CN1155291A - 选定的生物相容性稳定剂在聚乙烯酯基土壤加固浸渍组合物中的应用 - Google Patents

Abstract

描述了在室温下为固态和/或接触空气时固化的脂肪酸、脂肪醇和/或其至少基本上不溶于水的酯、醚和/或与尤其多价阳离子的盐作为可降解的和生物相容的稳定剂以提高用聚乙烯酯基助剂尤其PVAc浸渍的土壤的耐水性。

Description

选定的生物相容性稳定剂在聚 乙烯酯基土壤加固浸渍 组合物中的应用

本发明涉及德国在先申请P4324474.2中所述沙土和/或土壤(以下统称土壤)表面加固的改进和扩展。该在先申请描述了对已知方法的一种改进，即通过在土壤表面层上涂覆或向其中加入含水聚合物分散液而达到至少暂时的加固。所加入的浸渍组合物中的水在较短时间内干燥，留下的聚合物相加固了所浸渍土壤的结构如粒状结构，而不会过于影响该层的透水性。这样的表面加固在狭意上是不限于土壤。其它要保护的表面层例如必须抗风蚀表面的相应稳定化也属于本发明的范围内。这种表面层的实施可包括：有或没有使用过的表土或其它保护层的覆盖的垃圾存放场和/或废品站。

几十年来，该领域发展和实践包括本发明所基于的方案是，将能使粒状固体相互粘合的合成聚合物以水分散液或乳液形式施加到要加固的表面上并使其干燥。在这方面实际上特别重要的是聚醋酸乙烯酯水分散液，以下称之为PVAc分散液。例如可参见以下出版物：A.Kullmann等人的农业可耕种土壤文集(Arch.Acker-pflanzerbar Bodenkd)，22(11)，713-19。除了聚醋酸乙烯酯，可用的粘合剂还有：丁二烯-苯乙烯胶乳，脲/甲醛聚合物和沥青乳液。D.Gabriels等人(Ghent大学，比利时)的文献，土壤科学，(SoilSci.，)118(5)，332-8的主题是以相应方式使沙丘的沙具有耐雨淋的稳定作用。在这里也公开了一种基于聚醋酸乙烯酯系列也列于优选粘合剂中。世界范围内的其它工作可参见例如专利文献US 4072020，US 3887506，HU 11654及ZA7501787。

这种土壤表面加固的要求及目的尤其可为多种多样的。不要求全面论述，在实践中所要求的某些性质如下：材料至少应当便于行人往来，它在预计的时期内不受所在具体温度、空气湿度和雨水的影响，它必须能抗高的风速。要施加的材料应该是不易燃的，在其使用过程及其后没有着火或爆炸的危险。在运输和处理过程中应尽可能不用特殊的保护措施或不必加保护外壳。固化的聚合物浸渍物对发芽的植物、生长的植物和动物应没有毒性，而且尽可能是无色或透明的。考虑这些要求可总结如下：

1.PVAc均聚物分散体基本适合用作粘合剂。但没有增塑剂时用PVAc均聚合分散体浸渍的土壤层是脆性的，以致于显然不能满足实用要求。

2.通过在标准条件下使用可流动的增塑剂可以消除(1)的缺陷。在实践中，证明邻苯二甲酸二丁酯是特有效的增塑剂。由此增塑的PVAc均聚物可牢固地粘合在一起，但这种增塑剂则是不可降解的。

3.内部增塑的聚合物分散液(聚醋酸乙烯酯-马来酸二丁酯共聚物)虽可产生牢固的粘接，但同样是不可降解的。

开始述及的德国在先申请P4324474.2的任务是，提供有增塑剂的用于所述用途的PVAc均聚物分散体，它一方面能满足多方面的技术要求，另一方面还是生物学可相容的，尤其是可生物降解的。有关学说是基于PVAc均聚物基本上是生物相容的且可降解的，即使该聚合物本身降解得较慢。有关文献可参见例如H.Kastien等，“漆类合成树脂和聚合物分散体的定量微生物降解”，颜料＋漆(farbe＋Lack)第98年度，7/1992，505-8。按该在先申请所述，作为生物学可接受的PVAc分散体的增塑剂可选用以下物质：含低级脂族单羧酸的甘油三酯，含低级脂族一元醇的柠檬酸三酯和/或环氧化的至少部分烯化不饱和脂肪酸的甘油三酸酯。

在先申请P4324474的技术细节请参见其原始公开，它同时也是本发明原始公开的内容。

使用所述在先申请中所述的浸渍或固化组合物，可在所处理土壤的表面范围—例如直到几厘米的层厚—达到最佳固化，在标准条件下满足上面提出的各种要求。但其它试验表明，这样加固的土壤表面在湿的基体/土壤或通过与水分充分接触如大雨下，可能明显地变软。虽然通常在重新干燥后可恢复加固状态，即不会完全丧失，但对实际应用来说是一弱点。克服该缺点即为本发明的主题，因而，下面描述了土壤或沙土的涂层或浸渍组合物，它不仅在干燥时而且在湿的基层下也能产生明显的加固作用，并在干燥和潮湿或湿的条件下均能保持其加固作用。同时还保持了该涂层的可生物降解性和土壤相容性。

因此，本发明的核心是在室温下为固体和/或在有空气时固化的脂肪酸、脂肪醇和/或其至少基本为水不溶性的酯、醚和/或其盐作为可生物降解和生物学可相容的稳定剂以用于提高基于聚醋酸乙烯和聚乙烯醇与低级单羧酸的类似酯的土壤浸渍物的耐水性能。

因此，本发明所述组合物进行了以下改进：向要加固的土壤层中加入生物学可接受且可以通过自然降解过程而降解的助剂作为辅助成分，由于它们至少以亲油性分子结构为主，因而在极端条件下也能明显提高浸渍组合物的耐水性。同时，本发明的助剂易于进行天然降解过程。在其分子结构中，除了占主要地位的亲油基团之外，还存在以下官能基团：羟基、羧基、醚和/或酯基，它们作为这类物质或相当这类物质易于微生物降解的起点是公知的。本发明所用的助剂在实际中的降解速率通常在实际所需的时期内能保证浸渍物质对过量水渗透所要求的保护作用。在所述在先申请中描述的暂时土壤加固的工作原理的细节提供了同时用合适的植物播种待固化土壤层，因而通过植物的自然生长增强固化土壤，而本发明的树脂基组合物所提供的暂时加固在土壤中随着降解过程特别是细菌的降解过程而消失。

下面首先讨论本发明适用和特别优选的稳定剂类别的化学结构。然后接着说明将这些稳定剂加入浸渍组合物或用于浸渍组合物或在待结合土壤层中的优选的规律性。

专业人员已知脂肪酸及脂肪醇是在分子中具有足够长烃链的相当化合物和混合物。尽管存在亲水性官能团，但还保证了其主要的亲油性质。本发明定义的脂肪酸和脂肪醇的特征在于在分子中的烃链至少具有6个，优选至少8至10个碳原子。分子中碳原子数的上限通常约为30个碳原子，但该数值并不受限制。天然和/或合成源的脂肪酸和相应的脂肪醇通常是混合物，在其分子中平均具有10至24个碳原子和尤其是12至22个碳原子。可参见有关的专业文献。

有关这类化合物分子结构的其它两个特征是，涉及的脂肪有机化合物是脂族饱和的，但也可以是单烯化和/或多烯化不饱和的。尤其是天然源的许多代表，特征在于具有上述范围长度的碳链下或多或少大量存在这种单烯化和/或多烯化的不饱和的羧酸，如今常见的合成方法需要对除了饱和的，也提供不饱和的这类物质的代表。

第二个重要的特征是分子的链状结构。天然的脂肪酸和由此衍生的脂肪醇的特征在于至少其线性分子结构占主导位置。合成化学中已知有或多或少具有明显支链的相当代表。最后，已知流变学及生物降解性能都与脂肪组分的结构参数有关。在流变学方面，分子中的烯烃双键和链中的支键导致熔点下降。在有关脂肪组分的直链代表中生物降解性为最好，其中有偶数碳原子的相应代表如其于天然物质的组分中所存在的特别容易降解。但特别是带有隔离的甲基取代基的有限支链化合物仍然可以因生物降解过程而有效降解。

本发明范围内出现的所要求的降解过程尤其在需氧条件下进行。专业人员已知，在这种条件下不仅脂肪酸、脂肪醇和相应的含酯基团的组分受细菌的降解，而且相应的醚在需氧条件下也降解，尽管在时间有滞后。

本发明的说明书中有意识地讨论了这些专业公知的内容。在考虑了本专业一般性常知的基础上，本发明还得出，通过选择本发明的所用稳定剂的特定分子结构，有可能影响该稳定剂生物降解所需的时间。因而，可以间接地调节稳定剂驱湿疏水性非常明显的时间，以保证在土壤中浸渍组合物的所需保护作用。

基于脂肪醇、脂肪酸、其酯和/或醚以及脂肪酸盐所讨论的各类稳定剂的所有代表基本上都是适用于本发明。具体选择代表和其施用方式根据所给定的条件和具体情况下提出的要求。专业知识有助于个别选择广义上本发明所用的稳定剂代表。

基本上，优选使用以含水制剂形式的这些稳定剂，并以这种形式加入到土壤中。由于稳定剂本身基本上不溶于水，合适的技术方案是以含水乳液和/或分散体使用。如以下面具体解释的那样，该稳定剂既可以与聚醋酸乙烯酯基浸渍组合物混合使用和/或也可以分开单独使用。有关这类油化学化合物的与结构有关的流变学、实际使用的条件和本发明土壤浸渍对稳定剂提出的要求，可将本发明使用的化合物的具体代表划分成许多组。若不要求全面，可认为：

一般希望以水乳液及分散体形式施加的稳定剂的最低成膜温度约为0至15℃，尤其约为5至10℃。在通过渗入基体或通过蒸发而失去水相时，在正常的操作温度下稳定剂在浸渍物内和/或其表面上形成充分的密封层，从而可以达到对过量湿气渗透的保护作用。

适合的稳定剂在该成膜温度范围内可以是固体或液体相。在成膜温度下使用呈固体的稳定剂时，使用助流剂尤其是有机助流剂是合适的，该助剂优选与稳定剂可混合并同时是生物学可接受的且可降解的。合适的这类助流剂例如是流动性的并在5至15℃温度下呈低挥发性的，优选基于醇类、酯类和/或羧酸酯类的组分。

但在一个重要的实施方案中，使用至少部分单烯化和/或多烯化的不饱和的脂肪酸、脂肪醇和/或其含酯和/或醚结构的衍生物为稳定剂。在用所述种类的直链脂肪组分的情况下，烯烃双键的存在及其数量一般要保证在待处理土壤施用温度下具有合适的流动性，从而保证了封闭疏水层的形成和所要求的拒水效果的产生。有关类型的烯烃不饱和稳定剂具有其它的优点是：在大气氧的作用下，相应流动性脂肪化合物以公知方式干燥，从而使原来的液态膜转化成固体膜。同时完整保留了生物降解性的要求，对此可参见上面已引用的Heirz Kostien等人在“颜料和漆(Farbe und lack)”(1992)中的文献。

形成至少大体上封闭的油化学膜的特点在于以下所述：不仅饱和的而且单烯化和/或多烯化的不饱和的脂肪酸都可以通过阳离子尤其是多价阳离子的作用而转化成通常具有改变流变性质的相应的盐。合适的和优选的多价的成盐阳离子，特别是元素周期表第2和/或3主族的代表尤其是钙和/或铝。盐的形成可在将稳定剂涂到土壤上之前也可以在其后。在羧酸基团中有烯化不饱和组分的相应盐的情况下，也可进行其后的氧化反应从而进一步稳定化。

在本发明文本中酯结构的稳定剂特别重要，其中在第一类化合物中定义的脂肪酸基决定酯结构。有关的酯是例如尤其至少部分烯化不饱和酯肪酸与多元醇的全酯和/或偏酯。优选的酯是由含尤其2至6个羟基和优选至多6个碳原子的低级多元醇衍生得到的。脂肪酸相应的甘油酯及偏甘油酯和/或其低聚物可能是本发明中特别重要的代表。

在这方面，仅举例性地提及基于天然物质的油和/或脂，已知相应的油和/或酯形成脂肪酸甘油三酯或与甘油三酯中含至少部分烯化不饱和脂肪酸组分组成的脂肪混合物。根据不饱和脂肪酸基的结构和浓度，这些油和/或脂适合用于三维交联下的氧化硬化。它们在实际中应用很广泛，例如在漆原料领域，基于例如亚麻子油的天然源的氧化固化的油长期以来一直被广泛应用。对于本发明的应用领域，这些天然源的稳定剂是重要的组分。使用时可以添加或不添加固化剂组分，该组分一般加速三维交联漆膜的形成。这方面可利用有关的专业知识。

另一类优选的酯基稳定剂可定义为脂肪酸和/或脂肪醇的低聚酯及聚酯和低聚羧酸及聚羧酸和/或低元醇及多元醇所衍生的多官能反应产物。这种稳定剂的实例为已知的醇酸树脂类的聚酯，还有用脂肪酸基团酯化的聚乙烯醇低聚物和聚合物以及用必要时烯化不饱和脂肪醇基团酯化的(甲基)丙烯酸酯低聚物和/或聚合物。在选择这些稳定剂时，一个重要的标准是由于在土壤的自然降解过程不仅是个别部分的酯或聚酯结构可完全降解的问题，在用于本发明的选择时尤其要一起考虑的是原料分子例如在酯水解过程中最初所形成的部分的可降解性。

对于上面作为适用稳定剂类提到的醇酸树脂，可优先选用基本来自天然物料的这类化合物。醇酸树脂这一概念已知包括聚羧酸、多元醇和单官能的醇和/或羧酸的聚酯。氧化活性醇酸树脂基本上是已知的市售产品，对此可参考一般的专业常识。它们例如可用作空气干燥漆类的原料。已知的市售产品也有特别制成水分散体，该分散体在连续的含水液相中以细粒分散的树脂形式含有自干型的醇酸树脂。这类空气活性的醇酸树脂水分散体是特别适且于本发明的原料。

这些醇酸树脂衍生物的氧化活性通常源于在醇酸树脂聚酯分子中含有烯化不饱和取代基。这种烯化不饱和活性因素以公知方式通过不饱和醇和/或不饱和羧酸而带入醇酸树脂分子中。在本发明意义上特别重要的是所述醇酸树脂至少大部分基于天然物质的基本组分构成。这样就可以用天然源的单羧酸和/或一元醇来衍生醇酸树脂。当二元羧酸和至少三元醇与一元羧酸和必要时的其它二元醇结合使用时，例如可以形成的单羧酸衍生的醇酸树脂，它可能是氧化活性或可氧化交联的，所用单羧酸至少是单次和/或多次烯化不饱和的。通过以已知方式逆转官能团，也可以制备由烯化不饱和醇改性的氧化活性醇酸树脂。

本发明特别优选的天然物料基的醇酸树脂是基于作为三官能团多元醇组分的甘油和作为一元羧酸组分的天然源的脂肪酸制得。所用单功能反应物的平均用量应当使与二元羧酸的所需反应进行到底，该二元羧酸在一个优选实施方式中可在自然降解过程中自行降解。这类至少以天然源为主的改性醇酸树脂的特征在于，超过50％(重量)，优选60至70％(重)的醇酸树脂含有天然物料基组分，尤其为甘油和一元羧酸，而聚合物分子中的其余部分为二元羧酸和必要时的附加的二元醇组分。

将本发明的稳定剂加入土壤有两种特别方式，必要时这两种方式也可以结合使用。在第一种实施方式中，第一步先加入基于聚乙烯酯制剂的浸渍组合物，接着分开加入稳定剂制品。但同样也可以同时将两种处理剂加入土壤表面中。需要时可以先使通常为水剂的浸渍组合物和稳定剂进行混合，然后一起加到土壤上。这两种方法也可以结合使用。理论上可以有其它不同方式先加稳定剂然后加入浸渍组合物，但这通常会产生令人不满意的结果。

具体情况下加入的稳定剂的量受很多因素的影响。通常，最低量为至少约50g/m²土壤面积，优选至少约100g/m²，适用于持续地提高聚醋酸乙烯基浸渍组的强度。这里所述下限是施用于无水和无必要时的助流剂的稳定剂混合物。在特殊情况下稳定剂用量可最高达400g/m²土壤面积，通常在约150至250g/m²范围内可以得到令人满意的结果。

以无水的纯有效混合物为基准，稳定剂与浸渍组合物的用量比可在宽范围内变化。例如合适的尤其是PVAc基浸渍组合物对稳定剂(无水有效物质)的用量比为约5∶1至1∶5，优选范围为1∶3至2∶1。在多数应用情况下用等量比的浸渍组合物和稳定剂证明是实用的。

将有效物质含量充分稀释至可用的水剂可对在地表面浸渍的深度产生一定的影响。有效物水剂的施用可用手进行例如用洒水壶进行，但在工业规模中用喷嘴进行。只要不在一个工艺步骤共用或同时施加两种有关组分，可在第一次施加浸渍组合物与第二次施加本发明定义的稳定剂水剂在其间要空一段时间，这段时间通常为几小时，便需要时也可以更长。

基于选定的聚乙烯酯分散液的浸渍组合物的性质请参见本申请人的在先德国申请P4324474.2。除了其原始公开内容外还应附加说明：

原聚醋酸乙烯酯适合用作浸渍组合物的聚合物粘合剂。但本发明并不限于聚醋酸乙烯酯。乙烯醇与低级单羧酸-尤其在羧酸基含4或5个以下碳原子-的其它聚合物也可以使用。除聚醋酸乙烯酯外，聚丙酸乙烯酯及其水制剂是特别重要。这里既可以用所述聚乙烯酯的均聚物也可以用其共聚物。

在本发明的另一种改型中，可由乙烯酯类共聚物制得的浸渍组合物的一种重要组分。这里特别要考虑具有较高级单元羧酸的乙烯酯的醋酸乙烯酯和/或丙酸乙烯酯类的低级乙烯酯的共聚物是特别合适的乙烯酯共聚物。在这类共聚物中优选的尤其是至少8个且更好为至少10个碳原子的饱和一元羧酸的乙烯酯，其中特别重要的是含10至16个碳原子的一元羧酸。在这些共聚物中基于多种考虑所选用的一个重要代表例如是醋酸乙烯酯-月桂酸酯共聚物。

下面为了充分公开本发明，在参考所引用在先申请的条件下说明聚醋酸乙烯酯基浸渍组合物的基本规则，有意义的是这些说明可用于前面所述的在浸渍组合物中形成聚合化合物的更多的可能性。

为了改进所浸渍土壤表面的机械承载能力，通常向聚醋酸乙烯酯分散体中添加增塑剂。优选的可生物降解的增塑剂是甘油与低级脂族一元羧酸的三酯，含低级脂族一元醇的柠檬酸三酯和/或至少部分烯化不饱和脂肪酸的环氧化甘油三酸酯。以较低的量将这些增塑剂添加到含水聚醋酸乙烯酯分散液中。以约50％(重量)的含水聚醋酸乙烯酯分散液为基准，该量一般为约1至15％(重量)，优选量为约3至10％(重量)。脂族一元羧酸的优选的甘油三酯在分子中含有2至6个优选2至4个碳原子的一元羧酸基团。这里特别重要的增塑剂是三醋精。适用的柠檬酸三酯含有2至6个碳原子尤其是2至4个碳原子的脂族一元醇的基团。在这类适用的代表是柠檬酸三酯，它含有柠檬酸基团本身，也可以在其羟基被乙酰化的改型形式的柠檬酸衍生物。

浸渍组合物的增塑剂的特点是，甚至较少量的增塑剂组分即可提供固化层足够的柔韧性。

关于添加增塑剂的必要性的特定方面是使用上述乙烯酯共聚物的情况下，该共聚物分子中含有与较高级一元羧酸，尤其是脂肪酸一起的醋酸乙烯酯和/或丙酸乙烯酯类的低级乙烯酯。申请人进一步的研究表明，基于这些乙烯酯共聚物的浸渍组合物即使不添加增塑剂也能满足足够的韧性的浸渍和可生物降解这两种要求。因此，在这种情况下没有必要使用增塑剂，如现有技术已知并在开始所引用的申请人的德国在先申请P4324474.2的描述的那样。

本发明的优选措施也是，所选定浸渍组合物和稳定剂也可加入可生物降解的从而是生物学可接受的其它添加物。按照本发明，可以使用可生物降解的保护胶体尤其是用于稳定含水制剂的。适用的保护胶体例如为聚乙烯醇，另一方面，也可以用淀粉和/或水溶性淀粉衍生物，其中该淀粉进行部分降低分子量。然而，加入淀粉和/或水溶性淀粉衍生物类的易降解的天然物料会损害膜抗雨蚀的稳定性，从而存在膜过快降解的危险。本发明使用的稳定剂可起到这方面的重要的补救作用。保护胶体及乳化剂的用量，以所加入含水乳液或分散液的无水有效物质为基准，一般为最多约5％(重量)，尤其为约0.5至3％(重量)。

在本发明的范围内，也可以使用现有技术中开发的用于形成表面膜的技术手段。例如在这方面，尤其在浸渍组合物的含水制品中使用生长促进的有效物质，尤其是有肥料作用的助剂和/或使用优选细粒状的固体物料。在最后提及的情况下，已知现有技术中提供使用来自天然物料的细粒状固体如木屑、稻草粒、谷壳、椰壳和/或亚麻纤维等，以此方式形成进一步促进植物生长的局部开孔，而不损害加固层的整体粘接。

尤其在浸渍组合物和/或稳定剂的含水制剂中，希望使用少量的表面活性剂组分。其中特别适用的表面活性剂是O/W型的，在优选的实施方式中它们具有良好的生物相容性和尤其是生物可降解性。在这方面特别重要的是基于烷基聚苷(APG)的相应表面活性剂。使用这些组分一方面易于稳定尤其是含水制剂中的稳定剂组分的稳定作用，例如亚麻子油在含水分散体中的稳定作用，另一方面还可以促进稳定土壤的润湿。这种辅助措施例如在加固过干沙土时具有实际意义。所用表面活性助剂的种类和用量可由相关的专业知识得知。

土壤加固有效物质水制剂的使用可以公知方式与植物种子的播种一起进行。但土壤的相应处理也可在加固使用尤其是本发明定义的含水浸渍组合物使用前或之后进行。

用本发明所述助剂进行的大田试验表明，不仅可以达到所要求的土壤表面的加固，并在至少几周的相当时间内保持该作用，同时对植物的发芽过程和生长过程没有实质性影响，此外，还常常具有其它所希望的效果：与相邻的未处理土壤相比，本发明处理过的土壤的水分保持明显提高。这说明，在干燥地区和/或在较热的气候条件下加固和绿化土地是有特别重要的好处。

本发明还提出可增强该作用的其它改型方案：天然物料化学、合成化学和/或半合成化学已经开发了大量聚合物组分，它们具有极好的吸水能力和对所吸水具有很高的保持能力。这类材料以所谓“高级浆料(super-slurpers)”在各种应用领域尤其是卫生领域得到广泛应用。按照本发明可将这种亲水性聚合物材料的合适制品用于整修土壤表层，从而促进植物生长同时，在播有植物种子例如草种的土壤表面可限制人工雨水量和/或次数。这些亲水性半合成或全合成的聚合物材料可在用本发明所述浸渍组合物处理土壤表面之前加入土壤中，但有时也可以考虑将亲水性助剂和至少一部分粘合性能的浸渍组合物结合使用。这些亲水助剂的化学性质可参见与所述类型助剂有关的文献。按本发明范围还可以使用促进生长的助剂。

                          实施例例1

在第一个试验系列中，用粗建筑用沙加固作为操作模型。该建筑用沙放在33×24cm的盘中。沙层厚约2至3cm。

用一种基于含水聚醋酸乙烯酯分散液(第1试验组)及基于醋酸乙烯酯/月桂酸乙烯酯重量比约为3/1的VAc/VL共聚物的相应的水分散液(第2试验组)作粘合剂，分散液由水稀释到固含量约为10％(重量)。以2,000g/m²的量尽可能均匀地将这些分散液喷涂、淋洒、刷涂到沙土表面上。第1试验组的分散体含有三醋精作增塑剂，第2试验组的物料没有增塑剂。

在干燥约24小时后，以2,000g/m²的用量施用稀释到10％(重量)的水制剂形式的稳定剂。因此所施用的PVAc聚合物及共聚物两者的量和稳定剂一样为200g/m²。

在另一个试验中，使用含10％(重量)PVAc和10％重量稳定剂的20％(重量)的水分散液处理盘中的建筑用沙。这里所使用的是也是2000g/m²。

作为本发明的稳定剂用市售的醇酸树脂分散液-杜塞尔多夫E.JAGER公司的商品“Jagalyd WE 57”。

使本发明处理过的沙样在盘中干燥并进行评价或者经洒水循环，然后测量其湿态强度。此外还要测定加固沙层的厚度。

下表1中列出了所进行的处理步骤和后处理以及试样的评价。评价处理沙层的强度使用下列符号：

F⁺⁺＝硬表面

F⁺＝产生表面，但已加固

F＝表面部分地被加固

F＝表面稍有加固

                 表1

                对比例浸渍剂               PVAc    PVAc/VL增塑剂             5％三醋精稳定剂(醇酸树脂)                    Jagalyd WE 57涂覆浓度(％(重量))    10       10       10沙层厚度            2-3cm    2-3cm    2-3cm干后强度            F⁺⁺     F⁺      F⁺⁺加固层厚度          1.6cm             0.74cm第一次浇水湿态外观  F⁺      F⁺     F干燥24h后外观       F⁺⁺     F⁺⁺     F人工洒水一周后      F        F        F湿态评价

                   本发明实施例浸渍剂     PVAc        PVAc         PVAc         PVAc/VL      PVAc/VL增塑剂     5％三醋精   5％三醋精    5％三醋精稳定剂     JagalydWE57 JagalydWE57  JagalydWE57  JagalydWE57  JagalydWE57(醇酸树脂)使用方式   分开        分开         分开         分开         一起涂覆浓度(％重量)   10          10           10           10           10比率(PVAc/ 1∶1        0.2∶0.8     0.8∶0.2     1∶1         1∶1稳定剂)沙层厚度   2-3cm       2-3cm        2-3cm        2-3cm        2-3cm干后强度   F⁺⁺        F⁺          F            F⁺⁺         F⁺⁺加固层     2.0-2.5cm   1.8-2.0cm    0.5-0.7cm    2.0cm        2.0cm厚  度第1次烧    F⁺⁺        F⁺          F⁺          F⁺⁺         F⁺⁺水湿态外观干燥24h    F⁺⁺        F⁺          F⁺          F⁺⁺         F⁺⁺后外观人工洒水   F⁺⁺        F⁺⁺         F             F⁺⁺         F⁺⁺一周后湿态评价

在另一个试验系列中，类似的盘不在实验室中进行人工洒水，而是于1994年三至四月放在申请人总部的室外环境中，然后评价。

评价结果列在下表2中。

                            表2

浸渍剂            PVAc           PVAc            PVAc

增塑剂            5％三醋精      5％三醋精       5％三醋精

稳定剂

(醇酸树脂)        Jagalyd WE 57  Jagalyd WE 57   Jagalyd WE 57

使用方式          分开           分开            分开

涂覆浓度(％量)    5              10              30

比率              1∶1           1∶1            1∶1

沙层厚度          2-3cm          2-3cm           2-3cm

干后强度          F⁺⁺           F⁺⁺            F⁺

加固层厚度        2.0-2.5cm      2.1-2.5cm       0.3-0.6cm

户外放1天的

湿态外观          -              F⁺⁺            -

户外雨淋1周

后的外观          F⁺⁺           F⁺⁺            F

户外雨淋1月

后的外观          F⁺⁺           F⁺⁺            F

外雨淋2月

后的外观                         F⁺⁺

由表2最后一栏与此前栏的对比可知，浸渍组合物在土壤表面的渗入不够，得到不满意的加固值。在所示情况下，由于含水处理剂中有效物质浓度过高不能使浸渍组合物及有关的稳定剂渗入到令人满意的深度。

为了评价不同涂覆量和涂覆浓度的影响，在沙层约厚10cm的槽中重复上述试验。结果列在下列3中。

                          表3

浸渍剂            PVAc          PVAc            PVAc

增塑剂         5％三醋精     5％三醋精        5％三醋精

稳定剂

(醇酸树脂)    Jagalyd WE 57  Jagalyd WE 57  Jagalyd WE 57

使用方式         一起            一起            一起

涂覆浓度(％量)     5              10              30

比率          1∶1         1∶1      1∶1

沙层厚度      10cm         10cm      10cm

干后强度      F⁺⁺         F⁺⁺      F⁺

加固层厚度    2.0-2.1cm    2.1-2.4cm 0.8-1.0cm

户外放1天的   F⁺⁺         F⁺⁺      F

湿态外观例2

将实施例1试验室试验的结果在实际测试验中进一步进行研究。

在5m高的约成45°倾斜的土壁上用本发明定义的含水加固制剂涂覆2m宽的区域。其中将液体加入一个压力容器中，在约8巴的容器压力下经扁平喷嘴喷涂。涂覆持续了约3至5分钟。

涂覆时土壁稍有潮湿(前一天下雨)。涂覆时及第二天都是晴天。为测试植物生长，在待处理区域及其周围都播种了天然草籽。

按下列说明“试验号1至7”处理7块试验区并评价。试验细节如下。

    试验号：1

加固材料      PVAc

施加方式      喷涂

供货形式      57.5％(重)

施加形式      10％(重)

供货形式的

水的稀释比    1∶5.75

涂覆面积      10m²

涂覆剂用量    20升

固体涂覆密度  200g/m²

后处理        无

刚涂后的结果  柔韧，粘连在一起

试验号：2

加固材料       PVAc         醇酸树脂

施加方式       单独喷涂     等3h后喷涂

供货形式       57.5％(重)   65％(重)

施加形式       10％(重)     10％(重)供货形式的水的稀释化        1∶57.5     1∶6.5涂覆面积        10m²       10m²使用形式所用量  20L         20L固体涂覆密度    200g/m²    200g/m²后处理          无          无刚涂后的结果    柔韧，粘连  柔韧，粘连

试验号：3加固材料        PVAc        醇酸树脂施加方式            一起喷涂供货形式        57.5％(重)  65％(重)使用形式        10％(重)    10％(重)供货形式的水的稀释化        1∶2.9      1∶3.3涂覆面积        10m²       10m²使用形式所用量  20L         20L固体涂覆密度    200g/m²    200g/m²后处理          无          无刚使用后的结果柔韧，粘连  柔韧，粘连

试验号：4加固材料        PVAc        醇酸树脂使用方式           混合物喷涂供货形式        57.5％(重)  65％(重)使用形式        10％(重)    10％(重)供货形式的水的稀释化        1∶2.9      1∶3.3涂覆面积        10m²       10m²使用形式所用量  20L         20L固体涂覆密度    200g/m²    200g/m²后处理          3h后以2l/m²洒水刚涂后的结果    柔韧，粘连在一起

试验号：  5加固材料        低聚丁二烯基的市售产品使用方式        喷涂供货形式        35％(重)使用形式        3.5％(重)供货形式的水的稀释化        1∶10涂覆面积        10m²使用形式所用量  10L固体涂覆密度    35g/m²后处理          无刚涂后的结果    不粘合

试验号：6加固材料        PVAc施加方式        用洒水壶供货形式        57.5％(重)施用形式        10％(重)供货形式的水的稀释化        1∶5.75涂覆面积        10m²使用形式所用量  20L固体涂覆密度    200g/m²后处理          无刚涂后的结果    柔韧，挠性，粘合

试验号：7加固材料        PVAc        醇酸树脂施加方式           混合喷涂供货形式        57.5％(重) 65％(重)使用形式        10％(重)   10％(重)供货形式的水的稀释化        1∶2.9     1∶3.3

涂覆面积           10m²      10m²

使用形式用量       10L        10L

固体涂覆密度       100g/m²   100g/m²

后处理                    无

刚涂后的结果       挠性，粘合

除了第5区外，所有试验区在涂覆后3小时土壤表面明显加固。在第5区(低聚丁二烯基处理剂)看不出明显的土壤加固。

在进一步的试验中，有规律地观察这些处理过的试验区和靠界边的区域，并在干热气候条件下经受人工洒水。具体如下：

试验开始于1994年六月中的气候：热而干。试验区干透时采不到裂纹。

使用10天后在28℃的户外用泵对每个试验区进行5分钟洒水。其中泵压约为25巴，喷灌量为24.6升水/m²。

试验区1至7的评价如下：

第1区：

吸水很好，洒水后在斜坡上部四分之一区域出现严重滑坡。

第2区：

吸水很好，保持了强度，无裂纹，无滑坡。

第3区：

吸水很好，保持了强度，无裂纹，无滑坡。

第4区：

吸水很好，洒水3分钟后出现裂纹，有滑坡危险。

第5区：

吸水中等，水从表面流过，短时洒水、注水后即出现裂纹，3分钟后停止洒水。

第6区：

吸水很好，保持了整体强度，无裂纹，无滑坡。

第7区：

吸水很好，保持了强度，无裂纹，无滑坡。

洒水4.5小时后重新检测试验区的状况并评判。具体如下：

第1区：

表面仅为薄壳，有裂纹。

第2区：

表面为薄壳，状况好，有强度裂纹。

第3区：

同第2区。

第4区：

表面有些硬，洒水后没有进一步的裂纹或滑坡。

第5区：

由表面处理几乎没有什么可看或可感觉。

第6区：

表面坚硬但无裂纹，状况很好。

第7区：

同第6区。

所有试验区在强热下并未干透，反而呈现出良好的潮湿状态。试验区附近的未处理区域在同样的时间变得很干。事先播下的草籽在任何一块试验区都没有被冲掉。

试验开始3周后(在此期间试验区上有多次大雨)，与未处理的相邻的播种土块相比，加固的草籽已发芽，植物生长似乎未受阻碍。

实施例3

按照例1的方法，用PVAc作为浸渍剂，但用本发明其它的稳定剂进行进一步的试验。下表4列出了所用的制剂和由此得到的结果。

首先用杜塞尔多夫E.JAGER公司的商品“JAGALYD WE 156”作稳定剂。它是一种在水乳化的无水并无有害物质的天然/合成基粘合剂，它例如可以用于以水稀释的木材防腐漆。在表4的另外两个试验中用亚麻子油作本发明的稳定剂，其中一次用10％的含水乳液(用APG作乳化助剂)形式的亚麻子油，在另一次试验中用亚麻子油涂到待稳定化的沙中。

在所有试验中浸渍组合物是含有5％重量三醋精的含水PVAc分散液，在第一工艺步骤将其与本发明的稳定剂分开涂到待加固的沙上。

由下表4列出了在人工洒水后原料的细节和测试的结果。其中强度值(F)与例1中所用的符号一致。

                    表4

浸渍剂      PVAc      PVAc      PVAc增塑剂        5％三醋精     5％三醋精      5％三醋精固体涂层1    7.7g/380cm²  7.7g/380cm²   7.7g/380cm²施加浓度         10％          10％           10％稳定剂     Jagalyd WE 156   亚麻子油       亚麻子油固体涂层2    7.7g/380cm²  7.7g/380cm²   7.7g/380cm²施加浓度          10％         10％            -+APG以乳化         -          1.50％           -沙或土厚度        3cm          3cm            3cm施加方式         分开         分开           分开干后强度          F⁺          F⁺            F⁺加固层厚度      1.8cm         1.0cm          1.4cm第1次人工洒水   1.5l/m²      1.5l/m²      1.5l/m²强度              F⁺          F              F⁺第2次人工洒水   3.0l/m²      3.0l/m²      3.0l/m²强度              F⁺          F              F⁺第3次人工洒水   1.5l/m²      1.5l/m²      1.5l/m²强度              F⁺⁺         F⁺⁺           F⁺⁺第6天的沉积量   12l/m²       12l/m²       12l/m²1周强度           F⁺          F⁺            F⁺

Claims (17)

1、在室湿呈固体和/或在空气下固化的脂肪酸和脂肪醇和/或至少基本上水不溶性的酸、醚和/或其盐的应用，它作为可降解的和生物上可相容的稳定剂用于增强土壤浸渍组合物的抗水性，该浸渍组合物基于具有C_1-5单羧酸和其与少量更高级单羧酸的混合物的聚乙烯醇的酯。

2、权利要求1所述的应用，其特征是，稳定剂是与含有生物可降解的增塑剂的聚醋酸乙烯酯一起使用，优选的增塑剂是甘油与低级脂族单羧酸的三酯、与低级脂族单元醇的柠檬酸三酯和/或至少部分烯化的不饱和脂肪酸的环氧化三酸甘油酯。

3、权利要求1和2所述的应用，其特征是，至少部分单烯化和/或多次烯化的不饱和脂肪酸、脂肪醇和/或其具有醚和/或酯结构的衍生物用作稳定剂。

4、权利要求1和2所述的应用，其特征是，饱和的和/或单烯化的和/或多烯化的不饱和脂肪酸与多价阳离子形成的盐至少部分是用作稳定剂，周期表的第二和/或第三主族是相应代表元素，尤其是钙和/或铝的盐是优选的。

5、权利要求1至4所述的应用，其特征是，稳定剂与聚乙烯酯基浸渍组合物混合使用和/或先用聚乙烯酯基浸渍组合物稳定土壤后使用该稳定剂。

6、权利要求1至5所述的应用，其特征是，稳定剂也以含水制剂形式，尤其是以含水分散液和/或乳化液的形式使用并就这样加入到土壤中。

7、权利要求1至6所述的应用，其特征是，至少使用在5至15℃温度下呈固体的稳定剂同时也使用有机助流剂。优选的是使用生物相容性并可降解的，优选的有机助流剂是与稳定剂混溶的。

8、权利要求1至7所述的应用，其特征是，使用基于在5至15℃温度下可流动的并优选的是低挥发的醇、醚和/或羧酸酯的组分作为助流剂。

9、权利要求1至8所述的应用，其特征是，用至少部分地烯化的不饱和脂肪酸与多元醇，优选的是含2至6个羟基和至多6个碳原子低级醇的全酯和/或偏酯作酯基稳定剂，特别重要的是产生甘油脂或偏甘油酯和或其低聚物的。

10、权利要求1至8所述的应用，其特征是，脂肪酸和/或脂肪醇和聚羧酸和或多元醇类衍生的多官能反应剂的低聚酯或聚酯是用作酯基稳定剂，醇酸树酯类、聚乙烯醇低聚物和用脂肪酸基团酯化的聚合物或必要时用烯化不饱和的脂肪酸基团酯化的甲基丙烯酸酯低聚物是优选的。

11、权利要求1至10所述的应用，其特征是，所用的脂肪酸/脂肪醇及其基团是在分子中有6至30个碳原子优选的是10-24个碳原子的相应组分特别有意义的是产生含有可以是单烯化和/或多烯化的不饱和的12至22个碳原子的相应组分。

12、权利要求1至11所述的应用，其特征是，使用基于天然物料的脂肪酸、酯肪醇或其酯、醚及盐。

13、权利要求1至12所述的应用，其特征是，使用基于聚醋酸乙烯酯和/或聚丙酸乙烯酯和/或基于这些低级乙烯酯与较高级脂肪酸的乙烯酯的共聚物的浸渍组合物尤其是月桂酸乙烯酯，其中较高级脂肪酸乙烯酯优选地在共聚物中呈少量。

14、权利要求1至13所述的应用，其特征是，聚乙烯酯基浸渍组合物与脂肪基团基的稳定剂的用量比(无水有效物质)为5∶1至1∶5优选为1∶3至2∶1。

15、权利要求1至14所述的应用，其特征是，使用稳定剂或其与具有最低成膜温度范围为0至15℃的成膜助剂的混合物。

16、权利要求1至15所述的应用，其特征是，聚乙烯酯基浸渍组合物和稳定剂的使用量都是至少50g/m²优选为至少100g/m²而最好是150至250g/m²的要处理土壤面积。

17、权利要求1至16所述的应用，其特征是，在加入助剂前和/或与助剂一起向土壤播种用于加固土壤的植物种籽。