CN102533275A - 生态恢复用天然树胶粘合剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生态恢复用天然树胶粘合剂及其应用，由质量百分比如下的成分构成：天然树胶85％～90％、交联剂0.2％～4％、分散剂0.4％～3％、抑制剂0.2％～4％、消泡剂0.3％～5％、增强剂0.5％～3％。本发明主要成分采用的是可完全降解的天然树胶材料，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；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，有利于浆料粘附于坡面。

Description

生态恢复用天然树胶粘合剂及其应用

技术领域

本发明涉及生态恢复工程领域，尤其是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——天然树胶粘合剂，及其应用。

背景技术

在铁路、公路、水库、电站等基础设施建设后期，裸露边坡的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、纤维覆盖料、粘合剂和水等材料，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，能有效地防止雨水和风沙冲刷，有利于保温保湿，能使种子在较短时间内发芽生长，迅速覆盖地面，使裸露地表得以恢复。

混合物中粘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，反复吸水不失粘性，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，粘合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粘合力，有效促进土壤团粒结构的形成，防止风沙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。因此，要求所用粘合剂水溶性好，能形成胶状水混浆液，易成膜，糊化温度低，具有较强的粘合力、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粘合剂是人工合成的聚合物产品，分子量高达数百万至数千万，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。

发明内容

本发明针对不足，提出一种生态恢复用天然树胶粘合剂及其应用，生物降解性好，高粘度、低成本。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种生态恢复用天然树胶粘合剂，由质量百分比如下的成分构成：

优选的，所述天然树胶为阿拉伯胶、桃胶、黄耆胶、刺梧桐胶和盖提胶中的一种或多种。

优选的，所述交联剂为氯化铝、硼酸、四硼酸钠和五硼酸钠中的一种或多种。

优选的，所述分散剂为葡萄糖、糊精、二氧化硅和硅铝酸钠中的一种或多种。

优选的，所述抑制剂为苯甲酸钠、山梨酸钾、脱氢乙酸钠、丙酸钙、双乙酸钠和乳酸钠中的一种或多种。

优选的，所述消泡剂为乙醇、乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的一种或多种。

优选的，所述增强剂为甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素和羧甲基羟乙基纤维素中的一种或多种。

一种如上所述的生态恢复用天然树胶粘合剂在植被生态恢复中的应用。

本发明生态恢复用天然树胶粘合剂中各成分在产品中作用如下所述：

1、天然树胶，是一种碳水化合物聚合体，包括半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸等，是一种独特的亲水胶体，随着温度升高溶解性增高，能很快分散在冷水中进行溶胀增稠，能生物降解。其化学结构中邻位顺式羟基的存在决定了其良好的亲水性、增稠性、交联性、成膜性，水溶液具有较高的粘度、强度、韧性，为其成膜性和保水性提供了基础。

2、交联剂，可以使天然树胶分子中邻位顺式羟基与体系中的某些金属离子形成三位网状凝胶，溶液粘度比原天然树胶液高20～30倍，成膜后强度提高10～20倍。

3、分散剂，在配制溶液时，可以使天然树胶松散流动，分散均匀地加入水中，不抱团，没有胶团产生，促使溶液粘度快速释放。

4、抑制剂，在配制溶液时，通过抑制剂对各种微生物进行抑制生长或者杀灭作用，延长溶液有效保质期。其作用机理包括使蛋白质变性；对微生物细胞壁和细胞膜生产一定效应；对细胞原生质部分的遗传机制产生效应；干扰细胞中酶的活力。

5、消泡剂，在配制溶液时会产生大量泡沫，经常溢出污染喷播设备，通过加入消泡剂进行清除。其作用机理包括泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭；消泡剂能破坏膜弹性而导致气泡破灭；消泡剂能促使液膜排液，因而导致气泡破灭。

6、增强剂，增强剂主要由改性纤维素组成，改性纤维素是工业上重要的水溶性聚合物，由已经是聚合物的天然纤维素经化学改性得到。改性纤维素以羧甲基纤维素使用最为广泛，一般商品羧甲基取代度在0.7～1.2之间，水溶液在pH值4～12稳定，除具有优良的水溶性，还具有增稠、粘结、成膜、保水、分散稳定性等特性，与树胶共同为成膜性、持水性等提供了基础。

本发明产品与现有技术相比，具有以下优点：

1.主要成分采用的是可完全降解的天然树胶材料，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.产品属于天然水溶性高分子，溶水性好，见水即溶，无胶团产生，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，有利于浆料粘附于坡面。

5.可重复溶水、脱水，不会附壁结壳，有利于机械清洗和重新利用。

本发明的粘合剂在常温状态下用冷水即可配制溶液，无需任何其它加温设备。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

将下述各实施例的粘合剂各成分，在常温状态下用冷水混匀，即可配制出生态恢复用天然树胶粘合剂溶液。

实施例1

一种生态恢复用天然树胶粘合剂，由质量百分比如下的成分构成：

1.树胶：黄耆胶88％

2.交联剂：四硼酸钠1.5％

3.分散剂：硅铝酸钠2.5％

4.抑制剂：乳酸钠3.5％

5.消泡剂：聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚2％

6.增强剂：羧甲基纤维素钠2.5％。

实施例2

一种生态恢复用天然树胶粘合剂，由质量百分比如下的成分构成：

1.树胶：桃胶85％

2.交联剂：五硼酸钠3.5％

3.分散剂：气相二氧化硅2.0％

4.抑制剂：苯甲酸钠3.0％

5.消泡剂：乳化硅油4.5％

6.增强剂：羟丙基甲基纤维素钠2.0％。

实施例3

一种生态恢复用天然树胶粘合剂，由质量百分比如下的成分构成：

1.树胶：黄耆胶86.5％

2.交联剂：硼酸3.0％

3.分散剂：糊精2.0％

4.抑制剂：山梨酸钾3.5％

5.消泡剂：聚氧丙烯3.5％

6.增强剂：羧甲基羟乙基纤维素2.5％。

实施例4

一种生态恢复用天然树胶粘合剂，由质量百分比如下的成分构成：

1.树胶：盖提胶和刺梧桐胶(1∶1)86.5％

2.交联剂：氯化铝3.0％

3.分散剂：葡萄糖2.0％

4.抑制剂：山梨酸钾3.5％

5.消泡剂：聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚3.5％

6.增强剂：羟乙基纤维素钠2.5％。

实施例5

一种生态恢复用天然树胶粘合剂，由质量百分比如下的成分构成：

1.树胶：桃胶86.5％

2.交联剂：硼酸和四硼酸钠3.0％

3.分散剂：糊精和硅铝酸钠2.0％

4.抑制剂：山梨酸钾3.5％

5.消泡剂：乙醇和聚氧丙烯3.5％

6.增强剂：甲基纤维素2.5％。

试验实施例

对上述实施例制得的产品进行粘度、水分、pH值检测，其中粘度试验方法采用GB/T 18104，水分试验方法采用GB/T 5497，pH值试验方法采用GB/T 14518；结果见下表1：

表1产品的技术指标

由上表1可知，本发明产品的粘度高，有利于液体浆料粘附着于坡面；产品本身水分适中，在正常密封条件下可以长期保存，时间可以长达数年；产品溶液pH值为弱碱性，对环境无污染无伤害。

将上述实施例的粘合剂喷洒到地表，粘合剂混合物表现出附着性好、无流淌现象，并能形成耐水膜，反复吸水不失粘性，能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。本发明粘合剂的有益之处在于，各组分及其溶液无任何毒副作用和腐蚀作用，作用期过后能在自然界很快生化降解，无任何二次污染，并可适当改良水土环境。

本发明的生态恢复用天然树胶粘合剂可在植被生态恢复、土壤生态恢复等生态环境下得到应用，并可有效维护生态环境中的水分、酸碱程度、保护生态物质。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种生态恢复用天然树胶粘合剂，由质量百分比如下的成分构成：

2.如权利要求1所述的生态恢复用天然树胶粘合剂，其特征在于：所述天然树胶为阿拉伯胶、桃胶、黄耆胶、刺梧桐胶和盖提胶中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的生态恢复用天然树胶粘合剂，其特征在于：所述交联剂为氯化铝、硼酸、四硼酸钠和五硼酸钠中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的生态恢复用天然树胶粘合剂，其特征在于：所述分散剂为葡萄糖、糊精、二氧化硅和硅铝酸钠中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的生态恢复用天然树胶粘合剂，其特征在于：所述抑制剂为苯甲酸钠、山梨酸钾、脱氢乙酸钠、丙酸钙、双乙酸钠和乳酸钠中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的生态恢复用天然树胶粘合剂，其特征在于：所述消泡剂为乙醇、乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的生态恢复用天然树胶粘合剂，其特征在于：所述增强剂为甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素和羧甲基羟乙基纤维素中的一种或多种。

8.一种如权利要求1所述的生态恢复用天然树胶粘合剂在植被生态恢复中的应用。