CN113100019A - 客土喷播基材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了客土喷播基材及其制备方法，每平方米喷播基材中包括以下质量的组分：木纤维0.5‑0.8kg、保水剂0.015‑0.018kg、粘土剂0.01‑0.013kg、细粒土9.8kg、复合肥0.035‑0.04kg和细短稻草谷壳1‑2kg。本发明通过在喷播基材中引入保湿型抑尘剂、硅烷偶联剂‑海泡石‑环糊精改性聚氨酯，能提高喷播基材的保水、持水能力，以及固结后的强度。

Description

客土喷播基材及其制备方法

技术领域

本发明涉及水土保持技术领域。更具体地说，本发明涉及客土喷播基材。

背景技术

一些地域因植被破坏，造成水土流失，形成了大量裸露的岩体，需要进行生态修复。但裸露的岩体由于无土、缺水、少肥，且具有一定高度，恢复起来面临的困难较大。

采用客土喷播技术可以在一定程度上对植被进行恢复，但现有的客土喷播基材存在着保水、持水能力较差，强度不足，易在自身重力或降雨入渗下发生垮塌等问题。

发明内容

本发明的目的是提供客土喷播基材及其制备方法，通过在喷播基材中引入保湿型抑尘剂、氨基硅烷偶联剂-海泡石-环糊精改性聚氨酯，能提高喷播基材的保水、持水能力，以及固结后的强度。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了客土喷播基材，每平方米喷播基材中包括以下质量的组分：

木纤维0.5-0.8kg、保水剂0.015-0.018kg、粘土剂0.01-0.013kg、细粒土(由矸石山上筛分而来)9.8kg、复合肥0.035-0.04kg和细短稻草谷壳1-2kg。

优选的是，所述的客土喷播基材中，所述粘土剂为聚丙烯酰胺。

优选的是，所述的客土喷播基材中，每平方米喷播基材中还包括以下质量的组分：抑尘剂0.5-0.6kg和硅烷偶联剂-海泡石-环糊精改性聚氨酯0.1-0.2kg；

其中，抑尘剂包括以下重量分数的组分：石蜡油4-6％、蓖麻油1-3％、二十三烷醇0.2-0.6％、二十五烷醇0.5-1％、十八烷基三氯硅烷0.5-1％、月桂醇0.1-0.5％、聚乙烯醇0.1-0.5％、无机盐添加剂0.05-0.1％、填料0.1-0.5％、余量的水；

硅烷偶联剂-海泡石-环糊精改性聚氨酯的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将海泡石烘干、研磨后，过700目筛，得到海泡石粉末；

步骤二、将海泡石粉末加入水中，搅拌均匀后，得到海泡石悬乳液；

步骤三、将氨基硅烷偶联剂加入乙醇水溶液中水解，得到氨基硅烷偶联剂水解液；

步骤四、将氨基硅烷偶联剂水解液加入海泡石悬乳液中，搅拌3h，之后抽滤、烘干，得到氨基硅烷偶联剂改性海泡石；

步骤五、将溶剂脱水后，加入氨基硅烷偶联剂改性海泡石，混合均匀，之后加入二异氰酸酯，在60℃下搅拌2h，再加入聚醚二元醇，在60℃下搅拌1.5h，得到聚氨酯预聚体；

步骤六、向聚氨酯预聚体中加入小分子二元醇扩链剂，在55℃下搅拌1h，之后加入环糊精，在55℃下搅拌反应30min，减压蒸除溶剂，固化后，粉碎，即得氨基硅烷偶联剂-海泡石-环糊精改性聚氨酯；

其中，二异氰酸酯、聚醚二元醇、小分子二元醇扩链剂、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为1：0.5：0.3：0.05：0.1，海泡石和氨基硅烷偶联剂的质量比为1:3。

优选的是，所述的客土喷播基材中，所述步骤二中将海泡石粉末加入质量为海泡石粉末质量30倍的水中。

优选的是，所述的客土喷播基材中，所述步骤三中将氨基硅烷偶联剂加入质量为其质量10倍的体积分数为90％的乙醇水溶液中水解。

优选的是，所述的客土喷播基材中，所述小分子二元醇扩链剂为1,4-丁二醇，氨基硅烷偶联剂为KH-550。

优选的是，所述的客土喷播基材中，所述溶剂为丙酮，丙酮的质量为二异氰酸酯质量的0.7倍。

优选的是，所述的客土喷播基材中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，所述聚醚二元醇为聚乙二醇，聚乙二醇的分子量为1000。

客土喷播基材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一)、将细粒土、细短稻草谷壳混合，得到第一混合物；

步骤二)、将复合肥溶于质量为其质量45倍的水中，得到第二混合物；

步骤三)、向第二混合物中加入保水剂、氨基硅烷偶联剂-海泡石-环糊精改性聚氨酯、木纤维，搅拌下放置30min后，与第一混合物、抑尘剂混合均匀，得到第三混合物；

步骤四)、将第三混合物与粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明在喷播基材中引入了氨基硅烷偶联剂-海泡石-环糊精改性聚氨酯，将氨基硅烷偶联剂运用于聚氨酯的改性，能提高聚氨酯的强度，进而提高固结后基材的强度，避免基材在自身重力或降雨入渗下发生垮塌；将高吸水性的海泡石运用于聚氨酯的改性，聚氨酯中由于引入了海泡石，提高了硬段含量和分子间的作用力，进一步增加了固结后基材的强度，且能避免海泡石随雨水流失；先通过氨基硅烷偶联剂对海泡石进行改性，能提高海泡石与聚氨酯的结合程度，使得海泡石在溶剂中不易发生团聚现象。环糊精具有保水性强但易随雨水流失的特点，将环糊精引入聚氨酯链段上，能克服环糊精易随雨水流失的缺陷，进而提高喷播基材的保水、持水能力。

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。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1

客土喷播基材，每平方米喷播基材中包括以下质量的组分：

木纤维0.7kg、保水剂0.016kg、粘土剂0.012kg、细粒土(由矸石山上筛分而来)9.8kg、复合肥0.037kg和细短稻草谷壳1.5kg。

所述的客土喷播基材中，所述粘土剂为聚丙烯酰胺。

客土喷播基材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一)、将细粒土、细短稻草谷壳混合，得到第一混合物；

步骤二)、将复合肥溶于质量为其质量45倍的水中，得到第二混合物；

步骤三)、向第二混合物中加入保水剂、木纤维，搅拌下放置30min后，与第一混合物混合均匀，得到第三混合物；

步骤四)、将第三混合物与粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。

实施例2

客土喷播基材，每平方米喷播基材中包括以下质量的组分：

木纤维0.5kg、保水剂0.015kg、粘土剂0.01kg、细粒土(由矸石山上筛分而来)9.8kg、复合肥0.035kg和细短稻草谷壳1kg。

所述的客土喷播基材中，所述粘土剂为聚丙烯酰胺。

所述的客土喷播基材中，每平方米喷播基材中还包括以下质量的组分：抑尘剂0.5kg和硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯0.1kg；

其中，抑尘剂采用申请号为201910456485.8实施例3中制备的抑尘剂。

硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将海泡石烘干、研磨后，过700目筛，得到海泡石粉末；

步骤二、将海泡石粉末加入水中，搅拌均匀后，得到海泡石悬乳液；

步骤三、将氨基硅烷偶联剂加入乙醇水溶液中水解，得到硅烷偶联剂水解液；

步骤四、将硅烷偶联剂水解液加入海泡石悬乳液中，搅拌3h，之后抽滤、烘干，得到硅烷偶联剂改性海泡石；通过硅烷偶联剂对海泡石进行改性，能提高海泡石与聚氨酯的结合程度，使得海泡石在溶剂中不易发生团聚现象。

步骤五、将溶剂脱水后，加入硅烷偶联剂改性海泡石，混合均匀，之后加入二异氰酸酯，在60℃下搅拌2h，再加入聚醚二元醇，在60℃下搅拌1.5h，得到聚氨酯预聚体；

步骤六、向聚氨酯预聚体中加入小分子二元醇扩链剂，在55℃下搅拌1h，之后加入α-环糊精，在55℃下搅拌反应30min，减压蒸除溶剂，固化后，粉碎，即得硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯；

其中，二异氰酸酯、聚醚二元醇、小分子二元醇扩链剂、硅烷偶联剂、α-环糊精的摩尔比为1：0.5：0.3：0.05：0.1，海泡石和硅烷偶联剂的质量比为1:3。

本发明在喷播基材中引入了硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯，将硅烷偶联剂运用于聚氨酯的改性，能提高聚氨酯的强度，进而提高固结后基材的强度，避免基材在自身重力或降雨入渗下发生垮塌；将高吸水性的海泡石运用于聚氨酯的改性，聚氨酯中由于引入了海泡石，提高了硬段含量和分子间的作用力，进一步增加了固结后基材的强度，且能避免海泡石随雨水流失；先通过硅烷偶联剂对海泡石进行改性，能提高海泡石与聚氨酯的结合程度，使得海泡石在溶剂中不易发生团聚现象。α-环糊精具有保水性强但易随雨水流失的特点，将α-环糊精引入聚氨酯链段上，能克服α-环糊精易随雨水流失的缺陷，进而提高喷播基材的保水、持水能力。

所述的客土喷播基材中，所述步骤二中将海泡石粉末加入质量为海泡石粉末质量30倍的水中。

所述的客土喷播基材中，所述步骤三中将氨基硅烷偶联剂加入质量为其质量10倍的体积分数为90％的乙醇水溶液中水解。

所述的客土喷播基材中，所述小分子二元醇扩链剂为1,4-丁二醇，氨基硅烷偶联剂为KH-550。

所述的客土喷播基材中，所述溶剂为丙酮，丙酮的质量为二异氰酸酯质量的0.7倍。

所述的客土喷播基材中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，所述聚醚二元醇为聚乙二醇，分子量为1000。

客土喷播基材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一)、将细粒土、细短稻草谷壳混合，得到第一混合物；

步骤二)、将复合肥溶于质量为其质量45倍的水中，得到第二混合物；

步骤三)、向第二混合物中加入保水剂、硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯、木纤维，搅拌下放置30min后，与第一混合物、抑尘剂混合均匀，得到第三混合物；

步骤四)、将第三混合物与粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。

实施例3

客土喷播基材，每平方米喷播基材中包括以下质量的组分：

木纤维0.7kg、保水剂0.016kg、粘土剂0.012kg、细粒土(由矸石山上筛分而来)9.8kg、复合肥0.037kg和细短稻草谷壳1.5kg。

所述的客土喷播基材中，所述粘土剂为聚丙烯酰胺。

所述的客土喷播基材中，每平方米喷播基材中还包括以下质量的组分：抑尘剂0.55kg和硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯0.15kg；

其中，抑尘剂采用申请号为201910456485.8实施例3中制备的抑尘剂。

硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将海泡石烘干、研磨后，过700目筛，得到海泡石粉末；

步骤二、将海泡石粉末加入水中，搅拌均匀后，得到海泡石悬乳液；

步骤三、将氨基硅烷偶联剂加入乙醇水溶液中水解，得到硅烷偶联剂水解液；

步骤四、将硅烷偶联剂水解液加入海泡石悬乳液中，搅拌3h，之后抽滤、烘干，得到硅烷偶联剂改性海泡石；通过硅烷偶联剂对海泡石进行改性，能提高海泡石与聚氨酯的结合程度，使得海泡石在溶剂中不易发生团聚现象。

步骤五、将溶剂脱水后，加入硅烷偶联剂改性海泡石，混合均匀，之后加入二异氰酸酯，在60℃下搅拌2h，再加入聚醚二元醇，在60℃下搅拌1.5h，得到聚氨酯预聚体；

步骤六、向聚氨酯预聚体中加入小分子二元醇扩链剂，在55℃下搅拌1h，之后加入α-环糊精，在55℃下搅拌反应30min，减压蒸除溶剂，固化后，粉碎，即得硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯；

其中，二异氰酸酯、聚醚二元醇、小分子二元醇扩链剂、硅烷偶联剂、α-环糊精的摩尔比为1：0.5：0.3：0.05：0.1，海泡石和硅烷偶联剂的质量比为1:3。

本发明在喷播基材中引入了硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯，将硅烷偶联剂运用于聚氨酯的改性，能提高聚氨酯的强度，进而提高固结后基材的强度，避免基材在自身重力或降雨入渗下发生垮塌；将高吸水性的海泡石运用于聚氨酯的改性，聚氨酯中由于引入了海泡石，提高了硬段含量和分子间的作用力，进一步增加了固结后基材的强度，且能避免海泡石随雨水流失；先通过硅烷偶联剂对海泡石进行改性，能提高海泡石与聚氨酯的结合程度，使得海泡石在溶剂中不易发生团聚现象。α-环糊精具有保水性强但易随雨水流失的特点，将α-环糊精引入聚氨酯链段上，能克服α-环糊精易随雨水流失的缺陷，进而提高喷播基材的保水、持水能力。

所述的客土喷播基材中，所述步骤二中将海泡石粉末加入质量为海泡石粉末质量30倍的水中。

所述的客土喷播基材中，所述步骤三中将氨基硅烷偶联剂加入质量为其质量10倍的体积分数为90％的乙醇水溶液中水解。

所述的客土喷播基材中，所述小分子二元醇扩链剂为1,4-丁二醇，氨基硅烷偶联剂为KH-550。

所述的客土喷播基材中，所述溶剂为丙酮，丙酮的质量为二异氰酸酯质量的0.7倍。

所述的客土喷播基材中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，所述聚醚二元醇为聚乙二醇，分子量为1000。

客土喷播基材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一)、将细粒土、细短稻草谷壳混合，得到第一混合物；

步骤二)、将复合肥溶于质量为其质量45倍的水中，得到第二混合物；

步骤三)、向第二混合物中加入保水剂、硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯、木纤维，搅拌下放置30min后，与第一混合物、抑尘剂混合均匀，得到第三混合物；

步骤四)、将第三混合物与粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。

实施例4

客土喷播基材，每平方米喷播基材中包括以下质量的组分：

木纤维0.8kg、保水剂0.018kg、粘土剂0.013kg、细粒土(由矸石山上筛分而来)9.8kg、复合肥0.04kg和细短稻草谷壳2kg。

所述的客土喷播基材中，所述粘土剂为聚丙烯酰胺。

所述的客土喷播基材中，每平方米喷播基材中还包括以下质量的组分：抑尘剂0.6kg和硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯0.2kg；

其中，抑尘剂采用申请号为201910456485.8实施例3中制备的抑尘剂。

硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将海泡石烘干、研磨后，过700目筛，得到海泡石粉末；

步骤二、将海泡石粉末加入水中，搅拌均匀后，得到海泡石悬乳液；

步骤三、将氨基硅烷偶联剂加入乙醇水溶液中水解，得到硅烷偶联剂水解液；

步骤四、将硅烷偶联剂水解液加入海泡石悬乳液中，搅拌3h，之后抽滤、烘干，得到硅烷偶联剂改性海泡石；通过硅烷偶联剂对海泡石进行改性，能提高海泡石与聚氨酯的结合程度，使得海泡石在溶剂中不易发生团聚现象。

步骤五、将溶剂脱水后，加入硅烷偶联剂改性海泡石，混合均匀，之后加入二异氰酸酯，在60℃下搅拌2h，再加入聚醚二元醇，在60℃下搅拌1.5h，得到聚氨酯预聚体；

步骤六、向聚氨酯预聚体中加入小分子二元醇扩链剂，在55℃下搅拌1h，之后加入α-环糊精，在55℃下搅拌反应30min，减压蒸除溶剂，固化后，粉碎，即得硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯；

其中，二异氰酸酯、聚醚二元醇、小分子二元醇扩链剂、硅烷偶联剂、α-环糊精的摩尔比为1：0.5：0.3：0.05：0.1，海泡石和硅烷偶联剂的质量比为1:3。

本发明在喷播基材中引入了硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯，将硅烷偶联剂运用于聚氨酯的改性，能提高聚氨酯的强度，进而提高固结后基材的强度，避免基材在自身重力或降雨入渗下发生垮塌；将高吸水性的海泡石运用于聚氨酯的改性，聚氨酯中由于引入了海泡石，提高了硬段含量和分子间的作用力，进一步增加了固结后基材的强度，且能避免海泡石随雨水流失；先通过硅烷偶联剂对海泡石进行改性，能提高海泡石与聚氨酯的结合程度，使得海泡石在溶剂中不易发生团聚现象。α-环糊精具有保水性强但易随雨水流失的特点，将α-环糊精引入聚氨酯链段上，能克服α-环糊精易随雨水流失的缺陷，进而提高喷播基材的保水、持水能力。

所述的客土喷播基材中，所述步骤二中将海泡石粉末加入质量为海泡石粉末质量30倍的水中。

所述的客土喷播基材中，所述步骤三中将氨基硅烷偶联剂加入质量为其质量10倍的体积分数为90％的乙醇水溶液中水解。

所述的客土喷播基材中，所述小分子二元醇扩链剂为1,4-丁二醇，氨基硅烷偶联剂为KH-550。

所述的客土喷播基材中，所述溶剂为丙酮，丙酮的质量为二异氰酸酯质量的0.7倍。

所述的客土喷播基材中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，所述聚醚二元醇为聚乙二醇，分子量为1000。

客土喷播基材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一)、将细粒土、细短稻草谷壳混合，得到第一混合物；

步骤二)、将复合肥溶于质量为其质量45倍的水中，得到第二混合物；

步骤三)、向第二混合物中加入保水剂、硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯、木纤维，搅拌下放置30min后，与第一混合物、抑尘剂混合均匀，得到第三混合物；

步骤四)、将第三混合物与粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。

对比例1

客土喷播基材，每平方米喷播基材中包括以下质量的组分：

木纤维0.7kg、保水剂0.016kg、粘土剂0.012kg、细粒土9.8kg、复合肥0.037kg和细短稻草谷壳1.5kg。

所述的客土喷播基材中，所述粘土剂为聚丙烯酰胺。

所述的客土喷播基材中，每平方米喷播基材中还包括以下质量的组分：抑尘剂0.55kg和海泡石0.15kg。

其中，抑尘剂采用申请号为201910456485.8实施例3中制备的抑尘剂。

客土喷播基材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一)、将细粒土、细短稻草谷壳混合，得到第一混合物；

步骤二)、将复合肥溶于质量为其质量45倍的水中，得到第二混合物；

步骤三)、向第二混合物中加入保水剂、海泡石、木纤维，搅拌下放置30min后，与第一混合物、抑尘剂混合均匀，得到第三混合物；

步骤四)、将第三混合物与粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。

对比例2

客土喷播基材，每平方米喷播基材中包括以下质量的组分：

木纤维0.7kg、保水剂0.016kg、粘土剂0.012kg、细粒土(由矸石山上筛分而来)9.8kg、复合肥0.037kg和细短稻草谷壳1.5kg。

所述的客土喷播基材中，所述粘土剂为聚丙烯酰胺。

所述的客土喷播基材中，每平方米喷播基材中还包括以下质量的组分：抑尘剂0.55kg和α-环糊精0.15kg；

其中，抑尘剂采用申请号为201910456485.8实施例3中制备的抑尘剂。

所述的客土喷播基材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一)、将细粒土、细短稻草谷壳混合，得到第一混合物；

步骤二)、将复合肥溶于质量为其质量45倍的水中，得到第二混合物；

步骤三)、向第二混合物中加入保水剂、α-环糊精、木纤维，搅拌下放置30min后，与第一混合物、抑尘剂混合均匀，得到第三混合物；

步骤四)、将第三混合物与粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。

对比例3

客土喷播基材，每平方米喷播基材中包括以下质量的组分：

木纤维0.7kg、保水剂0.016kg、粘土剂0.012kg、细粒土(由矸石山上筛分而来)9.8kg、复合肥0.037kg和细短稻草谷壳1.5kg。

所述的客土喷播基材中，所述粘土剂为聚丙烯酰胺。

所述的客土喷播基材中，每平方米喷播基材中还包括以下质量的组分：硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯0.15kg；

硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯的制备方法同实施例3。

客土喷播基材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一)、将细粒土、细短稻草谷壳混合，得到第一混合物；

步骤二)、将复合肥溶于质量为其质量45倍的水中，得到第二混合物；

步骤三)、向第二混合物中加入保水剂、硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯、木纤维，搅拌下放置30min后，与第一混合物混合均匀，得到第三混合物；

步骤四)、将第三混合物与粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。

对比例4

客土喷播基材，每平方米喷播基材中包括以下质量的组分：

木纤维0.7kg、保水剂0.016kg、粘土剂0.012kg、细粒土(由矸石山上筛分而来)9.8kg、复合肥0.037kg和细短稻草谷壳1.5kg。

所述的客土喷播基材中，所述粘土剂为聚丙烯酰胺。

所述的客土喷播基材中，每平方米喷播基材中还包括以下质量的组分：抑尘剂0.55kg；

其中，抑尘剂采用申请号为201910456485.8实施例3中制备的抑尘剂。

客土喷播基材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一)、将细粒土、细短稻草谷壳混合，得到第一混合物；

步骤二)、将复合肥溶于质量为其质量45倍的水中，得到第二混合物；

步骤三)、向第二混合物中加入保水剂、木纤维，搅拌下放置30min后，与第一混合物、抑尘剂混合均匀，得到第三混合物；

步骤四)、将第三混合物与粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。

试验1

本测试的实验地点位于辽宁省阜新市新邱区百年国际赛道城，将一大份土壤混合均匀，平分成9份后，分别铺设在9块试验田上。

将实施例1-4和对比例1-4中制备的喷播基材用喷播机通过高压喷枪分别作业于8块试验田的地表，将未喷播喷播基材的试验田作为空白对照组；30天后，取地下10-15cm处的土壤，进行含水率测定，试验期间有两场强降雨，分别在喷播后的第8天、22天。含水率的测定方法为称重法，测定方法为使用0.1g感量的天平称取土样的重量(100.0g)，记作土样的湿重M，在105℃的烘箱内将土样烘6-8小时至恒重，测定烘干土样，记作土样的干重Ms，根据含水率＝(M-Ms)/Ms*100％计算含水率，具体结果见表1。

表1

组别	含水率/％
		实施例1	19.01
实施例2	23.65
		实施例3	24.37
实施例4	24.71
		对比例1	20.89
对比例2	19.96
		对比例3	21.27
对比例4	19.84
		对照组	10.24

由表1可知，采用实施例2-4中制备的喷播基材处理试验田30天后，地下10-15cm处的土壤含水率最高，说明在喷播基材中引入保湿型抑尘剂和硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯能显著提高喷播基材的含水率。

由对比例2和对比例4比较可知，采用对比例2中制备的喷播基材处理试验田，30天后，地下10-15cm处的土壤的含水率相近，这是因为对比例2中制备的喷播基材中虽然比对比例4中多了环糊精，但环糊精易随雨水流失，不能长效地保水、持水。

由对比例3和对比例4比较可知，采用对比例3中制备的喷播基材处理试验田，30天后，地下10-15cm处的土壤的含水率更高，说明在喷播基材中进一步地引入硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯比进一步地引入抑尘剂保水、持水效果更好。

试验2

本测试的实验地点位于辽宁省阜新市新邱区百年国际赛道城，将一大份土壤混合均匀，平分成9份后，分别铺设在9块试验田上。

测试方法为：在实施例1-4和对比例1-4制备喷播基材时，分别将第三混合物与狗牙根草种(添加量为0.02kg/m²)混合均匀后，加入粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。之后用喷播机通过高压喷枪分别作业于8块试验田的地表，将仅喷播狗牙根草种(0.02kg/m²)的裸露试验田作为空白对照组，20天后每块试验田取5个样方(每个样方取1平米)进行地上植物和地下植物生物量的统计，均以干重计算，取5个样方的平均值，结果见表2。

表2

组别	地上植物生物量kg/m<sup>2</sup>	地下植物生物量kg/m<sup>2</sup>
			实施例1	0.49	0.37
实施例2	1.17	1.01
			实施例3	1.23	1.09
实施例4	1.38	1.18
			对比例1	0.76	0.65
对比例2	0.63	0.54
			对比例3	0.91	0.79
对比例4	0.59	0.51
			对照组	0.19	0.11

由表2可以看出，采用实施例2-4中制备的喷播基材(含草种)喷播后的试验田，地上植物和地下植物生物量显著高于对比例1-4，说明在喷播基材中引入保湿型抑尘剂和硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯能显著提高喷播基材的保水、持水能力，进而促进植物生长。

试验3

在实施例1-4和对比例1-4制备喷播基材时，分别将第三混合物与草种(草种为狗牙根和紫花苜蓿，两者质量比为1:1，草种添加量为0.025kg/m²)混合均匀后，加入粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。

在丘陵地区选取坡度均一的坡面模拟边坡(坡度为45度)，每块模拟边坡的面积为2m×2m，分别检测实施例1-4和对比例1-4中所制备的喷播基材(含草种)的使用性能，每个实验例设置3个重复，检测结果取平均值。对照组是在细粒土(用量与实施例3中不含草种的喷播基材的用量相同)上直接撒播草种(草种为狗牙根和紫花苜蓿，两者质量比为1:1，草种添加量为0.025kg/m²)。喷播实验在16年3月份进行，喷播后覆盖无纺布，每天浇水1次，30天后自然养护，之后不再人工浇水。每块模拟边坡底部设置收集槽，收集随雨水流失的物料，土壤侵蚀率(采用烘干法测得)为60d实验期间流失的物料占总物料的百分比，实验期间有三场强降雨，并测30d、60d后的植被覆盖率。结果见表3。

表3

由表3可知，采用实施例2-4中制备的喷播基材(含草种)喷播后的坡面，土壤侵蚀量少，植物覆盖率高且覆盖速度快，两个月便能达到坡面100％覆盖，说明在喷播基材中引入保湿型抑尘剂和具有保水、持水、较高强度的硅烷偶联剂-海泡石-α-环糊精改性聚氨酯，能使喷播基材具有保水、持水，不易随雨水流失，不易垮塌的效果，进而有利于植物生长。采用实施例2-4中制备的喷播基材(含草种)喷播后的坡面，喷播三年后，植被覆盖率稳定在92％以上。

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施例。

Claims (9)

1.客土喷播基材，其特征在于，每平方米喷播基材中包括以下质量的组分：

木纤维0.5-0.8kg、保水剂0.015-0.018kg、粘土剂0.01-0.013kg、细粒土9.8kg、复合肥0.035-0.04kg和细短稻草谷壳1-2kg。

2.如权利要求1所述的客土喷播基材，其特征在于，所述粘土剂为聚丙烯酰胺。

3.如权利要求1所述的客土喷播基材，其特征在于，每平方米喷播基材中还包括以下质量的组分：抑尘剂0.5-0.6kg和硅烷偶联剂-海泡石-环糊精改性聚氨酯0.1-0.2kg；

其中，抑尘剂包括以下重量分数的组分：石蜡油4-6％、蓖麻油1-3％、二十三烷醇0.2-0.6％、二十五烷醇0.5-1％、十八烷基三氯硅烷0.5-1％、月桂醇0.1-0.5％、聚乙烯醇0.1-0.5％、无机盐添加剂0.05-0.1％、填料0.1-0.5％、余量的水；

硅烷偶联剂-海泡石-环糊精改性聚氨酯的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将海泡石烘干、研磨后，过700目筛，得到海泡石粉末；

步骤二、将海泡石粉末加入水中，搅拌均匀后，得到海泡石悬乳液；

步骤三、将氨基硅烷偶联剂加入乙醇水溶液中水解，得到氨基硅烷偶联剂水解液；

步骤四、将氨基硅烷偶联剂水解液加入海泡石悬乳液中，搅拌3h，之后抽滤、烘干，得到氨基硅烷偶联剂改性海泡石；

步骤五、将溶剂脱水后，加入氨基硅烷偶联剂改性海泡石，混合均匀，之后加入二异氰酸酯，在60℃下搅拌2h，再加入聚醚二元醇，在60℃下搅拌1.5h，得到聚氨酯预聚体；

步骤六、向聚氨酯预聚体中加入小分子二元醇扩链剂，在55℃下搅拌1h，之后加入环糊精，在55℃下搅拌反应30min，减压蒸除溶剂，固化后，粉碎，即得氨基硅烷偶联剂-海泡石-环糊精改性聚氨酯；

其中，二异氰酸酯、聚醚二元醇、小分子二元醇扩链剂、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为1：0.5：0.3：0.05：0.1，海泡石和氨基硅烷偶联剂的质量比为1:3。

4.如权利要求3所述的客土喷播基材，其特征在于，所述步骤二中将海泡石粉末加入质量为海泡石粉末质量30倍的水中。

5.如权利要求3所述的客土喷播基材，其特征在于，所述步骤三中将氨基硅烷偶联剂加入质量为其质量10倍的体积分数为90％的乙醇水溶液中水解。

6.如权利要求3所述的客土喷播基材，其特征在于，所述小分子二元醇扩链剂为1,4-丁二醇，氨基硅烷偶联剂为KH-550。

7.如权利要求3所述的客土喷播基材，其特征在于，所述溶剂为丙酮，丙酮的质量为二异氰酸酯质量的0.7倍。

8.如权利要求3所述的客土喷播基材，其特征在于，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，所述聚醚二元醇为聚乙二醇，聚乙二醇的分子量为1000。

9.如权利要求3所述的客土喷播基材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一)、将细粒土、细短稻草谷壳混合，得到第一混合物；

步骤二)、将复合肥溶于质量为其质量45倍的水中，得到第二混合物；

步骤三)、向第二混合物中加入保水剂、氨基硅烷偶联剂-海泡石-环糊精改性聚氨酯、木纤维，搅拌下放置30min后，与第一混合物、抑尘剂混合均匀，得到第三混合物；

步骤四)、将第三混合物与粘土剂混合均匀，即得客土喷播基材。