一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯及其制备方法，该防渗蓄水毯由防渗蓄水层和设置于防渗蓄水层上下两面的表面膜层组成；所述的表面膜层为透气织物膜布，所述的防渗蓄水层厚度为0.5～2cm，由超疏水颗粒和可降解柔性粘结剂拌合形成的拌合料制成。与现有技术相比，本发明专利技术解决了旱区生态种植过程中，防渗材料施工困难、摊铺不均、防渗蓄水层易破坏、水分易渗漏等问题，该防渗蓄水毯显著提高了防渗蓄水层的稳定性，可有效防止水分渗漏，且施工工艺简单，具有非常广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯及其制备方法
本专利技术涉及防渗材料
，尤其是涉及一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯及其制备方法。
技术介绍
荒漠化已成为我国最严重的生态环境问题，严重阻碍我国的生态文明建设。沙漠绿化的难点在于：沙漠中砂质土疏松，水分易流失，土壤中没有养分，植物无法获得充足的水分和营养，难于成活。因而使得植被覆盖率日趋降低，土地退化。因而有效防止水分渗漏、提高植被覆盖率、恢复和重建受损的生态系统已成为生态文明建设中一个重大而紧迫的发展课题。因其高效的防渗功能，防渗材料在生态修复过程中扮演着不可或缺的作用，为防止沙区土壤水分渗漏、提高水分利用率提供了良策。但目前防渗材料只是在砂质土表面铺上薄薄的一层，且施工工艺为人工摊铺，很难保证铺设的均匀性。加上沙漠地区风沙较大，防渗材料很容易被吹散，容易导致局部防渗材料的缺漏，进而导致水分下渗。为解决防渗材料难以施工的问题，专利CN103755303A公开了一种砂基种植槽，该种植槽为多个透气防渗砂板围成的槽状容器，该种植槽具有透气、防渗、保水保肥等优点。但其生产工艺复杂，且在施工时，需在砂质土地区挖设坑槽，再将砂基种植槽置于其中，操作繁琐，不适于大面积施工。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：本专利技术提供一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯，由防渗蓄水层和设置于防渗蓄水层上下两面的表面膜层组成；所述的表面膜层为透气织物膜布，所述的防渗蓄水层厚度为0.5～2cm，由超疏水颗粒和可降解柔性粘结剂拌合形成的拌合料制成。优选地，所述的透气织物膜布为短纤土工布、长丝机织土工布、丙纶土工布、复合土工布和低密度聚乙烯(LDPE)土工膜中的任一种。本专利技术中的透气织物膜布具有较好地耐酸碱、耐腐蚀、耐老化等性能，不会污染周边土壤及水源环境。优选地，所述的超疏水颗粒通过以下步骤制备得到：(1)在粒径为70～200目范围内的颗粒芯材中，加入有机硅树脂和二乙烯三胺，搅拌均匀，所述的颗粒芯材包括尾矿砂、石英砂、大漠砂、河砂、海砂、粉煤灰和/或玻化微珠；(2)依次加入50um级硅烷粉末憎水剂和纳米SiO2(以在树脂膜表面形成微-纳二级粗糙结构，增强颗粒的疏水性)，搅拌均匀，并进行固化处理，制得所述的超疏水颗粒。优选地，所述的颗粒芯材、有机硅树脂、二乙烯三胺、硅烷粉末憎水剂和纳米SiO2的重量份之比为90-93:3-5:1-2:2-3:0.5-1.5。水滴在本专利技术的超疏水颗粒表面的接触角可达155°，滚动角低至3°。优选地，步骤(1)中，加入有机硅树脂和二乙烯三胺之前，先将颗粒芯材加热至150～200℃，烘干，静置，冷却，并在颗粒芯材冷却至50～70℃时，加入有机硅树脂和二乙烯三胺，搅拌均匀。优选地，步骤(2)中，硅烷粉末憎水剂和纳米SiO2在树脂未固化前加入；固化处理是在70℃下固化8h。优选地，所述的可降解柔性粘结剂为可降解热塑性弹性体，可降解柔性粘结剂和超疏水颗粒的质量比为0.04～0.1:1。优选地，所述可降解热塑性弹性体采用包括聚酯类(如PET)、聚酰胺(PA)类、聚氨酯(PU)类、乙烯/醋酸乙烯(EVA)类、嵌段共聚物类(如SDS)、聚烯烃类和橡胶类在内的可生物降解胶粘剂中的任一种。可降解热塑性弹性体具有优异的韧性、耐化学性、耐候性及环保性能。本专利技术还提供一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯的制备方法，其特征在于，先铺设一层表面膜层(下表面膜层)，并预先将超疏水颗粒与适量的可降解柔性粘结剂拌合，根据毯设计的厚度将拌合料均匀地摊铺在表面膜层(下表面膜层)上，再覆盖一层表面膜层(上表面膜层)，然后用机械滚轮施施压将其碾压成毯，得到所述的用于砂质土种植的防渗蓄水毯。本专利技术通过将超疏水颗粒、粘结剂和表面膜层进行有效结合，构建用于砂质土种植的防渗蓄水毯。其中，超疏水颗粒能够高效防止水分渗漏；同时该超疏水颗粒具备通气功能，能够维护植物根部及土壤微生物的生存环境。粘结剂能够有效地将超疏水颗粒黏附于表面膜层上，提高了整个防渗蓄水毯体系的稳定性。同时，该粘结剂可生物降解，不会危害周边土壤及水源环境，具有良好的生态效益。该防渗蓄水毯具有较好的柔性，可及时根据周边环境变化，自行调整摊铺状态，克服刚性超疏水颗粒因扰动造成破坏的弊病，具备自愈合裂缝的能力，进而能够更好地防止水分渗漏。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：该防渗蓄水毯可有效解决防渗材料在施工过程中摊铺不均、防渗蓄水层易破坏、水分易渗漏等问题，可显著提高防渗蓄水层的稳定性，可有效防止水分渗漏，且其施工工艺简单，具有非常广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术用于砂质土种植的防渗蓄水毯的结构示意图。图中，1为表面膜层，2为防渗蓄水层。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯，由防渗蓄水层2和设置于防渗蓄水层2上下两面的表面膜层1组成，如图1所示；表面膜层为透气织物膜布，防渗蓄水层由超疏水颗粒和可降解柔性粘结剂拌合形成的拌合料制成。步骤1：超疏水颗粒的制备：(1)将90份100-200目的石英砂加热到150℃，烘干其表面水分，待其冷却至50℃时，加入搅拌锅中，并加入5份有机硅树脂和1.5份二乙烯三胺搅拌均匀；(2)再依次加入2份50um级硅烷粉末憎水剂和1.5份纳米SiO2，搅拌均匀，并在70℃条件下固化8小时，即制得该超疏水颗粒。步骤2：防渗蓄水毯的制备先将长丝机织土工布铺设于底层，将步骤1制得的超疏水颗粒与适量的聚氨酯柔性粘结剂拌合形成拌合料，聚氨酯柔性粘结剂和超疏水颗粒的质量比可选择为0.04-0.1:1，再将拌合料均匀地摊铺在底层长丝机织土工布上，铺设厚度为1.5cm，并覆盖表层长丝机织土工布，然后用机械滚轮施以200kN的压力碾压，即制得用于砂质土种植的防渗蓄水毯。将防渗蓄水毯置于砂质土表层，上面覆盖种植土，种植20g月季花种子，并设置未铺设防渗蓄水毯的种植土作为对照组，种子播种后，每个月只浇1次水，观察其发芽率。3个月后，铺设防渗蓄水毯的种植土，其月季花的发芽率为95％；而未铺设防渗蓄水毯的月季花发芽率为0。实施例2一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯，由防渗蓄水层2和设置于防渗蓄水层2上下两面的表面膜层1组成；表面膜层为透气织物膜布，防渗蓄水层由超疏水颗粒和可降解柔性粘结剂拌合形成的拌合料制成。步骤1：超疏水颗粒的制备：(1)将92份80-120目的石英砂加热到200℃，烘干其表面水分，待其冷却至70℃时，加入搅拌锅中，并加入4份有机硅树脂和1份二乙烯三胺搅拌均匀；(2)再依次加入2份50um级硅烷粉末憎水剂和1份纳米SiO2，搅拌均匀，并在70℃条件下固化8小时，即制得该超疏水颗粒。步骤2：防渗蓄水毯的制备先将丙纶土工布铺设于底层，将步骤1制备的超疏水颗粒与适量的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物拌合形成拌合料，聚氨酯柔性粘结剂和超疏水颗粒的质量比可选择为0.04-0.1:1，再将拌合料均匀地摊铺在底层丙纶土工布上，铺设厚度为1cm，并覆盖表层丙纶土工布，然后用机械滚轮施以200kN的压力碾压，即制得用于砂质土种植的防渗蓄水毯。将防渗蓄水毯置于砂质土表层，上面覆盖种植土，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯，其特征在于，由防渗蓄水层和设置于防渗蓄水层上下两面的表面膜层组成；所述的表面膜层为透气织物膜布，所述的防渗蓄水层厚度为0.5～2cm，由超疏水颗粒和可降解柔性粘结剂拌合形成的拌合料制成。

【技术特征摘要】
1.一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯，其特征在于，由防渗蓄水层和设置于防渗蓄水层上下两面的表面膜层组成；所述的表面膜层为透气织物膜布，所述的防渗蓄水层厚度为0.5～2cm，由超疏水颗粒和可降解柔性粘结剂拌合形成的拌合料制成。2.根据权利要求1所述的一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯，其特征在于，所述的透气织物膜布为短纤土工布、长丝机织土工布、丙纶土工布、复合土工布和低密度聚乙烯土工膜中的任一种。3.根据权利要求1所述的一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯，其特征在于，所述的超疏水颗粒通过以下步骤制备得到：(1)在粒径为70～200目范围内的颗粒芯材中，加入有机硅树脂和二乙烯三胺，搅拌均匀，所述的颗粒芯材包括尾矿砂、石英砂、大漠砂、河砂、海砂、粉煤灰和/或玻化微珠；(2)依次加入50um级硅烷粉末憎水剂和纳米SiO2，搅拌均匀，并进行固化处理，制得所述的超疏水颗粒。4.根据权利要求3所述的一种用于砂质土种植的防渗蓄水毯，其特征在于，所述的颗粒芯材、有机硅树脂、二乙烯三胺、硅烷粉末憎水剂和纳米SiO2的重量份之比为90-93:3-5:1-2:2-3:0.5-1.5。5.根据权利要求3所述的一种用于砂质土种植的防渗蓄水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄，张恒，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31