[发明专利]土壤改良的化学方法

说明书

技术领域

本申请要求2009年1月29日提交的、标题为在寒冷地区土壤改良的化学方法、系列号No.61/148,216的临时专利申请，以及2010年1月25日提交的、标题为土壤改良的化学方法、系列号No.61/297,843的临时专利申请的优先权。该两件临时专利申请作为参考。

本发明涉及利用合成流体和其他非合成的基础油以及聚异丁烯、羧酸类、降凝剂、酯类、土/灰、生物可降解的纤维、木材屑片和/或合成纤维的各种不同组合的土壤改良和灰尘控制的方法。

背景技术

化学的灰尘和侵蚀控制以及土壤稳定的许多方法已经使用多年，对于环境、健康和安全以及成功程度有各种有害的作用。用于灰尘控制和土壤稳定的传统产品由用过的或再循环的油、未用过的油、氯化物、木质素以及用低级石油树脂、柏油、油和沥青制得的乳化剂组成。

使用过的或再循环的石油的使用长期来被用作灰尘控制试剂。近年来，由于对环境、健康和安全的关注，大多数州的立法缩减了这些用于灰尘控制的油的使用。这种立法酿成了对未用过的油的兴趣，这些是高度精炼的和非常安全的。高度精炼的产品可以含有低的或不含芳香族类，但对于大多数应用一般是成本上禁止的。此外，石油作为灰尘抑制剂具有有限的价值，作为土壤稳定剂实际上没有价值。它们通过吸附或吸收的过程作为颗粒加重试剂，对于土壤稳定的细灰尘的控制不具有任何显著的粘结作用。

以溶液或固体形式使用的氯化镁、氯化钙和氯化钠当添加到土壤时作为湿润剂。这些产品在充足水分或需要加水用于湿润剂作用的地区工作良好。这些产品的问题是它们在水中的溶解性，以及对地下水和植物寿命的影响。此外，作为强电解质，它们对金属设备是高度腐蚀性的。

木质素以及被用作灰尘控制的低成本方式达几十年。近来，木质素已经被环境、健康和安全机构相当大地攻击，他们在木质素中鉴定出二恶英和形成二恶英的组合物。这个难题伴随着木质素在水中的溶解性以及污染地下水的能力。木质素还具有有限的工作期，因为它们是水溶性的，它们倾向于被雨水、融雪或其他水分冲走。

妥尔油、石油树脂和柏油以及组合的多种类型的乳剂可以制备，已经在先有技术中展现。一般地，这些产品被乳化来将粘稠度降低到可喷射的水平，以及帮助产品穿透进入土壤。产生的问题之一是过量液体的使用，其被喷射到地面上，可能迁移到地下水中。此外，当在乳化破坏和活性成分固化之前发生水分事件时，乳剂也可能被雨水和水分严重地损坏。当适当地固化时，这些产品产生结合的土层，短期地和在有少许的机械扰动的条件下，其对于灰尘控制是短期有效的。产生这些结果的妥尔油沥青乳剂的实例可以在先有技术中找到。美国专利No.5,895,347公开了妥尔油沥青、盐酸和硬脂酸以及乳化剂的在水中的化学稳定的乳剂，在制备期间控制温度和pH值。另外，Burch美国专利No.4,822,425公开了包含妥尔油沥青、松香、乳化剂和水的乳剂。

不同的土壤类型以两字母代码根据统一土分类系统(Unified Soil Classification System，USCS)来分类。第一个字母选项是G-砾石、S-砂粒，M-淤泥，C-粘土，O-有机的，第二字母选项是P-分级不良的，W-分级良好的，H-高塑性，L-低塑性。类别符号是GW、GP、GM、GC、SW、SP、SM、SC、ML、CL、OL、MH、CH和OH。

粘合剂被定义为向要团聚的材料添加的、在最终产品中产生粘合强度的添加剂。粘合剂可以是形成桥、薄膜或基质填充物，或引起化学反应的液体或固体。粘合剂可以分为四种类型。第一种类型是基质粘合剂，其是固体或半固体，例如，焦油、沥青、柏油、蜡或胶接剂。另一种类型是膜粘合剂，其包括水、溶液、分散体、粉剂、硅酸盐、凝胶、油、醇、粘土和淀粉。第三类型是化学粘合剂，其与要团聚的材料化学反应；这些包括硅酸盐、酸性糖蜜、石灰和磺化木质素。第四种类型是润滑剂，其用于降低材料的摩擦和引起流动。润滑剂包括油、甘油、硬脂酸酯和蜡。

发明内容

因而，我们的发明的几个目标和优点是在密集使用的区域和/或寒冷地带优良的灰尘控制和土壤改良。使用我们的从安全的脂肪族类和环状有机组合物配制的化学试剂，实现了通过空中悬浮颗粒和土壤侵蚀的降低而改善的空气和水质量。

此外，本发明具有相比传统化学的灰尘和侵蚀控制以及土壤改良剂的几个优点，它可以纯净的或未稀释地应用，消除了侧面流出的概率，它在长时间中保持活性，需要更少的维护应用，它不溶于水，抵抗雨水和恶劣天气，不含电解质，因而抑制腐蚀。