生態土壤穩定劑及其製備方法

2023-10-06 17:02:19 1

專利名稱：生態土壤穩定劑及其製備方法
技術領域：
本發明屬於有機化工類的生態土壤穩定劑製品及其製備方法。
背景技術：
土壤穩定劑作為一種新型的固化材料，具有適用範圍廣、固化效果好、就地取材、價格低廉、施工和養護方便等諸多優點，在國際上一些發達國家已得到推廣應用。目前土壤穩定劑的研發主要以美國、日本、加拿大等發達國家為主，而國內主要集中在無機類土壤穩定劑的研發，在有機類穩定劑方面與國外還有很大差距。無機類土壤穩定劑的缺點是固化土的早期強度不高，易形成幹縮裂縫，影響其水穩性和結構性；施加無機類土壤穩定劑後的土壤一般不具有生態功能，無法進行綠化，達不到環境美化的要求。

發明內容
本發明目的是提出一種生態、高效、安全的有機類生態土壤穩定劑及其製備方法。尤其是一種具有生態功能的土壤穩定劑製品及其製備方法，主要用於土質邊坡的水土保持、防衝刷侵蝕、坡面防護和生態綠化等，可作為各類土質邊坡坡面生態防護材料。
本發明的技術解決方案是生態土壤穩定劑，其配方為水或去離子水180-220重量份共聚單體1醋酸乙烯酯 100-140重量份共聚單體2甲基丙烯酸甲酯或與共聚單體3 5-20重量份共聚單體3丙烯酸酯 5-20重量份聚乙烯醇8-15重量份乳化劑十二烷基硫酸鈉或與OP 2-4或均為2-4重量份引發劑(過硫酸鹽)0.5-2重量份本發明另還添加共聚單體4(叔碳酸乙烯酯) 10-25重量份乳化劑2(OP-10) 2-5重量份本發明的改進還包括添加下述成分分散劑(CH-10S) 1-2重量份增塑劑(鄰苯二甲酸二丁酯)10-20重量份緩衝劑(碳酸氫鈉或氨水) 3-5重量份顏料0-40重量份本發明製備方法是先將水或去離子水(按上述重量份，下同)和聚乙烯醇混合使聚乙烯醇完全溶解；加入過硫酸鹽和共聚單體1重量份的1/10-1/7預反應20分鐘；再將餘下的共聚單體1和共聚單體2或與共聚單體3、或再加入共聚單體4均勻混合後在2-3小時內滴入反應體系；滴加完後保持60-73℃的溫度繼續反應30-60分鐘；經脫除殘留單體處理後將溫度降至50-55℃加入增塑劑、分散劑、緩衝劑、穩定劑充分攪勻後冷卻至室溫出料，即得到本發明製品。如需要彩色製品，可在本製品中加入有機顏料，用分散機研磨製成。
本發明的特點是本發明具有良好的環境適宜性，本發明符合《環境標誌產品技術要求》(HJB2004-94)的基本要求，是環境友好型產品。本製品為乳狀液體，其主要特徵為它與粘性土顆粒接觸發生作用後，可明顯提高土顆粒的水穩性和強度；使用本材料後能加強土的抗衝刷性，同時具有保溼功能，可促進植物生長。本製品為中性，具有無毒、無汙染的優點，可用水按任意比例稀釋，使用方便，十分適用於土質邊坡的坡面防護。本發明製品已應用於寧淮高速公路膨脹土路塹邊坡生態防護工程，取得了良好的土壤穩定和生態綠化的效果。
具體實施例方式
本發明製品主要用於土質邊坡的生態護坡。生態土壤穩定劑的配方實施例水或去離子水180-220重量份，180或220均可；共聚單體1醋酸乙烯酯100-140重量份，100或140均可；共聚單體2甲基丙烯酸甲酯5-20重量份，5或20均可；或再加共聚單體3丙烯酸酯，5-20重量份，5或20均可；聚乙烯醇8-15重量份，8或15均可；乳化劑十二烷基硫酸鈉或與OP2-4重量份，2或4均可；引發劑(過硫酸鉀)0.5-2重量份，0.5或2均可；本發明另還添加共聚單體4(叔碳酸乙烯酯)10-25重量份，10或25均可；乳化劑2(OP-10)，2-4重量份2或4均可；還可添加下述成分分散劑1-2重量份；增塑劑(鄰苯二甲酸二丁酯)，10-20重量份；緩衝劑3-5重量份。
製備方法先將水或去離子水(按上述重量份，下同)和聚乙烯醇在80℃攪拌，使聚乙烯醇完全溶解；後將其溫度降至68-73℃加入過硫酸鉀和共聚單體1重量份的1/10-1/7預反應20分鐘；再將餘下的共聚單體1和共聚單體2、共聚單體3、共聚單體4均勻混合後在2-3小時內滴入反應體系；滴加完後保持68-73℃的溫度繼續反應30-60分鐘；經脫除殘留單體處理後將溫度降至50-55℃加入增塑劑、分散劑、緩衝劑充分攪勻後冷卻至室溫出料。
製品製備後以下述步驟使用
(1)坡面整平階段不管是機械開挖形成的人工邊坡，還是天然坡，由於各種原因往往造成坡面水土流失、平整度低，造成邊坡整體視覺及感觀上的不足，也給施工帶來不便，因此首先應對坡面進行人工整平；(2)施肥播種階段為了使邊坡綠化與邊坡防護更好地結合，在整平後的邊坡上施以草種及肥料是十分必要的；(3)稀釋階段由於本製品自身具有一定粘度，通常針對土質邊坡的實際情況對本製品按一定使用濃度進行稀釋後才使用；(4)噴灑階段將本製品稀釋後按一定單位面積噴灑量均勻噴灑在撒過草種及肥料的邊坡表面，噴灑通常採用機械噴灑；(5)邊坡養護階段由於種子發芽需要一定的溫度、水分和陽光等自然條件，因此在種子發芽前後的一段時間內，需要定期對邊坡進行養護(如澆水、保溫等)；(6)邊坡防護效果評估階段本製品使用後，對邊坡的抗衝刷性、水土流失量、坡面破壞程度、植被生長情況等生態護坡效果進行評估。
其它配方1醋酸乙烯酯110-130，聚乙烯醇10-14，OP-10 2-3，十二烷基硫酸鈉1-3，過硫酸銨0.5-1.5，鄰苯二甲酸二丁酯5-15、碳酸氫鈉2-5、去離子水200，製備方法是先將去離子水和聚乙烯醇混合，在90℃下加熱3小時，使聚乙烯醇完全溶解；後將其溫度降至70℃加入OP-10、十二烷基硫酸鈉、過硫酸銨和單體醋酸乙烯酯20重量份預反應20分鐘；再將餘下的醋酸乙烯酯在2-3小時內滴入反應體系；滴加完後保持70℃的溫度繼續反應30分鐘；將溫度降至50-55℃加入鄰苯二甲酸二丁酯和碳酸氫鈉充分攪勻後冷卻至室溫出料，即得到本發明製品；2醋酸乙烯酯80-100、甲基丙烯酸甲酯5-15、丙烯酯丁酯5-15、聚乙烯醇8-14、OP-10 3-5重量份、十二烷基硫酸鈉1-3、過硫酸銨0.5-1.5、鄰苯二甲酸二丁酯8-14、碳酸氫鈉2-5、去離子水190-210，製備方法是先將去離子水和聚乙烯醇混合，在90℃下加熱3小時，使聚乙烯醇完全溶解；後將其溫度降至70℃加入OP-10、十二烷基硫酸鈉、過硫酸銨和單體醋酸乙烯酯20重量份預反應20分鐘；再將餘下的醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸甲酯、丙烯酯丁酯在2-3小時內滴入反應體系；滴加完後保持70℃的溫度繼續反應30分鐘；將溫度降至50-55℃加入鄰苯二甲酸二丁酯和碳酸氫鈉充分攪勻後冷卻至室溫出料，即得到本發明製品；3醋酸乙烯酯80-100、叔碳酸乙烯酯30-40、聚乙烯醇12-14、OP-10 2-3、十二烷基硫酸鈉2-3、過硫酸銨0.5-1.5、鄰苯二甲酸二丁酯9-11、碳酸氫鈉3-4、去離子水200，製備方法是先將去離子水和聚乙烯醇混合，在90℃下加熱2-4小時，使聚乙烯醇完全溶解；後將其溫度降至70℃加入OP-10、十二烷基硫酸鈉、過硫酸銨和單體醋酸乙烯酯15-25預反應20分鐘；再將餘下的醋酸乙烯酯和叔碳酸乙烯酯在2-3小時內滴入反應體系；滴加完後保持70℃的溫度繼續反應30-60分鐘；將溫度降至50-55℃加入鄰苯二甲酸二丁酯和碳酸氫鈉充分攪勻後冷卻至室溫出料，即得到本發明製品；4醋酸乙烯酯100-120、甲基丙烯酸甲酯3-6、丙烯酯丁酯3-6、叔碳酸乙烯酯8-12、聚乙烯醇10-14、OP-10 2-3、十二烷基硫酸鈉1-3、過硫酸銨0.5-1.5、鄰苯二甲酸二丁酯8-12、碳酸氫鈉2-4、去離子水19-210，製備方法是先將去離子水和聚乙烯醇混合，在90℃下加熱3小時，使聚乙烯醇完全溶解；後將其溫度降至70℃加入OP-10、十二烷基硫酸鈉、過硫酸銨和單體醋酸乙烯酯15-25重量份預反應20分鐘；再將餘下的醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸甲酯、丙烯酯丁酯、叔碳酸乙烯酯在2-3小時內滴入反應體系；滴加完後保持70℃的溫度繼續反應30分鐘；將溫度降至50-55℃加入鄰苯二甲酸二丁酯和碳酸氫鈉充分攪勻後冷卻至室溫出料，即得到本發明製品；5醋酸乙烯酯100-120、甲基丙烯酸甲酯3-6、丙烯酯丁酯3-6、叔碳酸乙烯酯8-12、聚乙烯醇10-14、OP-10 2-3、十二烷基硫酸鈉1-3、過硫酸銨0.5-1.5、鄰苯二甲酸二丁酯8-12、碳酸氫鈉2-4、顏料色漿30-50、CH-10S 3-5、去離子水19-210，製備方法是先將去離子水和聚乙烯醇混合，在90℃下加熱3小時，使聚乙烯醇完全溶解；後將其溫度降至70℃加入OP-10、十二烷基硫酸鈉、過硫酸銨和單體醋酸乙烯酯15-25重量份預反應20分鐘；再將餘下的醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸甲酯、丙烯酯丁酯、叔碳酸乙烯酯在2-3小時內滴入反應體系；滴加完後保持70℃的溫度繼續反應30分鐘；將溫度降至50-55℃加入鄰苯二甲酸二丁酯和碳酸氫鈉充分攪勻後冷卻至室溫出料，同時將色漿加入均勻混合即得到本發明製品上述幾種製品均為乳狀液體，其具體性狀見下表

權利要求
1.生態土壤穩定劑，其特徵是以下述配方組成水或去離子水 180-220重量份共聚單體1醋酸乙烯酯 100-140重量份共聚單體2甲基丙烯酸甲酯或與共聚單體3 5-20重量份共聚單體3丙烯酸酯5-20重量份聚乙烯醇 8-15重量份乳化劑十二烷基硫酸鈉或與OP 2-4或均為2-4重量份引發劑(過硫酸鹽) 0.5-2重量份
2.根據權利要求1所述的生態土壤穩定劑，其特徵是另添加共聚單體4(叔碳酸乙烯酯)10-25重量份，乳化劑2(OP-10)2-5重量份。
3.根據權利要求2所述的生態土壤穩定劑，其特徵是另添加增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯 10-20重量份緩衝劑 碳酸氫鈉或氨水 3-5重量份顏料0-40重量份。
4.生態土壤穩定劑的製備方法是其特徵是先將水或去離子水和聚乙烯醇混合，在80-90℃下反應2-4小時，使聚乙烯醇完全溶解；加入過硫酸鹽和共聚單體1重量份的1/10-1/7預反應20分鐘；再將餘下的共聚單體1和共聚單體2或與共聚單體3、或再加入共聚單體4均勻混合後在2-3小時內滴入反應體系；滴加完後保持60-73℃的溫度繼續反應30-60分鐘；後將溫度降至50-55℃加入增塑劑、分散劑、緩衝劑充分攪勻後冷卻至室溫出料得成品。
全文摘要
生態土壤穩定劑，包括水或去離子水180－220重量份，共聚單體1醋酸乙烯酯100－140重量份；共聚單體2甲基丙烯酸甲酯或與共聚單體3 5－20重量份；共聚單體3丙烯酸酯5－20重量份；聚乙烯醇8－15重量份；乳化劑十二烷基硫酸鈉或與OP2－4或均為2－4重量份；引發劑(過硫酸鹽) 0.5－2重量份。本發明具有良好的環境適宜性，本發明符合《環境標誌產品技術要求》(HJB2004－94)的基本要求，是環境友好型產品。本製品為乳狀液體，可明顯提高土顆粒的水穩性和強度；使用本材料後能加強土的抗衝刷性，同時具有保溼功能，可促進植物生長。
文檔編號C08F220/00GK101037597SQ200710021619
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月18日 優先權日2007年4月18日
發明者施斌, 黃河, 高瑋, 劉瑾, 王寶軍, 姜洪濤, 徐建平, 徐潔, 唐朝生, 魏廣慶, 張丹 申請人:南京大學