CN104418555B - 一种蓄水保湿材料及其制备和应用 - Google Patents

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本发明公开了一种蓄水保湿材料及其制备和应用，该蓄水保湿材料含有如下重量份数的成分：水1000，保水剂5‑10，棉溶胶40‑70，沙100‑250，水泥30‑60；其中，所述保水剂通过以下方法制备：1）100‑150℃下，造纸废液蒸发至固含量为20%‑45%；2）100‑150℃下，步骤1）得到的悬浮液中加入重量为该悬浮液重量1~3%的淀粉充分搅拌,干燥，得到保水剂；所述棉溶胶通过如下方法制备：废棉加入氢氧化钠水溶液中，蒸煮，得到棉溶胶。本发明的蓄水保湿材料能够在流沙中进行植被，其利用造纸厂的废液，环保；具有很高的保水率。

Description

一种蓄水保湿材料及其制备和应用
技术领域
本发明属沙漠固沙绿化领域，具体涉及一种蓄水保湿材料及其制备和应用。
背景技术
中国发生土地荒漠化的潜在面积为33170万公顷，占我国国土总面积的34.6％。
2012年9月，国务院常务会议讨论通过了《京津风沙源治理二期工程规划(2013－2022年)》，决定实施京津风沙源治理二期工程。工程区范围由原来的北京、天津、河北、山西、内蒙古5个省(区、市)的75个县(旗、市、区)扩大至包括陕西在内6个省(区、市)的138个县(旗、市、区)，总投资为877.92亿元。
固沙技术一般存在三种方法：植被固沙、物理固沙、化学固沙、综合固沙等。
植被固沙为常见技术和方法，但是对于流动沙丘，植被存活率基本为零；化学固沙始于20世纪30年代，迄今已有近70年的历史。1934年，前苏联首先开展了沥青乳液固沙试验。综合固沙则是在物理固沙基础上附加上蓄水保湿材料，再在蓄水保湿层进行植被等一体化技术方法。在实际施工中，综合固沙还不占主导地位。几十年来几乎都没有对其进行系统研究。
受固沙效果、成本、施工条件、环保等方面因素的限制，综合固沙还没有出现实际的应用实例。而且到目前为止，国家对固沙材料没有性能标准。
目前固沙存在的主要问题：
(1)工程规模大，固沙实施困难，尤其是流动沙丘的固沙技术难；
(2)就目前来说，植被固沙较易实施，其他的固沙成本都较高；
(3)沙丘面积大、多松软，施工车辆进入沙丘困难；
(4)固沙后的后期维护比较困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是植被固沙效果不大、物理固沙困难、化学固沙成本较高。
为了解决上述技术问题，本发明通过综合固沙从三种方法中取长补短，利用蓄水保湿材料的复配物进行固沙，控制一定成本，简化施工程序，最终达到长期固沙和植被的效果。
本发明提供的蓄水保湿材料，含有如下重量份数的成分：
水 1000，
保水剂 5-10，
棉溶胶 40-70，
沙 100-250，
水泥 30–60；
其中，所述保水剂通过以下方法制备：1)100-150℃下，造纸废液蒸发至固含量为20％-45％；2)100-150℃下，步骤1)得到的悬浮液中加入重量为该悬浮液重量1～3％的淀粉充分搅拌,干燥，得到保水剂；
所述棉溶胶通过如下方法制备：废棉加入氢氧化钠水溶液中，蒸煮，得到棉溶胶。
优选地，所述保水剂通过如下方法制备：1)100-150℃下，造纸废液蒸发至固含量为20％-45％；2)100-150℃下，步骤1)得到的悬浮液中加入重量为该悬浮液重量1.5％的淀粉充分搅拌,干燥，得到保水剂。
优选地，所述棉溶胶通过如下方法制备：在废棉中加入浓度≥96％的氢氧化钠水溶液，氢氧化钠水溶液的加入量为废棉和氢氧化钠水溶液总重量的
3％-8％，120-150℃蒸煮4-6h，得到棉溶胶。
优选地，在废棉中加入浓度≥96％的氢氧化钠水溶液，氢氧化钠水溶液的加入量为废棉和氢氧化钠水溶液总重量的5％，130℃蒸煮4-6h，得到棉溶胶。
优选地，含有如下重量份数的成分：
水 1000，
保水剂 8，
棉溶胶 65，
沙 250，
水泥 45。
本发明提供上述的蓄水保湿材料的制备方法，水与保水剂混合搅拌均匀后加入棉溶胶，搅拌均匀后加入水泥和沙，继续搅拌均匀，得到蓄水保湿材料。
作为优选技术方案，所述蓄水保湿材料利用模具成型为板状。
本发明提供上述蓄水保湿材料的应用，将蓄水保湿材料覆盖于沙漠
中，于蓄水保湿材料上植被绿化植物。
本发明与之前蓄水保湿材料相比，能够达到以下技术效果：
1)能够在流沙中进行植被；
2)利用造纸厂的废液，环保；
3)保水率高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
以下实施例中使用的氢氧化钠水溶液为工业级氢氧化钠溶液(浓度≥96％，GB 209-93)。
以下保水率θ计算公式为其中m1为保湿板材开始重量，m2为经过n年之后由于失水的重量，为失水率。目前，国家对于保水材料的保水率没有相关标准，只能按照企业的标准来执行，一般要求保水率θ≥30％。
实施例1：
本实施例中保水剂通过如下方法制备：1)造纸废液(主要成分为纤维素[(C6H10O5)n]的分散液)在100-150℃蒸发至固含量为30％；2)取1kg步骤1)得到的悬浮液，在100-150℃下，再加入0.015kg淀粉充分搅拌0.5-1h，干燥，得到保水剂；
本实施例中棉溶胶通过如下方法制备：在废棉中加入氢氧化钠水溶液，氢氧化钠水溶液的加入量为废棉和氢氧化钠水溶液总重量的5％，130℃蒸煮4-6h，得到棉溶胶。此处的废棉是指：棉厂落地棉或棉壳或器械残留废棉，主要成分为纤维类[(C6H10O5)n]。
在搅拌车内加入水1000kg、然后加入保水剂5kg，充分搅拌均匀约5min、加入棉溶胶40kg，继续搅拌均匀，将水泥30kg和沙漠沙100kg，投入到搅拌车中，搅拌15-30min，得到蓄水保湿材料，可用模具
(60cmX60cmX10cm)成型为一定厚度的板状材料即为蓄水保湿板材，将蓄水保湿板材覆盖于沙漠中，其表面植被绿化植物，起到固沙绿化作用。保水2年后，蓄水保湿板材的保水率达到75％，在风速为10m/s的情况下，风蚀量为0.0543g/min·m2。(风蚀量为在一定风速条件下，在单位面积上按单位时间使蓄水保湿板材失重量)
实施例2：
本实施例中保水剂通过如下方法制备：1)造纸废液(主要成分为纤维素[(C6H10O5)n]的分散液)在100-150℃蒸发至固含量为20％；2)取1kg步骤1)得到的悬浮液，在100-150℃下，再加入0.02kg淀粉充分搅拌0.5-1h，干燥，得到保水剂；
本实施例中棉溶胶通过如下方法制备：在废棉中加入氢氧化钠水溶液，氢氧化钠水溶液的加入量为废棉和氢氧化钠水溶液总重量的3％，130℃蒸煮4-6h，得到棉溶胶。
在搅拌车内加入水1000kg、然后加入保水剂8kg，充分搅拌均匀约5min、加入棉溶胶50kg，继续搅拌均匀，将水泥45kg和沙漠沙150kg，投入到搅拌车中，搅拌15-30min，得到蓄水保湿材料，可用模具(60cmX60cmX10cm)成型为一定厚度的板状材料，再覆盖于沙漠中，其表面可以植被绿化植物，起到固沙绿化作用。保水2年后，保水率达到81％，在风速为10m/s的情况下，风蚀量为0.0503g/min·m2。
实施例3：
本实施例中保水剂通过如下方法制备：1)造纸废液(主要成分为纤维素[(C6H10O5)n]的分散液)在100-150℃蒸发至固含量为30％；2)取1kg步骤1)得到的悬浮液，在100-150℃下，再加入0.03kg淀粉充分搅拌0.5-1h，干燥，得到保水剂；
本实施例中棉溶胶通过如下方法制备在废棉中加入氢氧化钠水溶液，氢氧化钠水溶液的加入量为废棉和氢氧化钠水溶液总重量的5％，130℃蒸煮4-6h，得到棉溶胶。
在搅拌车内加入水1000kg、然后加入保水剂10kg，充分搅拌均匀约5min、加入棉溶胶65kg，继续搅拌均匀，将水泥60kg和沙漠沙250kg，投入到搅拌车中，搅拌15-30min，得到蓄水保湿材料，可用模具(60cmX60cmX10cm)成型为一定厚度的板状材料，再覆盖于沙漠中，其表面可以植被绿化植物，起到固沙绿化作用。保水2年后，保水率达到84％，在风速为10m/s的情况下，风蚀量为0.0443g/min·m2。
实施例4：
本实施例中保水剂通过如下方法制备：1)造纸废液(主要成分为纤维素[(C6H10O5)n]的分散液)在100-150℃蒸发至固含量为45％；2)取1kg步骤1)得到的悬浮液，在100-150℃下，再加入0.03kg淀粉充分搅拌0.5-1h，干燥，得到保水剂；
本实施例中棉溶胶通过如下方法制备：在废棉中加入氢氧化钠水溶液，氢氧化钠水溶液的加入量为废棉和氢氧化钠水溶液总重量的5％，，130℃蒸煮4-6h，得到棉溶胶。
在搅拌车内加入水1000kg、然后加入保水剂8kg，充分搅拌均匀约5min、加入棉溶胶65kg，继续搅拌均匀，将水泥45kg和沙漠沙250kg，投入到搅拌车中，搅拌15-30min，得到蓄水保湿材料，可用模具(60cmX60cmX10cm)成型为一定厚度的板状材料，再覆盖于沙漠中，其表面可以植被绿化植物，起到固沙绿化作用。保水2年后，保水率达到85％，在风速为10m/s的情况下，风蚀量为0.0310g/min·m2。
实施例5：
本实施例中保水剂通过如下方法制备：1)造纸废液(主要成分为纤维素[(C6H10O5)n]的分散液)在100-150℃蒸发至固含量为30％；2)取1kg步骤1)得到的悬浮液，在100-150℃下，再加入0.015kg淀粉充分搅拌0.5-1h，干燥，得到保水剂；
本实施例中棉溶胶通过如下方法制备：在废棉中加入氢氧化钠水溶液，氢氧化钠水溶液的加入量为废棉和氢氧化钠水溶液总重量的5％，，130℃蒸煮4-6h，得到棉溶胶。
在搅拌车内加入水1000kg、然后加入保水剂8kg，充分搅拌均匀约5min、加入棉溶胶50kg，继续搅拌均匀，将水泥60kg和沙漠沙150kg，投入到搅拌车中，搅拌15-30min，得到蓄水保湿材料，可用模具(60cmX60cmX10cm)成型为一定厚度的板状材料，再覆盖于沙漠中，其表面可以植被绿化植物，起到固沙绿化作用。保水2年后，保水率达到79％，在风速为10m/s的情况下，风蚀量为0.0513g/min·m2。
实施例6：
本实施例中保水剂通过如下方法制备：1)造纸废液(主要成分为纤维素[(C6H10O5)n]的分散液)在100-150℃蒸发至固含量为30％；2)取1kg步骤1)得到的悬浮液，在100-150℃下，再加入0.025kg淀粉充分搅拌0.5-1h，干燥，得到保水剂；
本实施例中棉溶胶通过如下方法制备：在废棉中加入氢氧化钠水溶液，氢氧化钠水溶液的加入量为废棉和氢氧化钠水溶液总重量的5％，130℃蒸煮4-6h，得到棉溶胶。
在搅拌车内加入水1000kg、然后加入保水剂8kg，充分搅拌均匀约5min、加入棉溶胶70kg，继续搅拌均匀，将水泥50kg和沙漠沙100kg，投入到搅拌车中，搅拌15-30min，得到蓄水保湿材料，可用模具(60cmX60cmX10cm)成型为一定厚度的板状材料，再覆盖于沙漠中，其表面可以植被绿化植物，起到固沙绿化作用。保水2年后，保水率达到70％，在风速为10m/s的情况下，风蚀量为0.0612g/min·m2。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种蓄水保湿材料，其特征在于，含有如下重量份数的成分：
水 1000，
保水剂 5-10，
棉溶胶 40-70，
沙 100-250，
水泥 30–60；
其中，所述保水剂通过以下方法制备：1)100-150℃下，造纸废液蒸发至固含量为20％-45％；2)100-150℃下，步骤1)得到的悬浮液中加入重量为该悬浮液重量1～3％的淀粉充分搅拌,干燥，得到保水剂；
所述棉溶胶通过如下方法制备：废棉加入氢氧化钠水溶液中，蒸煮，得到棉溶胶。
2.根据权利要求1所述的蓄水保湿材料，其特征在于，所述保水剂通过如下方法制备：1)100-150℃下，造纸废液蒸发至固含量为20％-45％；2)100-150℃下，步骤1)得到的悬浮液中加入重量为该悬浮液重量1.5％的淀粉充分搅拌,干燥，得到保水剂。
3.根据权利要求1所述的蓄水保湿材料，其特征在于，含有如下重量份数的成分：
水 1000，
保水剂 8，
棉溶胶 65，
沙 250，
水泥 45。
4.权利要求1～3任一项所述的蓄水保湿材料的制备方法，其特征在于，水与保水剂混合搅拌均匀后加入棉溶胶，搅拌均匀后加入水泥和沙，继续搅拌均匀，得到蓄水保湿材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述蓄水保湿材料利用模具成型为板状。
6.权利要求5所述的制备方法得到的蓄水保湿材料的应用，其特征在于，将蓄水保湿材料覆盖于沙漠中，于蓄水保湿材料上植被绿化植物。
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