CN114989833B - 一种生态环保功能型固沙剂及固沙方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生态环保功能型固沙剂及固沙方法，主要涉及固沙剂技术领域。固沙剂包括在应用时混合使用的A剂和B剂；所述A剂的原料按质量份数计包括：地沟油1份、乳化剂0.001～0.005份、保护胶0.01～0.1份、水0.1～0.5份、助溶剂0.1～0.5份、甘油0.01～0.1份；所述B剂的原料按质量份数计包括：水1份、硼酸3～10份、黄腐酸锌3～10份、水性常温交联剂1～3份。本发明有益效果在于：它以餐厨废油生产的地沟油为主要成膜物质，获得的功能化防风固沙产品具有经济、环保、有效、可降解的优势。

Description

一种生态环保功能型固沙剂及固沙方法

技术领域

本发明涉及固沙剂技术领域，具体是一种生态环保功能型固沙剂及固沙方法。

背景技术

土地沙漠化是当今世界面临的最为严峻的生态环境问题之一，我国是沙漠面积较大的国家之一，由于天气干旱少雨等自然因素，加之人类不合理的活动，使沙漠地区荒漠化以每年3000平方公里的速度增加，对工农业生产和人们的日常生活造成了严重的危害，治理土地沙漠化、防风固沙已成为亟待解决的问题。目前，我国每年都有大量的农田和草场遭受风沙危害，大量水库和灌溉渠受风沙侵袭，数千公里公路和铁路经常性受到风沙掩埋，造成巨大的直接和间接经济损失。尤其是地处沙漠边缘的农业种植，植被稀少、农田林网不健全，使得农业种植缺乏有效地保护，每年造成的损失也较大。

随着科学技术的发展，环保型固沙材料研究取得了长足进步，适应了防沙治沙、防灾减灾工程建设的需要，同时也充分体现生态产业发展的技术需求，它是固定流沙、在短期内即能阻止流沙危害最有效的固沙产品之一。

现有技术中对该技术具有多方向的研发，专利CN108998049提出了一种可降解天然高分子化合物包覆腐殖酸固沙剂及其制备方法，该方法是用疏水缔合阳离子改性淀粉包覆腐殖酸，意在利用淀粉的粘结性和腐殖酸改良土壤的性能。 CN111187627提供了一种低成本、环境友好型固沙剂及其制备方法，该方法是利用微生物对韧皮纤维进行脱胶，脱胶残胶废液含有大量多糖，因而可用作固沙剂。专利CN110330890提供了一种可降解的自修复保水固沙剂及其制备方法，该方法是将丙烯酰胺、黄原胶等制成水凝胶，将聚氨酯粉末与硬脂酸细化改性制成微胶囊，再复配成固沙剂。专利CN102757792提供了一种生活污泥制成的复合生态固沙剂及其制备方法与应用，该方法是由有机高分子、钠盐、生活污泥与耐干旱藻类混合制得的固沙剂。专利CN103289017提供了一种多功能黏土基固沙剂的制备方法，该方法是将黏土与生物胶进行交联制得的固沙剂。但是上述的固沙材料主要为多糖类(韧皮胶液、淀粉、瓜儿胶等)、改性聚氨酯类、废物资源化利用类。多糖类的有效粘结强度较弱，在沙漠边缘的农业种植应用时，其结壳强度较弱，抵挡不了风沙的侵害，实际固沙效果较弱。改性聚氨酯类，该方法具有聚氨酯的优异成膜性，但是由于分子链较大、交联密度大，使得聚氨酯改性的固沙剂较难生物降解。废物资源化利用如糠醛废渣、城市污泥、黏土类，其均是吸水效果好的原料，但是实际应用存在大面积喷洒施工困难，在沙地上不易向下渗透，结壳不耐水等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生态环保功能型固沙剂及固沙方法，它以餐厨废油生产的地沟油为主要成膜物质，获得的功能化防风固沙产品具有经济、环保、有效、可降解的优势。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种生态环保功能型固沙剂，包括在应用时混合使用的A剂和B剂；

所述A剂的原料按质量份数计包括：地沟油1份、乳化剂0.001～0.005份、保护胶0.01～0.1份、水0.1～0.5份、助溶剂0.1～0.5份、鱼油0.3～0.5份、甘油0.01～0.1份；

所述B剂的原料按质量份数计包括：水1份、硼酸3～10份、黄腐酸锌3～10 份、水性常温交联剂1～3份。

进一步的，其制备方法包括以下步骤：

步骤一，A剂的制备：混合地沟油、乳化剂和保护胶，在1000r/min～3000 r/min条件下剪切乳化，后加入鱼油、甘油拌匀，即得；

步骤二：B剂的制备：将水与硼酸、黄腐酸锌、水性常温交联剂混合，搅拌均匀即得；

步骤三：成品包装：将A剂、B剂分别包装，得到固沙剂产品。

进一步的，所述乳化剂使用长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺、聚醚类中的任意一种或几种。

进一步的，所述保护胶使用可再分散乳胶粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、木质素磺酸钠中的任意一种或几种。

进一步的，所述助溶剂使用多缩乙二醇、三羟甲基丙烷中的任意一种或几种。

进一步的，具体应用时，将A剂用水稀释50～100倍，得到A剂稀释液，A剂稀释液与B剂以1：0.01～0.05的比例混合，即可用于喷洒使用。

一种固沙方法，采用以下步骤：

将A剂用水稀释50～100倍，得到A剂稀释液，A剂稀释液与B剂以1：0.01～ 0.05的比例混合，对目标区域实施机械喷洒。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

本固沙剂是一种生态环保、可生物降解，又易喷洒施工、具备有效成膜强度的固沙剂产品。其优势包括：

为餐厨废物地沟油的处理应用提供了一条出路，扩大了地沟油再生资源化利用途径，大大减少地沟油返回餐桌的安全隐患；

具有优异的成膜性、功效性、作用持久的特点。固沙剂采用的地沟油和硼酸、水性常温交联剂进行固化，具有较强的交联成膜性能；同时体系中的硼酸、黄腐酸锌为植物生长提供一定的硼、锌微量元素，提高植株根系活力，起到改良沙土肥力的效果；因此，本发明的固沙剂体系既具备固沙的成膜能力，又可提供植物生长所需的微量元素，改善沙土肥力，达到既固沙又治沙的效果；

添加鱼油成分，可以在固沙剂喷施后散发鱼腥味，从而达到防止野兔啃食的情况，防止野生动物对经济作物出芽期的破坏；

制备方法操作简单，通过对各组分用量的严格配比进行精准控制，使得制备出的固沙剂的各方面性能俱佳，能够达到优异的固沙效果；

使用方法操作简单，将A剂在储液桶中稀释后与B剂混合，采用通用的喷洒机械即可喷洒施工，特别适用于大面积沙地的喷洒应用；

本发明创造性地发明了一种新型固沙剂，具有成本低、生态环保等特点。本发明制备方法中采用的主要原材料为地沟油，为餐厨废物，使用成本较低；所制备固沙剂的原料地沟油的成分主要为动植物脂肪酸，均可在生态环境中自然降解，不污染环境，具有生态环保的特点。

附图说明

图1是本发明的固沙剂产品图片。

图2是本发明的固沙剂产品现场搅拌图片。

图3是本发明的固沙剂产品喷洒图片。

图4是本发明测试报告封皮页。

图5是本发明测试报告内容页第1页。

图6是本发明测试报告内容页第2页。

图7是本发明使用后的沙土状态。

图8是本发明使用后的沙土状态。

图9是本发明的试验及应用环境。

图10是本发明在喀什地区用后的土面情况。

图11是本发明在喀什地区用后的土面情况。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。

实施例1：一种生态环保功能型固沙剂

将市售的地沟油800kg加入反应釜中，以地沟油质量的0.02加入乳化剂基酚聚氧乙烯醚1.6kg，并以地沟油质量的0.04加入保护胶聚乙烯醇，在乳化剂及保护胶存在下，在加入加水和助溶剂三羟甲基丙烷的同时，使用2000r/min 的高速剪切分散进行乳化得到水乳化地沟油，其中助溶剂的用量为地沟油质量的0.3，水可以为自来水或去离子水(下同)，且其用量为地沟油质量的0.2，直到乳化充分均匀；

后续再向体系中加入定量的甘油，搅拌均匀，得到A剂。

步骤二、制备B剂；

将水与硼酸、黄腐酸锌、水性常温交联剂进行定量混合，搅拌均匀即得。所述的水与硼酸的比例为1：5；所述的水与黄腐酸锌的比例为1：6；所述的水与水性常温交联剂的比例为1：2。

所述的硼酸、黄腐酸锌、水性常温交联剂均为市售。

步骤三、将A剂、B剂分别包装，得到固沙剂产品。

在具体应用时，使用方法如下：

将A剂用水稀释50～100倍，得到A剂稀释液，A剂稀释液与B剂以1：0.01～ 0.05的比例混合，混合后即可机械喷洒使用。

实施例2：一种生态环保功能型固沙剂

步骤一、制备A剂；

按重量份数计准备以下比例的原料：

地沟油1份、乳化剂0.001份、保护胶0.01份、水0.1份、助溶剂0.1份、甘油0.01份；

将市售的地沟油加入反应釜中，并加入乳化剂和保护胶，在乳化剂及保护胶存在下，一边使用1000r/min的高速剪切分散进行乳化切割，一边加入水和助溶剂，直到乳化均匀后得到水乳化地沟油，再向体系中加入定量的甘油，搅拌均匀，得到A剂。

步骤二、制备B剂；

按重量份数计准备以下比例的原料：

水1份、硼酸3份、黄腐酸锌3份、水性常温交联剂1份；所述的硼酸、黄腐酸锌、水性常温交联剂均为市售。

将水与硼酸、黄腐酸锌、水性常温交联剂进行定量混合，搅拌均匀即得B 剂。

步骤三、将A剂、B剂分别包装，得到固沙剂产品。

实施例3：一种生态环保功能型固沙剂

步骤一、制备A剂；

按重量份数计准备以下比例的原料：

地沟油1份、乳化剂0.005份、保护胶0.1份、水0.5份、助溶剂0.5份、甘油0.1份；

将市售的地沟油加入反应釜中，并加入乳化剂和保护胶，在乳化剂及保护胶存在下，一边使用3000r/min的高速剪切分散进行乳化切割，一边加入水和助溶剂，直到乳化均匀后得到水乳化地沟油，再向体系中加入定量的甘油，搅拌均匀，得到A剂。

步骤二、制备B剂；

按重量份数计准备以下比例的原料：

水1份、硼酸10份、黄腐酸锌10份、水性常温交联剂3份；所述的硼酸、黄腐酸锌、水性常温交联剂均为市售。

将水与硼酸、黄腐酸锌、水性常温交联剂进行定量混合，搅拌均匀即得B 剂。

步骤三、将A剂、B剂分别包装，得到固沙剂产品。

实施例4：一种固沙方法

使用实施例1制得的固沙剂，具体应用时，将A剂用水稀释50～100倍，得到A剂稀释液，A剂稀释液与B剂以1：0.01～0.05的比例混合，对目标区域实施机械喷洒。

本发明固沙剂喷洒后，会在沙土表层形成一层2～3mm具有一定强度的薄壳，在保护良好的情况下，固沙效果可持续1～3个月，本发明固沙剂的性能指标均通过官方实验室检测，技术指标如检测报告所示。(详见附图)

上述固沙剂测试报告是将本发明固沙剂产品1：70稀释，复配占A剂质量比0.03的B剂，搅拌均匀，按照下述步骤进行试样喷洒和试验检测：

(1)试样的制备

①烘干沙土

将80-120目的沙土放在烘箱中，在(50±2)℃的条件下烘干5h，除去水分，然后将其取出在室温条件下放置1h。

②装盘

称量干净的、坚固不易变形的不锈钢托盘(尺寸300mm×210mm×30mm)质量为M，将烘好的沙土样品装入托盘中，沙土与托盘平齐。

③喷洒固沙剂溶液

按照规定的喷洒量在沙土表面喷洒固沙剂溶液，在室温条件下放置2h后将其放在烘箱中，在(50±2)℃的条件下烘干3h。

(2)固沙剂产品和结壳效果检测

检测报告中的性能指标按照相应性能的国标或行标检测方法进行检测；其中，结壳效果的技术指标是风蚀率，风蚀率测试根据国家铁路局2020年实施的《铁路煤炭运输抑尘技术条件第1部分：抑尘剂》中的风蚀率模拟风洞测试装置进行检测。

通过检测报告中性能指标的测试可以看出，本发明固沙剂产品按稀释比例稀释后具有溶液稳定、不易分层；粘度适中、不易堵塞喷头；固沙剂产品PH近中性，重金属含量极低，对喷洒设备(交管、钢材、铝材)的腐蚀率极小的效果。由此证明，本发明固沙剂产品的结壳性能好、毒性低、腐蚀性低等特点。

Claims (6)

1.一种生态环保功能型固沙剂，其特征在于，包括在应用时混合使用的A剂和B剂；

所述A剂的原料按质量份数计包括：地沟油1份、乳化剂0.001～0.005份、保护胶0.01～0.1份、水0.1～0.5份、助溶剂0.1～0.5份、鱼油0.3～0.5份、甘油0.01～0.1份；

所述B剂的原料按质量份数计包括：水1份、硼酸3～10份、黄腐酸锌3～10份、水性常温交联剂1～3份，

其制备方法包括以下步骤：

步骤一，A剂的制备：混合地沟油、乳化剂和保护胶，在1000r/min～3000r/min条件下剪切乳化，后加入甘油拌匀，即得；

步骤二：B剂的制备：将水与硼酸、黄腐酸锌、水性常温交联剂混合，搅拌均匀即得；

步骤三：成品包装：将A剂、B剂分别包装，得到固沙剂产品。

2.根据权利要求1所述一种生态环保功能型固沙剂，其特征在于，所述乳化剂使用长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺、聚醚类中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述一种生态环保功能型固沙剂，其特征在于，所述保护胶使用可再分散乳胶粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、木质素磺酸钠中的任意一种或几种。

4.根据权利要求1所述一种生态环保功能型固沙剂，其特征在于，所述助溶剂使用多缩乙二醇、三羟甲基丙烷中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1所述一种生态环保功能型固沙剂，其特征在于，具体应用时，将A剂用水稀释50～100倍，得到A剂稀释液，A剂稀释液与B剂以1：0.01～0.05的比例混合，即可用于喷洒使用。

6.一种固沙方法，其特征在于，使用权利要求1-5所述任一项的生态环保功能型固沙剂，并采用以下步骤：

将A剂用水稀释50～100倍，得到A剂稀释液，A剂稀释液与B剂以1：0.01～0.05的比例混合，对目标区域实施机械喷洒。