一種固沙劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)固沙技術(shù)領(lǐng)域，具體的，涉及一種固沙劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 沙漠化的治理途徑主要有三種：植物固沙、物理或機(jī)械固沙、化學(xué)固沙。
[0003] 化學(xué)固沙是在易造成沙害的沙漠周邊區(qū)域和穿越沙漠地區(qū)的公路、鐵路以及容易 被沙害覆蓋的文物保護(hù)區(qū)外，噴灑化學(xué)粘結(jié)材料，把松散的沙粒粘結(jié)起來(lái)，形成固結(jié)層，防 止風(fēng)力對(duì)沙粒的吹揚(yáng)和迀移，起到固定流沙的作用。我國(guó)自20世紀(jì)80年代起，就展開(kāi)了一 系列化學(xué)固沙的研究工作，采用的固沙材料主要有硅酸鈉、聚丙酰胺、木質(zhì)素和木質(zhì)素磺酸 鹽、醋酸乙烯酯等。在長(zhǎng)期應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，很多化學(xué)固沙材料存在滲透性差、膠結(jié)不均勻、固結(jié) 層強(qiáng)度低、固結(jié)層耐久性差等缺點(diǎn)。
[0004] 因此有必要開(kāi)發(fā)一種滲透性好、固結(jié)強(qiáng)度高、耐久性好的化學(xué)固沙劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為此，本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種滲透性好、固 結(jié)強(qiáng)度高、耐久性好的化學(xué)固沙劑。
[0006] 本發(fā)明提供了一種固沙劑的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：將聚合醇、稀 釋劑、水和催化劑進(jìn)行第一接觸，獲得預(yù)聚體，再使預(yù)聚體與異氰酸酯化合物進(jìn)行第二接 觸。
[0007] 優(yōu)選的，相對(duì)于100重量份的水，稀釋劑的添加量為80-150重量份；異氰酸酯化合 物的添加量為40-100重量份；聚合醇的添加量為100-200重量份；催化劑的添加量為1-5 重量份。
[0008] 本發(fā)明還提供了一種固沙劑，其中，所述固沙劑是按照本發(fā)明所提供的方法制備 的。
[0009] 本發(fā)明還提供了所述的固沙劑在化學(xué)固沙領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0010] 本發(fā)明所提供的固沙劑及其制備方法和應(yīng)用，解決了現(xiàn)有固沙劑存在的缺陷，提 供了一種制備方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)品流動(dòng)性好，固結(jié)強(qiáng)度高、粘結(jié)性好、耐強(qiáng)風(fēng)、耐高溫且固結(jié)時(shí)間 可調(diào)的化學(xué)固沙劑。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 本發(fā)明提供了許多可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念，該創(chuàng)造性概念可大量的體現(xiàn)于具體的上 下文中。在下述本發(fā)明的實(shí)施方式中描述的具體的實(shí)施例僅作為本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式的 示例性說(shuō)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
[0012] 本發(fā)明提供了一種固沙劑的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：將聚合醇、稀 釋劑、水和催化劑進(jìn)行第一接觸，獲得預(yù)聚體，再使預(yù)聚體與異氰酸酯化合物進(jìn)行第二接 觸。
[0013] 在本發(fā)明所提供的方法中，對(duì)于所述第一接觸和第二接觸的方法沒(méi)有特別的限 制，只要能夠使得各種物料充分的混合均勻即可。優(yōu)選的情況下，可以采用攪拌15-25分鐘 的方式使得參加第一接觸的各個(gè)物料混合均勻，可以采用攪拌5-15分鐘的方式使得參加 第二接觸的各個(gè)物料混合均勻。
[0014] 在獲得所述預(yù)聚體后，優(yōu)選在0. 5h內(nèi)加入異氰酸酯化合物進(jìn)行第二接觸。
[0015] 本發(fā)明所提供的方法中，各個(gè)操作步驟均是在常溫常壓的條件下進(jìn)行的。
[0016] 在本發(fā)明所提供的方法中，相對(duì)于100重量份的水，稀釋劑的添加量為80-150重 量份；異氰酸酯化合物的添加量為40-100重量份；聚合醇的添加量為100-200重量份；催 化劑的添加量為1-5重量份；優(yōu)選的，相對(duì)于100重量份的水，稀釋劑的添加量為100-120 重量份；異氰酸酯化合物的添加量為50-80重量份；聚合醇的添加量為140-180重量份；催 化劑的添加量為2-4重量份。
[0017] 在本發(fā)明所提供的方法中，所述異氰酸酯化合物選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲 烷二異氰酸酯、多苯基多亞甲基多異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯 和對(duì)苯二異氰酸酯中的一種或幾種。
[0018] 優(yōu)選的，所述異氰酸酯化合物甲苯二異氰酸酯和苯二亞甲基二異氰酸酯的組合， 或者可以為多亞甲基多異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯。
[0019] 其中，當(dāng)所述異氰酸酯化合物為甲苯二異氰酸酯和苯二亞甲基二異氰酸酯的組合 時(shí)，二者的重量比優(yōu)選為7:10。
[0020] 當(dāng)所述異氰酸酯化合物為多亞甲基多異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯和六亞甲 基二異氰酸酯時(shí)，三者的重量比優(yōu)選為5 :2 :7。
[0021] 在本發(fā)明所述的方法中，所述聚合醇為聚乙二醇和/或聚乙二醇單甲醚，二者的 重量比為1:1 _2。
[0022] 在本發(fā)明所提供的方法中，述稀釋劑為乙二醇或醋酸丁酯。
[0023] 在本發(fā)明中，所使用的催化劑為叔胺類(lèi)催化劑，具體的，催化劑選自由三乙胺、三 亞乙基二胺、甲基二乙醇胺、N-甲基嗎啡啉和N，N-甲基二環(huán)乙基氨所組成的組中的一種或 多種。
[0024] 最為優(yōu)選的，所述叔胺類(lèi)催化劑為三乙胺和三亞乙基二胺的組合。
[0025] 本發(fā)明還提供了一種固沙劑，其中，所述固沙劑是按照本發(fā)明所述的方法制備的。
[0026] 本發(fā)明的一個(gè)方面還包括所述的固沙劑在化學(xué)固沙領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0027] 本發(fā)明所提供的固沙劑可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、建筑業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的固沙作業(yè) 中。
[0028] 本發(fā)明對(duì)所述固沙劑的使用方法沒(méi)有特別的限制，可以按照本領(lǐng)域常規(guī)的化學(xué)固 沙劑使用方法進(jìn)行。例如可以將本發(fā)明所提供的固沙劑噴灑在砂層表面，噴灑的量一般為 每平方米0. 1-0. 2kg。在噴灑后固沙劑從砂層表面滲入一定的深度，待其固化后可以形成固 化砂層，該固化砂層能夠隔離流動(dòng)沙與風(fēng)的接觸，起到固沙的作用。
[0029] 下面通過(guò)實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0030] 在以下實(shí)施例中，異氰酸酯化合物購(gòu)自上海聯(lián)恒異氰酸酯有限公司。
[0031] 以下實(shí)施例中，
[0032] 凝固時(shí)間測(cè)定：將產(chǎn)品浸透沙層（將沙子置于維卡儀圓環(huán)內(nèi)，裝滿(mǎn)）測(cè)定完全凝固 所用的時(shí)間。
[0033] 固結(jié)體強(qiáng)度通過(guò)制成長(zhǎng)寬高均為40mm的立方體試件，用JSE-300型壓力試驗(yàn)機(jī) 進(jìn)行測(cè)試。
[0034] 粘度通過(guò)ZNN-D6B型電動(dòng)六速粘度計(jì)測(cè)得。
[0035] 實(shí)施例1-9
[0036] 實(shí)施例1-9用于說(shuō)明本發(fā)明所提供的固沙劑的制備方法。
[0037] 按照表1列出的組分含量，制備固沙劑。
[0038] 在混合釜中，加入聚合醇、稀釋劑、水、催化劑，25 °C下攪拌20min，混合均勻后得到 預(yù)聚體，再向預(yù)聚體中加入異氰酸酯化合物，25°C下攪拌10分鐘，混合均勻后得到固沙劑 廣品。
[0039] 表 1
[0040]
[0041 ] 實(shí)施例1-9中，各組分的具體選擇如下：
[0042] 實(shí)施例1-5中各組分的選擇如下：稀釋劑（乙二醇或醋酸丁酯），異氰酸酯化合物 (甲苯二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯的重量比為1 :1)，聚合醇為（聚乙二醇和聚乙二 醇單甲醚的重量比為1 :1)，催化劑（N，N-甲基二環(huán)己基氨）。
[0043] 實(shí)施例6
[0044] 按照實(shí)施例1的方法制備固沙劑，不同的是，稀釋劑由乙二醇和醋酸丁酯按照1 :1 的重量比混合組成。
[0045] 實(shí)施例7
[0046] 按照實(shí)施例1的方法制備固沙劑，不同的是，異氰酸酯化合物由多苯基多亞甲基 多異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯按照25 :9 :34的重量比組成。
[0047] 實(shí)施例8
[0048] 按照實(shí)施例1的方法制備固沙劑，不同的是，所使用的聚合醇為聚酯聚合醇。
[0049] 實(shí)施例9
[0050] 按照實(shí)施例1的方法制備固沙劑，不同的是，所使用的催化劑為三亞乙基二胺和 N-甲基嗎啡啉按照重量比1 :2組合獲得的。
[0051] 對(duì)比例1
[0052] 將200克聚乙烯醇PVA20-88溶解在2升水中，獲得固沙劑10。
[0053] 測(cè)試實(shí)施例1
[0054] 固化時(shí)間、固結(jié)體抗壓強(qiáng)度根據(jù)JC/T2041-2010中規(guī)定的方法測(cè)試，粘度根據(jù)GB/ T2794-1995中規(guī)定的方法測(cè)試。
[0055] 本測(cè)試實(shí)施例測(cè)定固沙劑1-10的固化時(shí)間、固結(jié)體強(qiáng)度、粘度。
[0056]表2
[0057]
[0058] 應(yīng)該注意的是，上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本 領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求 中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞"包含"不排除存 在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。單詞第一、第二以及第三等的使用不表示任何順序，可 將這些單詞解釋為名稱(chēng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種固沙劑的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：將聚合醇、稀釋劑、水 和催化劑進(jìn)行第一接觸，獲得預(yù)聚體，再使預(yù)聚體與異氰酸酯化合物進(jìn)行第二接觸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，相對(duì)于100重量份的水，稀釋劑的添加量為 80-150重量份；異氰酸酯化合物的添加量為40-100重量份；聚合醇的添加量為100-200重 量份；催化劑的添加量為1-5重量份。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其中，相對(duì)于100重量份的水，稀釋劑的添加量為 100-120重量份；異氰酸酯化合物的添加量為50-80重量份；聚合醇的添加量為140-180重 量份；催化劑的添加量為2-4重量份。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述異氰酸酯化合物選自甲 苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、多苯基多亞甲基多異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸 酯、六亞甲基二異氰酸酯和對(duì)苯二異氰酸酯中的一種或幾種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述聚合醇為聚乙二醇和/或 聚乙二醇單甲醚。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述稀釋劑為乙二醇或醋酸 丁酯。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述催化劑為叔胺類(lèi)催化劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其中，催化劑選自由三乙胺、三亞乙基二胺、甲基 二乙醇胺、N-甲基嗎啡啉和N，N-甲基二環(huán)乙基氨所組成的組中的一種或多種。9. 一種固沙劑，其特征在于，所述固沙劑是按照權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法 制備的。10. 權(quán)利要求9所述的固沙劑在化學(xué)固沙領(lǐng)域的應(yīng)用。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種固沙劑及其制備方法和應(yīng)用，其中，所述固沙劑的制備方法包括以下步驟：將聚合醇、稀釋劑、水和催化劑進(jìn)行第一接觸，獲得預(yù)聚體，再使預(yù)聚體與異氰酸酯化合物進(jìn)行第二接觸。本發(fā)明所提供的固沙劑及其制備方法和應(yīng)用，解決了現(xiàn)有固沙劑存在的缺陷，提供了一種制備方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)品流動(dòng)性好，固結(jié)強(qiáng)度高、粘結(jié)性好、耐強(qiáng)風(fēng)、耐高溫且固結(jié)時(shí)間可調(diào)的化學(xué)固沙劑。
【IPC分類(lèi)】C08G18/67, C08G18/42, C09K17/30, C08G18/73, C08G18/48
【公開(kāi)號(hào)】CN105175677
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】葉長(zhǎng)文, 陳禮儀, 王勝, 李之軍, 袁進(jìn)科, 霍宇翔, 袁學(xué)武, 韋猛
【申請(qǐng)人】成都理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2014年8月4日