[发明专利]一种水玻璃组合物及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种水玻璃组合物及其用途。

背景技术

当今世界面临的最大环境一社会经济问题之一就是土地沙漠化。现今固沙方式主要有三种：工程固沙、植物生物固沙和化学固沙。工程固沙就是根据风沙移动的规律，采用工程技术，阻挡沙丘移动，达到阻沙固沙的目的。生物固沙技术是目前沙漠治理中最普遍的技术，具有经济、持久、有效、稳定的特点，但是由于恶劣的自然环境难以提供植物赖以生存的基本要素：水、土、肥，多年来，尽管国家投入大量人力、物力、财力营林造地，仍收效甚微，树木成活率仅在30％左右，有的地方甚至寸草不生。化学固沙就是利用化学材料与工艺，对易发生沙害的沙丘或沙质地表建造能够防止风力吹扬又具有保持水分和改良沙地性质的固结层，以达到控制和改善沙害环境，提高沙地生产力的目的。由此可见，化学固沙包含了沙地固结和保水增肥两方面，它和植物固沙相结合可大大提高植物的成活率。化学固沙可机械化施工，简单快速，固沙效果立竿见影。尤为适宜于缺乏工程固沙材料和环境恶劣、降雨稀少、不易使用生物固沙技术的地区。

化学固沙主要有以下四大类：水泥浆、石油产品类和高分子聚合物高吸水树脂类、水玻璃类，当然也有一些其它类型的固沙材料，如利用工业废料如废塑料、棉籽酚树脂(棉籽榨油厂的生产废料)等溶解或乳化改性制备而成的固沙材料，还有以工业酒糟液、纸浆废液或草浆黑液为基础，加入各种添加剂配制而成的固沙材料，但都仅处于实验室研究阶段，未能用于实地沙漠治理。

高分子聚合物高吸水树脂类固沙材料是当今化学固沙材料的研究热点之一。用它来治理流沙，能使分散的无结构沙粒聚合成大的富有一定弹性、不易破碎的稳定体，从而达到稳定沙丘的目的。其固沙效果较其他普通化学材料均显著和稳定。许多国家都在研究开发高吸水性树脂，进行固沙试验已开发出的高吸水树脂有淀粉接枝丙烯腈、淀粉接枝聚丙烯酸类、纤维素类、聚丙烯酸盐类、醋酸乙烯类等。使用高分子聚合物高吸水树脂进行固沙具有固结强度较高、吸水保水性好、耐水性好、固化迅速、粘结性好、有的还具有良好的弹性和高温稳定性等特点。但高分子化学材料会受热氧老化和光氧老化，发生链断裂和交裂联反应。这种分子链的裂解和交联使得固结层遭到破坏以至降低治沙效果。高分子聚合物因其成本很高、生产工艺及原料来源等方面也受到限制，未能广泛应用。

水玻璃浆液作为价廉、无毒的固沙材料使用历史已近百年。过去所采用的水玻璃浆是由水玻璃和酸性固化剂构成的，在强碱性条件下发生胶凝固结。胶凝时间不能延长，浸透性差，固化反应不完全，固结层强度不高，易为外力所破坏，而且会受到较强的碱性影响，使生成的SiO胶体逐渐溶出，抗水性变差，耐久性降低，并造成环境的二次碱污染。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述已有技术的缺点与不足，提供一种以中性有机小分子、大分子等水溶性缓释酸为固化剂的水玻璃组合物，具有高强、吸水保水性能良好、耐水性强，且成本低廉的优点。进一步的目的是提供该组合物在固沙、建筑保温材料的制备等方面的用途。

为了达到以上目的，本发明所采取的技术方案是：

一种水玻璃组合物，其特征在于，按重量百分比包括下述组分：水玻璃：60％；水溶性缓释酸固化剂：1～15％；水25～39％；所述的水溶性缓释酸固化剂包括小分子中性化合物或它们的大分子聚合物；所述的小分子中性化合物包括：丙烯酸羟甲酯、丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β羟丙酯、丙烯酰胺、丙烯酸乙二醇双酯、丙烯酸聚氧乙烯醇单酯或双酯、三羟甲基丙烷(甲基)丙烯酸单酯或双酯、季戊四醇(甲基)丙烯酸单酯或双酯的至少一种；所述的大分子聚合物包括所述水溶性小分子的均聚物和共聚物的至少一种。

上述方案中，所述组分中采用的水溶性缓释酸固化剂为大分子聚合物时，其在组合物中的重量百分比为1～10％。所述大分子聚合物的分子量范围为200～40000。

本发明水玻璃组合物的一种用于固沙的方法，包括下述步骤：

(1)首先将水玻璃与水混合，搅拌；

(2)在搅拌均匀的水玻璃溶液中加入水溶性缓释酸固化剂，再搅拌均匀后待用；

(3)将沙子在面积约1m²的玻璃上摊开，使其成为厚度约为5-6cm的沙层；

(4)将加入水溶性缓释酸固化剂的水玻璃组合物喷浇在沙层上，使其在常温下自然固化。

本发明水玻璃组合物的另一种用于建筑保温材料的制备，包括下述步骤：

(1)首先将水玻璃与水混合，搅拌；

(2)在搅拌均匀的水玻璃溶液中加入水溶性缓释酸固化剂，再搅拌均匀后待用；