一种改性粘土基水土保持喷膜材料、制备方法及使用方法技术

本发明专利技术为一种改性粘土基水土保持喷膜材料，由85~100重量份蒙脱土、5~10重量份十二酸单甘油酯、5~15重量份木蜡、1~5重量份脂肪族羟基磺酸盐聚合物和15

【技术实现步骤摘要】
一种改性粘土基水土保持喷膜材料、制备方法及使用方法


[0001]本专利技术涉及水土保持
，具体是一种应用于水土保持工程的改性粘土基水土保持喷膜材料、制备方法及使用方法。

技术介绍

[0002]现有水土保持措施主要包括工程措施、生物措施和蓄水保土耕作措施。工程建设项目的水土保持工作以传统的工程措施、植物措施和临时措施为主，临时措施主要以临时苫盖为主。传统技术如护坡（岸）、拦沙坝、挡土墙等，都属于“被动式”保持水土技术。由于黄土高原特殊的水土和气候环境等因素，黄土土质松散，垂直节理发育，干燥时坚如岩石，遇水则容易溶解，因此其自身抗水蚀能力较差。特别是在工程建设中形成的高陡边坡，采用常规水保措施难以及时有效地控制水土流失，且治理难度大、成本高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种应用于水土保持工程的改性粘土基水土保持喷膜材料。
[0004]本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种改性粘土基水土保持喷膜材料，由下列重量份数的各原料制成：蒙脱土85~ 100份、十二酸单甘油酯5~10份、木蜡5~15份、脂肪族羟基磺酸盐聚合物1~5份、水15
‑
30份。
[0005]优选的，蒙脱土的粒径为0.01～0.05mm。蒙脱土的粒径对水土保持喷膜性能影响较大，粒径≤0.01mm的蒙脱土由于静电力的作用，易团聚，难以在乳液中分散均匀，导致水土保持喷膜材料均一性较差，由于十二酸单甘油酯和木蜡乳液乳化效果限制，难以形成大包覆膜层；对于粒径≥0.05mm的蒙脱土颗粒，其表面的有机包覆膜层不稳定，容易破乳，导致膜层破裂，影响蒙脱土颗粒疏水性能。
[0006]进一步的，本专利技术还提供了上述改性粘土基水土保持喷膜材料的制备方法，包括如下步骤：1）取一定量的水将其加热到80℃，然后将十二酸单甘油酯加入水中进行混合，保持水温在80℃，超声分散并机械搅拌30min，得到一次乳液；十二酸单甘油酯在水中分散困难，常规的机械搅拌效果较差，超声分散并机械搅拌可大幅度减少分散时间。
[0007]2）将木蜡和脂肪族羟基磺酸盐聚合物依此缓慢加入到一次乳液中，保持水温80℃，电磁磁化器磁化并机械搅拌60min，得到二次乳液；木蜡是天然植物提取制备的有机物，对环境无毒无害，是环境友好型酯类；但其成分复杂，由三甘油酯、游离脂肪酸、游离脂肪醇等多种化合物组成，常规机械搅拌的乳化效果较差，通过电磁磁化器磁化和机械搅拌结合，可大幅度提高乳化效果，并减少乳化时间。
[0008]3）将蒙脱土缓慢加入到二次乳液中，保持水温在80℃，高速搅拌30min，转速为5000r/min，最后即得到所述的改性粘土基水土保持喷膜材料。
[0009]上述制备方法中，水温始终控制在80℃，原因为十二酸单甘油酯作为木蜡的关键
乳化剂，常温下微溶于水，室温下难以在水中分散均匀；升高温度可明显提高其在水中的分散性能，因此通过提高水温可加速反应。脂肪族羟基磺酸盐聚合物作为水土保持喷膜材料中的减水剂，其聚合反应温度为80℃，且其耐高温性能较差，过高的温度会明显降低其减水效果，导致水土保持喷膜材料的需水量加大，膜层强度下降；因此综合考虑，改性粘土基水土保持喷膜材料制备过程中水温保持80℃。
[0010]优选的，步骤1）中，水与十二酸单甘油酯的质量比为3:1。
[0011]进一步的，本专利技术还提供了上述改性粘土基水土保持喷膜材料的使用方法，包括如下步骤：1）将改性粘土基水土保持喷膜材料与草籽种子充分拌合，得到拌合物；2）将得到的拌合物通过喷淋机均匀喷淋在裸土表面，自然条件下养护24h后即可。
[0012]优选的，步骤1）中，每1kg改性粘土基水土保持喷膜材料中放入草籽种子100粒。
[0013]优选的，步骤2）中，拌合物的喷淋厚度为3cm。
[0014]本专利技术是基于黄土高原湿陷性黄土的特点，而提出的一种改性粘土基水土保持喷膜材料，通过十二酸单甘油酯和木蜡的双重改性效果，将松散的粘土颗粒粘结形成连续的膜层材料，大幅度降低粘土的孔隙率，提高抗侵蚀能力。同时，通过十二酸单甘油酯的乳化作用，将木蜡均匀分散包覆在粘土颗粒表面，提高粘土颗粒的憎水性，从而提高了膜层的保水性能，结合草籽播撒，可提高草籽发芽率。通过脂肪族羟基磺酸盐聚合物的减水效果，可大幅度减少拌和用水，降低膜层的孔隙率，进一步提高膜层强度和保水性能。与现有的客土喷播技术不同，现有的客土喷播技术多采用高分子量聚丙烯酰胺作为粘结剂和保水剂，高分子量的聚丙烯酰胺与粘土颗粒只是简单的物理混合，并未改变粘土颗粒的本征亲水性能和保水性能。且高分子量的聚丙烯酰胺抗老化性能差，在自然光照下易老化分解，造成喷播层开裂，水土保持能力下降。本专利技术通过加热搅拌反应，十二酸单甘油酯亲水基团与蒙脱土硅铝片层结构连接，疏水基团与木蜡连接，通过十二酸单甘油酯的“桥梁”作用，将木蜡均匀包覆在粘土颗粒表面，将粘土颗粒的本征亲水性改变为疏水性，大幅度提高膜层保水性能。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1）本专利技术改性粘土基水土保持喷膜材料的水土保持性能优异，干燥后得到的膜层透气保水性能好，草籽发芽率高；抗侵蚀性能和耐久性能好，长时间使用不开裂。
[0016]2）本专利技术改性粘土基水土保持喷膜材料可将松散的粘土颗粒粘结形成连续的膜层，并且可将木蜡均匀包覆在粘土微粒表面形成一层疏水膜，从而提高膜层的水土保持性能。
附图说明
[0017]图1为木蜡包覆粘土颗粒的示意图。
具体实施方式
[0018]以下结合具体实施例对本专利技术作进一步的描述：实施例1一种改性粘土基水土保持喷膜材料，由下列重量份数的各原料制成：蒙脱土100g、十二酸单甘油酯5g、木蜡5g、脂肪族羟基磺酸盐聚合物1g、水15g；其中，蒙脱土的粒径为
0.01mm。
[0019]上述改性粘土基水土保持喷膜材料的制备方法，包括如下步骤：1）将5g十二酸单甘油酯加入到15g 80℃的水中，保持水温80℃，超声分散并机械搅拌30min，得到一次乳液；2）将5g木蜡和1g脂肪族羟基磺酸盐聚合物依此缓慢加入到一次乳液中，保持水温80℃，电磁磁化器磁化并机械搅拌60min，得到二次乳液；3）将100g蒙脱土缓慢加入到二次乳液中，保持水温80℃，高速搅拌30min，转速为5000r/min，最后即得到所述的改性粘土基水土保持喷膜材料。
[0020]上述改性粘土基水土保持喷膜材料的使用方法，包括如下步骤：1）将搅拌均匀的改性粘土基水土保持喷膜材料与草籽种子充分拌合，得到拌合物；其中，每1kg改性粘土基水土保持喷膜材料中放入草籽种子100粒；2）将拌合物通过喷淋机均匀喷淋在裸土表面，喷淋厚度3cm，自然条件下养护24h后即可。
[0021]实施例2一种改性粘土基水土保持喷膜材料，由下列重量份数的各原料制成：蒙脱土95g、十二酸单甘油酯8g、木蜡10g、脂肪族羟基磺酸盐聚合物3g、水24g；其中，蒙脱土的粒径为0.03mm。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性粘土基水土保持喷膜材料，其特征在于，由下列重量份数的各原料制成：蒙脱土85~ 100份、十二酸单甘油酯5~10份、木蜡5~15份、脂肪族羟基磺酸盐聚合物1~5份、水15
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30份。2.根据权利要求1所述的一种改性粘土基水土保持喷膜材料，其特征在于：蒙脱土的粒径为0.01～0.05mm。3.如权利要求1或2所述的一种改性粘土基水土保持喷膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将水加热到80℃，然后将十二酸单甘油酯加入水中进行混合，保持水温在80℃，超声分散并机械搅拌30min，得到一次乳液；2）将木蜡和脂肪族羟基磺酸盐聚合物依此缓慢加入到一次乳液中，保持水温80℃，电磁磁化器磁化并机械搅拌60min，得到二次乳液；3）将蒙脱土缓慢加入到二次乳液中，保持水温在80℃，高速...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘柯柯，张天雨，杨晓东，原俊香，张乐乐，王婧靖，王晓波，潘玉龙，吕庆平，张子绚，王俊卿，张琳，韩晶，王挺，王书首，蔡瑞海，李文青，刘子明，刘晓兰，渠永平，
申请(专利权)人：山西水务物资贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：