CN102146292B - 一种喷播用植物胶黏合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生态工程领域，涉及一种在生态恢复工程中喷播覆盖种植施工使用的浆料混合添加剂—植物胶黏合剂及其制备方法。原料重量百分比为：植物种子胶粉90％～94.5％，添加剂5.5-10％；添加剂包括：引发剂0.5％～2％，扩散剂1％～3％；抑制剂2～4％，消泡剂1％～3％，活化剂1％～3％；植物种子胶粉为刺槐豆、葫芦巴、瓜儿、皂荚、野皂荚、塔拉或田菁植物种子分离提取的胶粉，引发剂为过硫酸钾，扩散剂为三聚磷酸钠或磷酸钠，抑制剂为邻羟基苯甲酸，消泡剂为聚二甲基硅氧烷，活化剂为硫化钠或碳酸钠。本植物胶黏合剂采用可完全降解原材料制备，环境亲和性强，溶水性好，湿状态粘稠度小，粘结强度高，材料亲合性强，温度适应性强，兼有营养成分和土壤保水功能。

Description

一种喷播用植物胶黏合剂及其制备方法

技术领域

本发明属于生态工程领域，涉及一种在生态恢复工程中喷播覆盖种植施工使用的浆料混合添加剂——植物胶黏合剂及其制备工艺。

背景技术

在高速公路、水库、电站等基础设施建设后期，裸露高陡边坡植被恢复是一项重要工作。在现代的植被恢复生态工程中，常使用机械化种植施工，如喷播机械，将种子、土壤稳定剂、肥料、覆盖料、黏合剂和水等材料，按一定的配比充分搅拌混后，用喷枪将混合物均匀喷射到土壤表面。混合物在土壤表面形成一层膜状结构，辅之其他覆盖材料保护，能有效地防止雨水冲刷，有利于保温保湿，能使种子在较短的时间内发芽生长，迅速覆盖地面，使裸露地表得以恢复。

混合物中黏合剂的作用是使喷到地表的混合物附着性好、无流淌现象，并能形成耐水膜，反复吸水不失黏性。以提高土壤的团粒结构，增强抗侵蚀能力，提高土壤颗粒在坡面上的稳定性。有效的防止坡面浅层滑坡及径流，使种子幼苗不流失；同时还起到改良土壤的作用。

植被生态恢复工程技术的特殊性在于，胶黏剂在喷播机械运行过程中要起到润滑作用，防止混合搅拌时纤维结团，降低混合浆液输送喷射时在管路和水泵中的通行阻力。喷播后可提供了纤维与土壤及纤维之间更强的黏合力，有效促进土壤团粒结构的形成，防止风和雨水造成的覆盖物或土壤的流失。在干燥炎热的天气里，覆盖物形成的表层膜可封闭潮气，降低土壤及纤维的水分蒸发量。它的特殊成份，使得它能很快分散在冷水中，无需其他胶基黏合剂中普遍使用的“胶球”。

因此，要求所用胶黏剂水溶性好，能形成胶状水混浆液，易成膜，糊化温度低，具有较强的黏合力、持水性、渗透性和抗凝沉性。尤其是其降解产物对环境安全，不会对作物生长产生不利影响。

国内目前广泛使用的黏合剂是高分子化合产品，其不易降解，在施入土壤后，易于在土壤环境中残留，对后茬作物根系生长产生不利影响。并会对土壤存在不同程度的伤害。而天然植物胶能降解，符合生态恢复的要求，但黏结强度和性能稳定性较差。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种应用于生态恢复工程中喷播覆盖种植施工专用的高黏度、低成本、环保型混合添加剂——喷播用植物胶黏合剂；使用中可保证物料混合的均匀、喷播质量和喷播效率。

为实现上述目的，本发明的原理是采用物理方法辅之化学方法制备改性植物胶。物理方法是通过采用超细制粉，对种子胚乳的破壁增黏，提高溶解速度和黏度。化学方法是通过加入多种助剂，促进胶粉的快速分散，提高溶解速度；增加原胶分子结构上的羟基数量，通过这些活性羟基增强黏度；同时，通过抑制或杀死生物酶，防止酶的降解作用而引起黏度的损失，延长贮存期。经复合配制而成的产品为粉状改性植物胶。

一种喷播用植物胶黏合剂，原料重量百分比为：植物种子胶粉90％～94.5％，添加剂5.5％～10％；添加剂包括：引发剂0.5％～2％，扩散剂1％～3％，抑制剂2％～4％，消泡剂1％～3％，活化剂1％～3％。

植物种子胶粉为刺槐豆、葫芦巴、瓜尔、皂荚、塔拉或田菁植物种子分离提取的胶粉，引发剂为过硫酸钾，扩散剂为三聚磷酸钠或磷酸钠，抑制剂为邻羟基苯甲酸，消泡剂为聚二甲基硅氧烷，活化剂为硫化钠或碳酸钠。根据生态工程应用现场坡度大小，分平地、缓坡、陡坡三类确定不同黏度的原料配比。

测定筛分后胶粉的含水率，平均含水率控制在10％～20％。含水率过高时，需进行干燥处理，干燥温度≤105℃；含水率过低时，需进行调湿处理。

用筛分机分别对植物种子胶粉和添加剂进行筛分，细度达到160目以上，细度未达到要求的需返回重新粉碎后再用。

按确定的优化重量比分别称取符合细度要求的胶粉和添加剂，再用喂料器依次加入混料罐，胶粉和添加剂在封闭无菌的混合料罐内均匀混合，时间控制在15～20min，温度20±3℃。

取样产品测定pH值，酌情用pH值调节剂(烧碱或柠檬酸)将胶粉pH值调节至中性(6.5～7.5)。

复配好的胶粉需在罐内无菌恒湿的条件下均质陈化40～60min，使其含水率、活性等理化指标趋于一致。终含水率控制在15％以内。

本发明是以植物种子胶粉为主体原料，采用现代技术手段，对其进行复合混配改性处理，改善综合性能，重点是提高黏结性能和延缓降解期，以提高土壤保水性和抗侵蚀能力，同时有益于提高机械化施工效率，有益于改善土壤微生物生存环境。既可保留植物胶纯天然的环境亲和性，又增强保墒作用，使其适用于水土保持、植物生态恢复以及园林绿化等工程。

本发明与高分子化合黏合剂的最大差别是：在提高土壤颗粒依附强度、促进土壤颗粒团粒结构形成的同时，能够优化土壤的微生物生存环境，进一步促进土壤的熟化。其意义在于符合循环经济，生态经济的社会发展趋势，并填补了国内这一领域的空白。

产品特点：

本发明主要针对喷播工程技术要求而开发的一种新产品，与市场上现有的类似产品比较，具有以下优点：

1.采用可完全降解原材料制备，环境亲和性强；使用安全，对工作环境和人体健康不会造成影响。

2.属于天然水溶性高分子，溶水性好，见水即溶，无干心团粒或果冻状颗粒，溶液呈均匀乳状或糊状；有利于浆料的均匀混合。

3.湿状态粘稠度小，粘度释放时间可控，流动性好，并具润滑性，不会使木纤维或颗粒物结团；有利于减小输送阻力，浆料喷射距离更远。

4.粘结强度高，材料亲合性强。粘结强度可随着水分减少逐步增强，脱水后粘结强度持久，有利于浆料黏附着于坡面。

5.可重复溶水、脱水，不会附壁结壳；由有利于机械清洗和重新利用。

6.优化配比后胶黏剂，兼有营养成分和土壤保水功能，可简化混合料配比，降低喷播作业成本。

7.温度适应性强，可在5～35℃温度范围内使用。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

适用于平地喷播施工的低黏度植物胶黏合剂，由下列重量份的原料制备而成：

1.植物种子胶粉：刺槐豆胶粉91.5％

2.引发剂：过硫酸钾1.5％

3.扩散剂：三聚磷酸钠2％

4.抑制剂：邻羟基苯甲酸2.5％

5.消泡剂：聚二甲基硅氧烷1％

6.活化剂：碳酸钠1.5％

工艺过程：

1.称取经过筛分后过160目、含水率在10％～20％的植物胶粉100份，投入混料罐。

2.分别称取引发剂1.6份，扩散剂2.2份，抑制剂2.7份、消泡剂1.1份，活化剂1.6份。

3.在开启混合机，混合搅拌转速为24～100rpm。先加入扩散剂搅拌3min，然后每隔1min依次添加引发剂、助剂、抑制剂和消泡剂。复配时间控制在15～20min。温度控制在20±3℃。

4.复配好的胶粉运至均质陈化罐内，在罐内无菌恒湿的条件下均质陈化40～60min。

5.取样产品测定pH值，酌情用pH值调节剂将产品调节至中性。

6.取样产品测定含水率，终含水率控制在15％以内。含水率过高需用气流干燥机处理；过低时用调湿机处理，直至到达要求。

7.用纸塑复合袋通过计量包装机包装后即成产品。

实施例2

适用于缓坡喷播施工的中黏度植物胶黏合剂：

1.植物种子胶粉：葫芦巴胶粉91.6％

2.引发剂：过硫酸钾1.2％

3.扩散剂：磷酸钠2.2％

4.抑制剂：邻羟基苯甲酸2.5％

5.消泡剂：聚二甲基硅氧烷1.0％

6.活化剂：硫化钠1.5％

工艺过程：

1.称取经过筛分后过160目、含水率在10％～20％的植物胶粉100份，投入混料罐。

2.分别称取引发剂1.3份，扩散剂2.4份，抑制剂2.7份、消泡剂1.1份，活化剂1.6份。

3.在开启混合机，混合搅拌转速为24～100rpm。先加入扩散剂搅拌3min，然后每隔1min依次添加引发剂、助剂、抑制剂和消泡剂。复配时间控制在15～20min。温度控制在20±3℃。

4.复配好的胶粉运至均质陈化罐内，在罐内无菌恒湿的条件下均质陈化40～60min。

5.取样产品测定pH值，酌情用pH值调节剂将产品调节至中性。

6.取样产品测定含水率，终含水率控制在15％以内。含水率过高需用气流干燥机处理；过低时用调湿机处理，直至到达要求。

7.用纸塑复合袋通过计量包装机包装后即成产品。

实施例3

适用于陡坡喷播施工的高黏度植物胶黏合剂，

1.植物种子胶粉：田菁豆胶粉 93％

2.引发剂：过硫酸钾 1.0％

3.扩散剂：三聚磷酸钠 2.0％

4.抑制剂：邻羟基苯甲酸 2.0％

5.消泡剂：聚二甲基硅氧烷 1.0％

6.活化剂：碳酸钠 1.0％

工艺过程：

1.称取经过筛分后过160目、含水率在10％～20％的植物胶粉100份，投入混料罐。

2.分别称取引发剂1.1份，扩散剂2.2份，抑制剂2.2份、消泡剂1.1份，活化剂1.1份。

3.在开启混合机，混合搅拌转速为24～100rpm。先加入扩散剂搅拌3min，然后每隔1min依次添加引发剂、助剂、抑制剂和消泡剂。复配时间控制在15～20min。温度控制在20±3℃。

4.复配好的胶粉运至均质陈化罐内，在罐内无菌恒湿的条件下均质陈化40～60min。

5.取样产品测定pH值，酌情用pH值调节剂将产品调节至中性。

6.取样产品测定含水率，终含水率控制在15％以内。含水率过高需用气流干燥机处理；过低时用调湿机处理，直至到达要求。

7.用纸塑复合袋通过计量包装机包装后即成产品。

Claims (2)

1.一种喷播用植物胶黏合剂，其特征是原料重量百分比为：植物种子胶粉90％～94.5％，添加剂5.5％～10％；添加剂包括：引发剂0.5％～2％，扩散剂1％～3％；抑制剂2～4％，消泡剂1％～3％，活化剂1％～3％；

植物种子胶粉为刺槐豆、葫芦巴、瓜尔、皂荚、塔拉或田菁植物种子分离提取的胶粉，引发剂为过硫酸钾，扩散剂为三聚磷酸钠或磷酸钠，抑制剂为邻羟基苯甲酸，消泡剂为聚二甲基硅氧烷，活化剂为硫化钠或碳酸钠。

2.如权利要求1所述的一种喷播用植物胶黏合剂的制备方法，其特征是

1)测定筛分后胶粉的含水率，平均含水率控制在10％～20％；含水率过高需进行干燥处理，干燥温度≤105℃；过低需进行调湿处理；

2)用筛分机分别对植物种子胶粉和添加剂进行筛分，细度达到160目以上，细度未达到要求的返回重新粉碎；

3)按确定的重量比分别称取符合细度要求的胶粉和添加剂，再用喂料器依次加入混料罐，胶粉和添加剂在封闭无菌的混合料罐内均匀混合，时间控制在15～20min，温度20±3℃；

4)取样产品测定pH值，用烧碱或柠檬酸将胶粉pH值调节至6.5～7.5；

5)复配好的胶粉需在罐内无菌恒湿的条件下均质陈化40～60min，使其含水率、活性理化指标趋于一致，终含水率控制在15％以内。

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