[发明专利]一种基于缓慢生成保水凝胶基础的土地防尘保水工艺

说明书

技术领域

本发明涉及土地防尘保水领域，具体是一种土地防尘保水工艺。

背景技术

化学抑尘技术是从粉尘特征与起尘机理出发，通过乳化、增溶与粘结、润湿、保水作用达到抑制尘土飞扬的功能的，目前化学抑尘技术使用的是各种表面活性剂:

1、常见的阴离子表面活性剂：高级脂肪酸盐，磺酸盐，硫酸酯盐，脂肪酸酰氯与蛋白水解缩合物，膦酸酯类。这部分比较大量用于矿山建筑与粉体加工业中，不用于对难降解物质敏感、成本要求严格的土地防尘保水工艺。

2、常见的阳离子表面活性剂：目前因毒性与高成本罕见使用。目前可查索到的是Howells.M的煤尘抑制剂，是一季胺、环氧乙烷、絮凝剂等配置的水溶液。

3、两性表面活性剂：因高成本目前罕见使用。可查索到的是Yartsev.V.A等人使用酰胺基甜菜碱、三乙醇胺烷基硫酸盐等配置的抑尘剂。

4、各种非离子表面活性剂：主要有聚乙二醇型、多元醇型及其他非离子表面活性剂。这部分是抑尘剂的主流，价格略高但基本无毒，被广泛使用。

5、各种高分子粘结剂：包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等多种合成高分子与糊精、海藻酸钠、淀粉、蛋白质、树胶等。其中聚丙烯酰胺水溶液被大量使用在各种抑尘乃至防水土流失方面，但均为直接使用。

上述为传统化学抑尘技术，已形成巨大的市场。然而从理论上看，乳化润湿保水与耐降水和耐灌溉是一对矛盾：乳化润湿保水性能的溶液均为高亲水性溶液，很容易被地表水冲走，或在胶体湿润的土壤团块中迁移。只能作为临时性的治理扬尘手段，例如传统的仅使用聚丙烯酰胺溶液喷洒在沙地防起尘的方法，时间稍长就降解失效及被流水带走，且不能保水，需经常撒播使用。要避免该问题的产生，相应需要的是抑尘药剂不溶于水且呈轻度交联状况存在。

土地保湿技术中，1961年由美国Fanta等人首先提出并已大量推广与农林、医药建材行业的方法是使用高吸水性树脂与土地混合，土地用高吸水性树脂常见有交联聚丙烯酰胺类、交联海藻酸类、交联淀粉及纤维素类，其特点为不溶于水且在土地中可保持1-12个月不被微生物和紫外线分解，起到保水、缓释肥料、改善土壤结构等作用。但这些高吸水性树脂可吸水但不溶于水，不能作为抑尘剂使用。

针对目前我国在黄土高原防水土流失、沙地治理与农业化、华北平原春旱起尘、矿山保护与防尘、公路及建筑等行业对低成本长效抑尘技术的急切需要，申请人对此进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种可兼顾抑尘与长效保水的基于缓慢生成保水凝胶基础的土地防尘保水工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于缓慢生成保水凝胶基础的土地防尘保水工艺，将固含量为0.02-0.3％的聚丙烯酰胺类物质的水溶液与柠檬酸铝在pH值为5-7的条件下，按二者摩尔比为10-80：1的比例进行混合，混合后24小时内对土地进行喷洒，此24小时内显示出聚丙烯酰胺的强絮凝作用，能将尘土絮凝捕捉使之不受风蚀起尘，超过36小时后絮凝粉尘能力下降，3-7天后自然逐渐转化为不溶解性高吸水性树脂，使尘土粘结湿润在地表，能耐受较高强度降雨或浇灌。

一种基于缓慢生成保水凝胶基础的土地防尘保水工艺，将固含量为0.5％-5％的淀粉溶液或改性淀粉溶液，内掺占淀粉溶液或改性淀粉溶液重量0.01％-0.05％的聚乙二醇或腐殖酸盐作为保湿剂，占淀粉溶液或改性淀粉溶液重量0-0.5％的聚乙烯醇作为膜面增强剂，共同作为甲组分；硼酸盐玻璃粉悬浊液为乙组分；使用前，在pH值为5-9的条件下，按(淀粉或改性淀粉+聚乙烯醇)：硼酸根的摩尔比为10-80:1的比例将甲组分和乙组分进行混合，混合后喷洒到土地上，能使地面尘土被粘结不受风蚀起尘，并在0.1-1小时内转化为不溶解性高吸水性树脂，能耐受较弱的降雨、滴灌或渗灌。

采用上述方案后，本发明使用水溶性无毒可交联保湿剂，掺上交联剂，通过交联剂选择与用量控制交联时间。将该混合药剂喷洒到要保护的土地满足絮凝、湿润与粘结功能，该药剂被吸收后经过一定时间后转化为不溶解性高吸水性树脂，利用其一定的强度与高吸水性、不溶性实现对土地的较长期保护，且成本低廉，实用性较强。本发明工艺利用原位生成高吸水性树脂需要一段时间的原理，通过时间尺度调度的办法，来兼顾抑尘与长效保水双重目的，已分别在内蒙古毛乌素沙地、江西乐平市水成沙洲、福建泉州市海滨沙地、山地与农田经放大使用成功。

具体实施方式

实施例一：