CN107709671A

CN107709671A - 冻结溶解稳定性优异的土壤侵蚀防止剂

Info

Publication number: CN107709671A
Application number: CN201680035736.XA
Authority: CN
Inventors: 福田皓; 福田皓一; 小西宏典; 小手和洋
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2018-02-16
Anticipated expiration: 2036-06-17
Also published as: US10519372B2; JPWO2016204290A1; US20180148646A1; JP6691116B2; CN107709671B; TW201710471A; WO2016204290A1; TWI727956B

Abstract

本发明提供一种无损土壤侵蚀防止效果地使冻结溶解稳定性优异的土壤侵蚀防止剂。提供的土壤侵蚀防止剂含有水性树脂乳液和水溶性高分子，通过使水性树脂乳液的甲苯不溶物为60％以上，水溶性高分子在土壤侵蚀防止剂中的含量1～7质量％、优选为3～5质量％，来使冻结溶解稳定性优异，适用于绿化施工方法或喷洒材料。优选水性树脂乳液为含有衍生自乙酸乙烯酯的结构单元的树脂、或为乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物乳液。

Description

冻结溶解稳定性优异的土壤侵蚀防止剂

技术领域

本发明涉及一种土壤侵蚀防止剂，其适用于防止来自因建筑用地、道路、堤坝等建设中的填土、挖土所形成的坡面等的土壤的侵蚀。

背景技术

在建筑用地、道路、堤坝等的建设中会进行填土、挖土，由此形成的坡面若放置不顾则会因降雨、风化而被侵蚀，发生滑坡、落石等事故。因此，专利文献1中提出了:以每1m³喷洒材料为0.5～1.5kg的比例调合含有水膨润性吸水性树脂、表面活性剂和合成树脂乳液的土壤干燥防止剂，制成喷洒材料，并对坡面进行喷洒，由此防止土壤的侵蚀。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4048800号公报

专利文献2:日本特开2000-129259号公报

专利文献3:日本特表2011-510135号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，用于坡面工程的材料可保存于仓库中，但也有运入现场盖上片材进行保存的情形，在寒冷地区的冬季，根据保存场所的不同，有低于冰点而土壤侵蚀防止剂冻结、凝聚等问题。

关于冻结溶解稳定性优异的土壤侵蚀防止剂，于专利文献中有所记述，但专利文献2中涉及聚丙烯酰胺系的树脂，专利文献3中以烷氧基化化合物作为构成成分，关于乙酸乙烯酯系树脂乳液的冻结溶解稳定性改良没有记述。

本发明是鉴于这种情况而进行的，提供一种可在不损害土壤侵蚀防止效果的情况下提高冻结溶解稳定性的土壤侵蚀防止剂。

用于解决问题的方案

即，本发明如下所述。

(1)一种土壤侵蚀防止剂，其特征在于，含有水性树脂乳液和水溶性高分子，水性树脂乳液的甲苯不溶物为60质量％以上，且水溶性高分子在土壤侵蚀防止剂中的含量为1～7质量％。

(2)如(1)所述的土壤侵蚀防止剂，其特征在于，水溶性高分子在土壤侵蚀防止剂中的含量为3～5质量％。

(3)如(1)或(2)所述的土壤侵蚀防止剂，其特征在于，使用含有来源于乙酸乙烯酯的结构单元的水性树脂乳液。

(4)如(1)～(3)中任一项所述的土壤侵蚀防止剂，其特征在于，水性树脂乳液为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液。

(5)一种绿化施工方法，其特征在于，使用了(1)～(4)中任一项所述的土壤侵蚀防止剂。

(6)一种喷洒材料，其特征在于，每1m³喷洒材料使用1～10kg的(1)～(4)中任一项所述的土壤侵蚀防止剂。

发明的效果

根据本发明者进行的实验可知，水性树脂乳液中的甲苯不溶物越多，冻结溶解稳定性能越好。另一方面，可知土壤侵蚀防止剂中所含的水溶性高分子过量的情况下侵蚀防止效果较低。另外，发现了在含有相同量的水溶性高分子的情况下，冻结溶解稳定性因使用的水性树脂乳液、以及包含于土壤侵蚀防止剂中的水溶性高分子的量不同而存在差异，具体而言，在水性树脂乳液的甲苯不溶物为60质量％以上，且水溶性高分子在土壤侵蚀防止剂中的含量为1～7质量％、优选3～5质量％的情况下，作为土壤侵蚀防止剂发挥优异的效果，进而完成了本发明。

下面例示了本发明的各种实施方式。下面示出的实施方式能够相互组合。优选所述乳液为包含来自乙酸乙烯酯的结构单元的树脂的乳液。优选所述乳液为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液。

具体实施方式

下面对本发明的实施方式进行详细说明。

本发明的土壤侵蚀防止剂是包含水性树脂乳液和水溶性高分子的土壤侵蚀防止剂，水性树脂乳液的甲苯不溶物为60质量％以上，且水性树脂乳液包含水溶性高分子，水溶性高分子在土壤侵蚀防止剂中的含量为1～7质量％、优选为3～5质量％，该土壤侵蚀防止剂的冻结溶解稳定性优异。这里，水性树脂乳液的甲苯不溶物是指，去除水性树脂乳液的水分使其干燥，并使其溶解于甲苯时成为不溶物的固体成分。

不特别地限定水性树脂乳液的种类，列举了乙酸乙烯酯树脂乳液、乙酸乙烯酯共聚物乳液、丙烯酸酯树脂乳液、苯乙烯丙烯酸酯共聚物乳液、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液、苯乙烯-丁二烯共聚物乳液、偏二氯乙烯树脂乳液、聚丁烯树脂乳液、丙烯腈丁二烯树脂乳液、甲基丙烯酸酯-丁二烯树脂乳液、沥青乳液、环氧树脂乳液、聚氨酯树脂乳液、硅树脂乳液等，其中，优选包含衍生自乙酸乙烯酯的结构单元的树脂的乳液(乙酸乙烯酯树脂乳液、乙酸乙烯酯共聚物乳液、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液等)，更优选乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液。

不特别地限定水性树脂乳液的制造方法，但是例如能够通过向以水为主要成分的分散介质中添加乳化剂和单体，一边搅拌一边使单体乳化聚合来进行制造。能够通过上述制造中使用的单体的种类或添加速度来改变所得到的乳液的甲苯不溶物。作为乳化剂，列举了离子型(阳离子型·阴离子型·双子型)表面活性剂或非离子型表面活性剂。作为非离子型表面活性剂，列举了烷基糖苷那样的低分子量表面活性剂、或者聚乙二醇、聚乙烯醇那样的高分子量表面活性剂，优选高分子量表面活性剂。特别优选高分子量表面活性剂由聚乙烯醇构成，其平均聚合度例如是200～2500，优选为400～2200，更优选为500～2000。对于聚乙烯醇，平均聚合度越大乳化分散力越高，因此为了得到期望的分散度的乳液，只要使用具有合适的平均聚合度的聚乙烯醇即可。另外，也可以组合使用平均聚合度互不相同的多种聚乙烯醇。不特别限定聚乙烯醇的皂化度，例如为70％以上，优选80～95％。这是由于若皂化度过低则相对于水的溶解度极度低下，不使用特殊的溶解方法无法溶解，难以应用于工业。对于聚乙烯醇，皂化度越低乳化分散力越高，因此为了得到期望的分散度的乳液，只要使用具有合适的皂化度的聚乙烯醇即可。也可以组合使用不同的多种乳化剂。不特别限定乳化剂的添加量，但是相对于分散介质100质量份例如为0.5～20质量份，优选1至10质量份。乳化剂的添加量越多，乳化分散力越高，因此为了得到期望的分散度的乳液，适当地调整乳化剂的添加量。

土壤侵蚀防止剂的固体含量为25～60质量％，优选为30～40质量％。这是由于若该固体含量过低，则土壤侵蚀防止剂的聚合物的量过少，土壤侵蚀防止效果较弱，若固体含量过高，则粘度变得过高，变得难以混合于喷洒材料中，另外，冻结溶解稳定性有降低的倾向。

另外，对于包含于本发明的土壤侵蚀防止剂中的水溶性高分子，只要具有溶于水的性质就没有特别限定，具体而言，列举了甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、氨基甲基羟丙基纤维素、氨乙基羟丙基纤维素等纤维素衍生物类；淀粉、卡拉胶、甘露、琼脂糖、葡聚糖、黄蓍、果胶、胶水、海藻酸或其盐；明胶；聚乙烯吡咯烷酮；聚丙烯酸或其盐；聚甲基丙烯酸或其盐；聚丙烯酰胺、聚酰胺等丙烯酰胺类；透明质酸及其盐、硫酸软骨素及其盐、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油，可以组合多种来使用。

对于水溶性高分子在土壤侵蚀防止剂中的含量越多，水性树脂乳液的冻结溶解稳定性越高，但另一方面，土壤侵蚀防止效果有降低的倾向。因此优选包含于土壤侵蚀防止剂的水溶性高分子为1～7质量％，更优选3～5质量％。

另外，优选包含于土壤侵蚀防止剂的乳化剂与水溶性高分子的总量为1.5～8.5质量％，更优选为3.5～6.5质量％。

接下来对本发明的土壤侵蚀防止剂的使用方法进行说明。可以将该土壤侵蚀防止剂单独对要保护的面进行喷洒，也可以将该土壤侵蚀防止剂混合到以土壤为主体，混合有种子、肥料等的喷洒材料中与喷洒材料一起对要保护的面进行喷洒。不特别限定将喷洒材料喷洒到对象面上的施工方法，可列举例如种子播撒法、客土喷洒法、基材喷洒法等，或者在对象面较大的情况下，可由直升机等航空器进行播种喷洒。

不特别限定所使用的喷洒材料，例如可使用树皮堆肥、泥炭沼等有机材料或在沙土中混合了种子、肥料等的混合物。

不特别限定土壤侵蚀防止剂的添加量，优选以相对于喷洒材料1m³成为1～10kg，优选成为4～6kg的方式添加。

实施例

以下对本发明的实施例进行说明。在以下的说明中除非另有说明，“份”、“％”分别表示“质量份”、“质量％”。

(制造例1:水性树脂乳液1)

在带搅拌器的高压聚合釜中，预先向100份的纯水中投入溶解有以下成分的溶液:作为乳化剂的DENKA POVAL B-05(皂化度88mol％、平均聚合度600、电气化学工业公司制)3.6份、DENKA POVAL B-17(皂化度88mol％、平均聚合度1700、电气化学工业公司制)0.7份、以及Pluronic L-64(ADEKA制)0.2份；作为辅助剂的甲脒亚磺酸0.2份、醋酸钠0.2份、七水硫酸亚铁0.005份、以及乙二胺四乙酸四钠0.01份，之后在搅拌下填充乙酸乙烯酯单体35份及乙烯23份，使内部液体温度为55℃之后，持续添加10％过硫酸铵水溶液4.1份进行聚合。聚合过程中分开添加乙酸乙烯酯单体60份、乙烯18份。在聚合结束阶段添加10％叔丁基氢过氧化物水溶液1.0份，继续聚合直到未反应的乙酸乙烯酯单体量小于2％为止。

清除聚合后残留的乙烯，减压除去生成的乳液中未反应的乙酸乙烯酯单体，结果如表1记载的那样，得到了未反应的乙酸乙烯酯单体为0.5％以下、甲苯不溶物为66％的水性树脂乳液1。

(制造例2:水性树脂乳液2)

在带搅拌器的高压聚合釜中，预先向100份的纯水中投入溶解有以下成分的溶液:作为乳化剂的DENKA POVAL B-05 2.6份、以及DENKA POVAL B-17 2.1份；作为辅助剂的甲脒亚磺酸0.1份、醋酸钠0.2份、七水硫酸亚铁0.005份、以及乙二胺四乙酸四钠0.01份，之后在搅拌下填充乙酸乙烯酯单体及乙烯，使内部液体温度为55℃之后，持续添加5％过硫酸铵水溶液1.6份进行聚合。使用了乙酸乙烯酯单体107份、乙烯20份。在聚合结束阶段添加10％叔丁基氢过氧化物水溶液0.7份，继续聚合直到未反应的乙酸乙烯酯单体量小于2％为止。

清除聚合后残留的乙烯，在搅拌下再投入乙酸乙烯酯7份、氰尿酸三烯丙酯0.05份，使内部液体温度为55℃之后，持续添加10％过硫酸铵水溶液1.6份，继续聚合直到未反应的乙酸乙烯酯单体量小于1％为止。减压除去生成的乳液中未反应的乙酸乙烯酯单体，结果如表1记载的那样，得到了未反应的乙酸乙烯酯单体为0.5％以下、甲苯不溶物为62％的水性树脂乳液2。

(制造例3～5:水性树脂乳液3～5)

以下表1所记载的组成按制造例1的步骤进行聚合，如表1记载的那样，分别得到了甲苯不溶物55质量％的水性树脂乳液3、甲苯不溶物44质量％的水性树脂乳液4、甲苯不溶物31质量％的水性树脂乳液5。

[表1]

(土壤侵蚀防止剂的制备:实施例1)

在制造例1中得到的水性树脂乳液1中，以相对于最终获得的土壤侵蚀防止剂成为表2记载的规定的含量(质量％)的方式添加作为水溶性高分子的DENKA POVAL B-05(皂化度88mol％、平均聚合度600、电气化学工业公司制)，并以土壤侵蚀防止剂的固体含量成为30％的方式添加适量的水进行调整，得到实施例1的土壤侵蚀防止剂。应予说明，在表2的各实施例中，对于水溶性高分子，使用了以“﹡”表示的行中记载的物质。另外，乳化剂与水溶性高分子的总量相对于土壤侵蚀防止剂的比例以A(质量％)表示。

(土壤侵蚀防止剂的制备:实施例2～14及比较例1～3)

按照表2及表3记载的组成、固体含量制得实施例2～14及比较例1～3的土壤侵蚀防止剂。应予说明，水溶性高分子分别使用了DENKA POVAL B-17(皂化度88mol％，平均聚合度1700，电气化学工业社制)、DENKA POVAL B-33(皂化度88mol％，平均聚合度3300，电气化学工业社制)、PEG400(纯正化学制)、PEG20000(纯正化学制)、羟乙基纤维素(2％水溶液粘度(20℃):200-300mPa·s，东京化成工业制)、羧甲基纤维素Cellogen 7A(第一工业制药制)。另外，乳化剂和水溶性高分子的总量相对于土壤侵蚀防止剂的比例以A(质量％)表示。

分别对得到的土壤侵蚀防止剂进行冻结溶解稳定性、土壤侵蚀防止性能评价，其结果如表2所示。

(甲苯不溶物测定)

(1)将水性树脂乳液10g涂覆到氟树脂板(设为100cm²左右的面积)上，于23℃干燥5天得到干燥被膜。

(2)将较细地切为5mm见方的干燥被膜1g(添加的膜重量)放入螺旋管中，以甲苯50g填满并拴紧。

(3)在50℃的热水浴中振荡5小时。

(4)用200目的金属丝网过滤，并将回收的不溶物在通风管内于23℃干燥一晚后，用干燥机(105℃)干燥3小时，测定不溶物的干燥重量。

(5)根据下式求出甲苯不溶物。甲苯不溶物(％)＝回收不溶物干燥重量÷添加的膜重量×100

(冻结溶解稳定性评价)

(1)称取50g土壤侵蚀防止剂置于100ml容器中。

(2)在环境试验机中(-20℃)静置16小时，使其冻结。

(3)从环境试验机取出并置于30℃热水浴中静置1小时，使其溶解。

(4)目视观察溶解后的状态，按照下述标准判定凝聚程度。

○:与冻结前的土壤侵蚀防止剂相同

△:虽然流动而为液状但可以观察到凝聚物

×:成为海绵状而不流动

(土壤侵蚀防止评价)

接下来，通过以下方法，制作混合有制成的土壤侵蚀防止剂的喷洒的植被基盘，测定通过降水试验流出的土壤的量。

(1)混合:向容器中添加树皮堆肥(富士见环境绿化株式会社制Fujimi Soil5号)7L，高度化学处理肥料(Nitto FC公司制15-15-15)21g，种子(KANEKO SEEDS公司制多花黑麦草(Italian ryegrass))3.5g，以及各种土壤侵蚀防止剂21g进行揉捏，制得植被基盘材料。

(2)施工:将植被基盘材料填充到木框(30cm×30cm的矩形，高10cm)中并整平至平坦后，自上访压缩至体积的一半。

(3)养护:拆去木框，在23℃的室内养护1晚。

(4)降水:用喷壶对养护好的植被基盘进行降水。使植被基盘倾斜9°，降水从50cm的高度起以1小时200mm的强度实施30分钟，通过目测观察流出的土壤量进行以下判定。

○:几乎未见流出。

△:观察到一部分流出。

×:观察到整体流出。

[表2]

[表3]

由表2可知，水溶性高分子的含量越多，土壤侵蚀防止剂的冻结溶解稳定性越高，有土壤侵蚀防止效果降低的倾向。另外，可知相同的水溶性高分子含量下，水性树脂乳液的甲苯不溶物越高，水性树脂乳液的冻结溶解稳定性越高。

如上所述，证实了通过制成含有甲苯不溶物为60质量％以上的水性树脂乳液，且含有水溶性高分子1～7质量％、优选3～5质量％的土壤侵蚀防止剂进行使用，能够无损土壤侵蚀防止效果地提高冻结溶解稳定性。

产业上的可利用性

本发明的包含水性树脂乳液的土壤侵蚀防止剂能够无损土壤侵蚀防止效果地提高冻结溶解稳定性，因此即使在寒冷地区的冬季，保存稳定性也较优异，可用于坡面等工事中。

Claims

1.一种土壤侵蚀防止剂，其特征在于，含有水性树脂乳液和水溶性高分子，所述水性树脂乳液的甲苯不溶物为60质量％以上，且所述水溶性高分子在所述土壤侵蚀防止剂中的含量为1～7质量％。

2.根据权利要求1所述的土壤侵蚀防止剂，其特征在于，所述水溶性高分子在所述土壤侵蚀防止剂中的含量为3～5质量％。

3.根据权利要求1或2所述的土壤侵蚀防止剂，其特征在于，使用含有来源于乙酸乙烯酯的结构单元的水性树脂乳液。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的土壤侵蚀防止剂，其特征在于，所述水性树脂乳液为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液。

5.一种绿化施工方法，其特征在于，使用了权利要求1～4中任一项所述的土壤侵蚀防止剂。

6.一种喷洒材料，其特征在于，每1m³的喷洒材料使用1～10kg的权利要求1～4中任一项所述的土壤侵蚀防止剂。