01-1∶100，最适宜的比例为0.05-0.5∶100。

进一步地，本发明的保水沙的制备方法中，优选所述步骤1中将风积沙加热至50-150℃之间；步骤2中加入环氧树脂搅拌的时间为30-80秒，加入保水剂和生根剂搅拌的时间为60-120秒。

本发明所用原料除水溶性环氧树脂固化剂外，均为市售。

实施例1

将加热到120℃的10千克风积沙放入混砂机中，在搅拌下加入海因环氧树脂(为无锡美华化工有限公司产品)50克，搅拌50秒；加入保水剂(为常州科林水溶膜有限公司产品)100克和ABT1号生根粉(为中国林科院林业研究所产品)0.002克并搅拌40秒；加入2克磺酸盐改性多元胺A进行固化，当物料快要结团时，加入润滑剂硅油(为广州道尔化工有限公司产品)0.2克继续搅拌直至物料完全分散，将物料冷却、破碎、过筛。每千克的保水沙保水量为1.8公斤。

实施例2

将加热到140℃的10千克风积沙放入混砂机中，在搅拌下加入海因环氧树脂30克和二缩三乙二醇缩水甘油醚(为江苏三木集团有限公司)20克搅拌30秒；加入保水剂150克和ABT2号生根粉(为中国林科院林业研究所产品)0.004克并搅拌40秒；加入1.5克磺酸盐改性多元胺B进行固化，当物料快要结团时，加入润滑剂硅油(为广州道尔化工有限公司产品)0.1克继续搅拌直至物料完全分散，将物料冷却、破碎、过筛。每千克的保水沙保水量为3公斤。

实施例3

将加热到140℃的10千克风积沙放入混砂机中，在搅拌下加入海因环氧树脂30克和二羧酸二缩水甘油酯(为常熟佳发有限公司产品)5克搅拌30秒；加入保水剂80克和ABT3号生根粉(为中国林科院林业研究所产品)0.004克并搅拌40秒；加入1.0克磺酸盐改性多元胺B进行固化，当物料快要结团时，加入润滑剂硬脂酸钙(为山东友和助剂有限公司产品)0.2克继续搅拌直至物料完全分散，将物料冷却、破碎、过筛。每千克的保水沙保水量为1.4公斤。

Claims

1.一种保水沙，由骨料和骨料表面粘覆的胶粘剂层组成，所述胶粘剂层中包括水溶性胶粘剂、保水剂和生根剂，所述的骨料为风积沙，所述水溶性胶粘剂为水溶性环氧树脂。

2.根据权利要求1所述的保水沙，所述水溶性环氧树脂为海因环氧树脂，多元醇缩水甘油醚、二羧酸二缩水甘油酯中的一种或几种，所述保水剂为丙烯酸型吸水树脂，所述生根剂为ABT1号生根粉、ABT2号生根粉、ABT3号生根粉中的一种或其组合，所述骨料粒径范围为60-2000μm。

3.根据权利要求2所述的保水沙，所述水溶性环氧树脂用量占风积沙重量的0.1-1％，丙烯酸型吸水树脂用量占风积沙重量的0.05-10%，每千克风积沙中有1×10^-5-1×10^-3克生根剂。

4.根据权利要求3所述的保水沙，所述水溶性环氧树脂用量占风积沙重量的为0.2-0.5％，丙烯酸型吸水树脂用量占风积沙重量的0.3-3%。

5.根据权利要求1所述的保水沙，所述胶粘剂层中还包括胶粘剂固化剂和润滑剂。

6.根据权利要求5所述的保水沙，所述胶粘剂固化剂为与水溶性环氧树脂匹配的固化剂磺酸盐改性多元胺，所述磺酸盐改性多元胺为间苯二甲酸二甲酯磺酸钠或烯丙氧基羟丙基磺酸钠，与脂肪胺、脂环胺反应得到的产物，再与聚乙二醇缩水甘油醚反应而得到，其用量占水溶性环氧树脂重量的1-20%；所述润滑剂为硬脂酸盐或硅油，润滑剂与水溶性环氧树脂重量之比为0.01-1：100。

7.根据权利要求6所述的保水沙，所述脂肪胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺，所述脂环胺为异佛尔酮二胺、胺乙基哌嗪、孟烷二胺；所述硬脂酸盐为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁。

8.根据权利要求7所述的保水沙，所述润滑剂为硬脂酸钙或硅油，润滑剂与树脂重量之比为0.05-0.5：100。

9.权利要求5-8任一所述保水沙的制备方法，包括下述步骤：1)将加热的风积沙放入混砂机中，在搅拌下加入水溶性胶粘剂，使水溶性胶粘剂覆膜在风积沙上；2)加入保水剂和生根剂并搅拌均匀，3）加入胶粘剂固化剂，当物料要结团时，加入润滑剂继续搅拌直至物料完全分散；4)将物料冷却、破碎、过筛。

10.根据权利要求9所述的制备方法，所述风积沙加热至50-150℃，加入水溶性环氧树脂搅拌的时间为30-80秒，加入保水剂和生根剂搅拌的时间为60-120秒。