CN111908836B - 一种苔藓专用粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种苔藓专用粘合剂及其制备方法，包括：将三聚氰胺、尿素、凹凸棒土和海泡石粉加入到球磨罐中，向球磨罐中加入球磨球，进行球磨，收集球磨物料；取魔芋葡甘聚糖、壳聚糖和胶原蛋白加入水中，搅拌，在搅拌混合的过程中以加入一半的球磨物料，然后加入乳胶粉、硬脂酸和碳酸锆铵，继续混合搅拌，同时在搅拌混合的过程中加入另一半的球磨物料，得到苔藓专用粘合剂。本发明的苔藓专用粘合剂用于苔藓粘合，对苔藓的粘合效果好，且环保不会对苔藓植物造成危害，同时含有的魔芋葡甘聚糖、壳聚糖、凹凸棒土和海泡石粉一方面能够为苔藓提供营养，另一方面其具有增稠触变和吸水保水作用，可以提高粘合剂粘合力剂透气性，促进苔藓的快速建植。

Description

一种苔藓专用粘合剂
技术领域
本发明涉及粘合剂技术领域，具体涉及为一种苔藓专用粘合剂。
背景技术
随着经济的发展，国土绿化和美化已是人们对生活更高的追求。公路铁路两旁裸露的岩石边坡，矿山开采形成的裸露宕口，则是大家所重点关注的绿化对象。由于裸露的岩石没有土壤覆盖，环境也极其恶劣，如果不加以人工干预，几年甚至几十年也不会有任何改变。针对目前由于自然环境、矿石开采、城市化建设等原因存在大量裸岩，不仅有碍城市风貌，还易造成水土流失、限制地区发展等问题。现有技术采用挂网、客土喷播、种植悬垂植物和攀援植物等措施进行岩石绿化，但多数绿化或难以长久，或绿化效果不理想，甚至有的坡面受到植物根系影响，反而失去了稳定，而诱发了地质灾害。
苔藓植物可以使岩石覆绿，能够解决岩石边坡等绿化的问题。苔藓植物个体矮小，形态结构简单，无真正的根系系统，对水分疏导的调控能力十分有限，但由于其具有特殊结构和生理适应机制，却能在高温、干旱、高寒、冰冻和弱光等其他陆生植物难以生存的极端环境中生长繁衍，这些小型植物中的许多种类是初生演替阶段的先锋种，通常群集在开阔、贫瘠、且多是维管植物无法生存的地方，尤其是在大量岩石裸露地区，其他植物无法生长，苔藓植物有其独有的优势。随着苔藓绿化工程的开展，苔藓材料的加工工艺和工程施工技术短板也日益凸显，配套的加工技术和标准产品缺失的问题亟待解决。在苔藓植物材料固定方面，采用的固定胶大多采用水族造景、工程施工等领域普遍使用的产品，例如速干胶、白乳胶等，这类胶体的使用范围具有局限性，部分胶体还存在刺激性气味或含有有毒有害成分，并且这些胶体在室外不能抵挡外部风吹，对苔藓的粘合效果差。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种苔藓专用粘合剂，按重量份计，包括如下组分：魔芋葡甘聚糖50～100份、壳聚糖50～100份、胶原蛋白50～100份、乳胶粉40～60份、硬脂酸10～30份、碳酸锆铵5～15份、三聚氰胺10～30份、尿素10～20份、凹凸棒土60～90份、海泡石粉50～80份、水200～300份。
优选的是，按重量份计，包括如下组分：魔芋葡甘聚糖80份、壳聚糖80份、胶原蛋白80份、乳胶粉50份、硬脂酸20份、碳酸锆铵10份、三聚氰胺20份、尿素15份、凹凸棒土80份、海泡石粉70份、水245份。
优选的是，所述乳胶粉为丙烯酸树脂、醋酸乙烯酯均聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉中的任意一种。
优选的是，所述胶原蛋白替换为改性胶原蛋白，其制备方法为：按重量份，取50～100份胶原蛋白加入1000～1200份水中，超声30～45min，加入5～8份儿茶素，继续超声15～30min，然后加入15～25份聚L-谷氨酸，升温至45～60℃，并置于紫外灯光照射下进行搅拌反应15～30min，离心分离，得到改性胶原蛋白。
优选的是，所述超声的功率80～120W，频率为30～50kHz；所述紫外灯光照射的功率为50～500W，紫外光的波长为220～400nm。
优选的是，所述海泡石粉为改性海泡石粉，其制备方法为：将海泡石粉加入高铁酸钾溶液中，升温至45～60℃，超声60～90min，然后加入硝酸溶液搅拌15～30min，过滤，用去离子水清洗至滤液与去离子水pH相同，干燥固体产物，干燥后的固体产物采用高能电子束进行辐照处理，得到改性海泡石粉。
优选的是，所述海泡石粉与高铁酸钾溶液的质量体积比为18～25g/L；所述高铁酸钾溶液的浓度为0.5～0.8mol/L；所述硝酸溶液的浓度为0.5～1mol/L；所述高铁酸钾溶液与硝酸溶液的体积比为1:0.01～0.02；所述高能电子束的能量为5-10MeV，剂量为10-40kGy。
本发明还提供一种如上述的苔藓专用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按重量份，将三聚氰胺、尿素、凹凸棒土和海泡石粉加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，向球磨罐中通入液氮，使物料浸没在液氮中，温度为-160℃～-175℃，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定；恒温15min后开始球磨，球磨30～45min；球磨完毕，将球磨罐转移至真空手套箱中，放置3～5小时，收集球磨物料；
步骤二、按重量份，取魔芋葡甘聚糖、壳聚糖和胶原蛋白加入水中，以1000～1200r/min的速度搅拌30～60min，在搅拌混合的过程中以10～30份/min的速度加入一半的球磨物料，然后加入乳胶粉、硬脂酸和碳酸锆铵，以1000～1200r/min的转速继续混合搅拌30～45min，同时在搅拌混合的过程中以10～30份/min的速度加入另一半的球磨物料，得到苔藓专用粘合剂。
本发明至少包括以下有益效果：本发明的苔藓专用粘合剂用于苔藓粘合，对苔藓的粘合效果好，且环保不会对苔藓植物造成危害，同时含有的魔芋葡甘聚糖、壳聚糖、胶原蛋白凹凸棒土和海泡石粉一方面能够为苔藓提供营养，另一方面其具有增稠触变和保水作用，可以提高粘合剂粘合力及透气性，促进苔藓在裸岩、碎石、倒木或裸露地面等恶劣环境的快速建植。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
对实施例1～7制备的苔藓专用粘合剂进行性能检测，其中，拉伸剪切强度的测定标准GB/T7124-2008；剥离强度的测定标准GB/T 2791-1995。
实施例1：
一种苔藓专用粘合剂，包括如下组分：魔芋葡甘聚糖50g、壳聚糖50g、胶原蛋白50g、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉40g、硬脂酸10g、碳酸锆铵5g、三聚氰胺10g、尿素10g、凹凸棒土60g、海泡石粉50g、水200g；
一种苔藓专用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按上述重量，将三聚氰胺、尿素、凹凸棒土和海泡石粉加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，向球磨罐中通入液氮，使物料浸没在液氮中，温度为-160℃，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定；恒温15min后开始球磨，球磨30min；球磨完毕，将球磨罐转移至真空手套箱中，放置3小时，收集球磨物料；
步骤二、按上述重量，取魔芋葡甘聚糖、壳聚糖和胶原蛋白加入水中，以1000r/min的速度搅拌30min，在搅拌混合的过程中以10g/min的速度加入一半的球磨物料，然后加入乳胶粉、硬脂酸和碳酸锆铵，以1000r/min的转速继续混合搅拌30min，同时在搅拌混合的过程中以10g/min的速度加入另一半的球磨物料，得到苔藓专用粘合剂。
该实施例制备的苔藓专用粘合剂的拉伸剪切强度为10.5Mpa；剥离强度11.6N/mm。
实施例2：
一种苔藓专用粘合剂，包括如下组分：魔芋葡甘聚糖100g、壳聚糖100g、胶原蛋白100g、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉60g、硬脂酸30g、碳酸锆铵15g、三聚氰胺30g、尿素20g、凹凸棒土90g、海泡石粉80g、水300g；
一种苔藓专用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按上述重量，将三聚氰胺、尿素、凹凸棒土和海泡石粉加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，向球磨罐中通入液氮，使物料浸没在液氮中，温度为-175℃，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定；恒温15min后开始球磨，球磨45min；球磨完毕，将球磨罐转移至真空手套箱中，放置3小时，收集球磨物料；
步骤二、按上述重量，取魔芋葡甘聚糖、壳聚糖和胶原蛋白加入水中，以1200r/min的速度搅拌60min，在搅拌混合的过程中以30g/min的速度加入一半的球磨物料，然后加入乳胶粉、硬脂酸和碳酸锆铵，以1200r/min的转速继续混合搅拌30min，同时在搅拌混合的过程中以30g/min的速度加入另一半的球磨物料，得到苔藓专用粘合剂。
该实施例制备的苔藓专用粘合剂的拉伸剪切强度为10.7Mpa；剥离强度11.8N/mm。
实施例3：
一种苔藓专用粘合剂，包括如下组分：魔芋葡甘聚糖80g、壳聚糖78g、胶原蛋白75g、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉55g、硬脂酸25g、碳酸锆铵12g、三聚氰胺18g、尿素15g、凹凸棒土75g、海泡石粉72g、水245g；
一种苔藓专用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按上述重量，将三聚氰胺、尿素、凹凸棒土和海泡石粉加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，向球磨罐中通入液氮，使物料浸没在液氮中，温度为-170℃，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定；恒温15min后开始球磨，球磨40min；球磨完毕，将球磨罐转移至真空手套箱中，放置3小时，收集球磨物料；
步骤二、按上述重量，取魔芋葡甘聚糖、壳聚糖和胶原蛋白加入水中，以1200r/min的速度搅拌60min，在搅拌混合的过程中以20g/min的速度加入一半的球磨物料，然后加入乳胶粉、硬脂酸和碳酸锆铵，以1200r/min的转速继续混合搅拌30min，同时在搅拌混合的过程中以20g/min的速度加入另一半的球磨物料，得到苔藓专用粘合剂。
该实施例制备的苔藓专用粘合剂的拉伸剪切强度为10.6Mpa；剥离强度11.8N/mm。
实施例4：
一种苔藓专用粘合剂，包括如下组分：魔芋葡甘聚糖85g、壳聚糖75g、胶原蛋白70g、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉55g、硬脂酸30g、碳酸锆铵15g、三聚氰胺30g、尿素20g、凹凸棒土90g、海泡石粉80g、水245g；
一种苔藓专用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按上述重量，将三聚氰胺、尿素、凹凸棒土和海泡石粉加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，向球磨罐中通入液氮，使物料浸没在液氮中，温度为-175℃，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定；恒温15min后开始球磨，球磨45min；球磨完毕，将球磨罐转移至真空手套箱中，放置3小时，收集球磨物料；
步骤二、按上述重量，取魔芋葡甘聚糖、壳聚糖和胶原蛋白加入水中，以1200r/min的速度搅拌60min，在搅拌混合的过程中以25g/min的速度加入一半的球磨物料，然后加入乳胶粉、硬脂酸和碳酸锆铵，以1200r/min的转速继续混合搅拌30min，同时在搅拌混合的过程中以25g/min的速度加入另一半的球磨物料，得到苔藓专用粘合剂。
该实施例制备的苔藓专用粘合剂的拉伸剪切强度为11.1Mpa；剥离强度12.2N/mm。
实施例5：
一种苔藓专用粘合剂，包括如下组分：魔芋葡甘聚糖80g、壳聚糖78g、改性胶原蛋白75g、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉55g、硬脂酸25g、碳酸锆铵12g、三聚氰胺18g、尿素15g、凹凸棒土75g、海泡石粉72g、水245g；
一种苔藓专用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按上述重量，将三聚氰胺、尿素、凹凸棒土和海泡石粉加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，向球磨罐中通入液氮，使物料浸没在液氮中，温度为-170℃，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定；恒温15min后开始球磨，球磨40min；球磨完毕，将球磨罐转移至真空手套箱中，放置3小时，收集球磨物料；
步骤二、按上述重量，取魔芋葡甘聚糖、壳聚糖和胶原蛋白加入水中，以1200r/min的速度搅拌60min，在搅拌混合的过程中以20g/min的速度加入一半的球磨物料，然后加入乳胶粉、硬脂酸和碳酸锆铵，以1200r/min的转速继续混合搅拌30min，同时在搅拌混合的过程中以20g/min的速度加入另一半的球磨物料，得到苔藓专用粘合剂。
所述改性胶原蛋白的制备方法为：取80g胶原蛋白加入1000g水中，超声45min，加入8g儿茶素，继续超声30min，然后加入20g聚L-谷氨酸，升温至60℃，并置于紫外灯光照射下进行搅拌反应30min，离心分离，得到改性胶原蛋白；所述超声的功率120W，频率为50kHz；所述紫外灯光照射的功率为300W，紫外光的波长为254nm，通过对胶原蛋白进行改性，采用儿茶素、聚L-谷氨酸与胶原蛋白发生反应，形成分子内和分子间的交联，这些交联键相互缠绕，形成密实的网状结构，大幅度地提高了分子内聚力，进而可以提高粘合剂的强度。
该实施例制备的苔藓专用粘合剂的拉伸剪切强度为12.7Mpa；剥离强度13.5N/mm。
实施例6：
一种苔藓专用粘合剂，包括如下组分：魔芋葡甘聚糖80g、壳聚糖78g、胶原蛋白75g、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉55g、硬脂酸25g、碳酸锆铵12g、三聚氰胺18g、尿素15g、凹凸棒土75g、改性海泡石粉72g、水245g；
一种苔藓专用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按上述重量，将三聚氰胺、尿素、凹凸棒土和海泡石粉加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，向球磨罐中通入液氮，使物料浸没在液氮中，温度为-170℃，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定；恒温15min后开始球磨，球磨40min；球磨完毕，将球磨罐转移至真空手套箱中，放置3小时，收集球磨物料；
步骤二、按上述重量，取魔芋葡甘聚糖、壳聚糖和胶原蛋白加入水中，以1200r/min的速度搅拌60min，在搅拌混合的过程中以20g/min的速度加入一半的球磨物料，然后加入乳胶粉、硬脂酸和碳酸锆铵，以1200r/min的转速继续混合搅拌30min，同时在搅拌混合的过程中以20g/min的速度加入另一半的球磨物料，得到苔藓专用粘合剂。
所述改性海泡石粉的制备方法为：将海泡石粉25g加入1L高铁酸钾溶液中，升温至60℃，超声90min，然后加入硝酸溶液搅拌30min，过滤，用去离子水清洗至滤液与去离子水pH相同，干燥固体产物，干燥后的固体产物采用高能电子束进行辐照处理，得到改性海泡石粉；所述高铁酸钾溶液的浓度为0.6mol/L；所述硝酸溶液的浓度为0.5mol/L；所述高铁酸钾溶液与硝酸溶液的体积比为1:0.01；所述高能电子束的能量为8MeV，剂量为35kGy；采用对海泡石粉进行改性处理，使海泡石表面孔隙率和表面官能团增多，进而其在粘合剂中的分散性增强，使得到的苔藓专用粘合剂的力学强度增强。
该实施例制备的苔藓专用粘合剂的拉伸剪切强度为14.8Mpa；剥离强度15.7N/mm。
实施例7：
一种苔藓专用粘合剂，包括如下组分：魔芋葡甘聚糖80g、壳聚糖78g、改性胶原蛋白75g、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉55g、硬脂酸25g、碳酸锆铵12g、三聚氰胺18g、尿素15g、凹凸棒土75g、改性海泡石粉72g、水245g；
一种苔藓专用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按上述重量，将三聚氰胺、尿素、凹凸棒土和海泡石粉加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，向球磨罐中通入液氮，使物料浸没在液氮中，温度为-170℃，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定；恒温15min后开始球磨，球磨40min；球磨完毕，将球磨罐转移至真空手套箱中，放置3小时，收集球磨物料；
步骤二、按上述重量，取魔芋葡甘聚糖、壳聚糖和胶原蛋白加入水中，以1200r/min的速度搅拌60min，在搅拌混合的过程中以20g/min的速度加入一半的球磨物料，然后加入乳胶粉、硬脂酸和碳酸锆铵，以1200r/min的转速继续混合搅拌30min，同时在搅拌混合的过程中以20g/min的速度加入另一半的球磨物料，得到苔藓专用粘合剂；
所述改性胶原蛋白的制备方法为：取80g胶原蛋白加入1000g水中，超声45min，加入8g儿茶素，继续超声30min，然后加入20g聚L-谷氨酸，升温至60℃，并置于紫外灯光照射下进行搅拌反应30min，离心分离，得到改性胶原蛋白；所述超声的功率120W，频率为50kHz；所述紫外灯光照射的功率为300W，紫外光的波长为254nm；
所述改性海泡石粉的制备方法为：将海泡石粉25g加入1L高铁酸钾溶液中，升温至60℃，超声90min，然后加入硝酸溶液搅拌30min，过滤，用去离子水清洗至滤液与去离子水pH相同，干燥固体产物，干燥后的固体产物采用高能电子束进行辐照处理，得到改性海泡石粉；所述高铁酸钾溶液的浓度为0.6mol/L；所述硝酸溶液的浓度为0.5mol/L；所述高铁酸钾溶液与硝酸溶液的体积比为1:0.01～0.02；所述高能电子束的能量为8MeV，剂量为35kGy。
该实施例制备的苔藓专用粘合剂的拉伸剪切强度为15.7Mpa；剥离强度17.6N/mm。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。

Claims (4)

1.一种苔藓专用粘合剂，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：魔芋葡甘聚糖80份、壳聚糖80份、改性胶原蛋白80份、可再分散性乳胶粉50份、硬脂酸20份、碳酸锆铵10份、三聚氰胺20份、尿素15份、凹凸棒土80份、海泡石粉70份、水245份；
所述可再分散性乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉和醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉中的一种或两种以上；
所述改性胶原蛋白的制备方法为：按重量份，取50~100份胶原蛋白加入1000~1200份水中，超声30~45min，加入5~8份儿茶素，继续超声15~30min，然后加入15~25份聚L-谷氨酸，升温至45~60℃，并置于紫外灯光照射下进行搅拌反应15~30min，离心分离，得到改性胶原蛋白；
所述超声的功率80~120W，频率为30~50kHz；所述紫外灯光照射的功率为50~500W，紫外光的波长为220~400nm。
2.如权利要求1所述的苔藓专用粘合剂，其特征在于，所述海泡石粉为改性海泡石粉，其制备方法为：将海泡石粉加入高铁酸钾溶液中，升温至45~60℃，超声60~90min，然后加入硝酸溶液搅拌15~30min，过滤，用去离子水清洗至滤液与去离子水pH相同，干燥固体产物，干燥后的固体产物采用高能电子束进行辐照处理，得到改性海泡石粉。
3.如权利要求2所述的苔藓专用粘合剂，其特征在于，所述海泡石粉与高铁酸钾溶液的质量体积比为18~25g/L；所述高铁酸钾溶液的浓度为 0.5~0.8mol/L；所述硝酸溶液的浓度为0.5~1mol/L；所述高铁酸钾溶液与硝酸溶液的体积比为1:0.01~0.02；所述高能电子束的能量为5-10MeV，剂量为10-40kGy。
4.一种如权利要求1~3任一项所述的苔藓专用粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按重量份，将三聚氰胺、尿素、凹凸棒土和海泡石粉加入到球磨罐中，并向球磨罐中加入球磨球，向球磨罐中通入液氮，使物料浸没在液氮中，温度为-160℃～-175℃，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定；恒温15min后开始球磨，球磨30~45min；球磨完毕，将球磨罐转移至真空手套箱中，放置3~5小时，收集球磨物料；
步骤二、按重量份，取魔芋葡甘聚糖、壳聚糖和改性胶原蛋白加入水中，以1000~1200r/min的速度搅拌30~60min，在搅拌混合的过程中以10~30份/min的速度加入一半的球磨物料，然后加入可再分散性乳胶粉、硬脂酸和碳酸锆铵，以1000~1200r/min的转速继续混合搅拌30~45min，同时在搅拌混合的过程中以10~30份/min的速度加入另一半的球磨物料，得到苔藓专用粘合剂。
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