一种聚集风积沙治沙覆盖物及其制备方法与流程

文档序号:14937225发布日期:2018-07-13 19:36阅读:305来源:国知局

本发明属于沙漠治理技术领域,特别是涉及一种聚集风积沙治沙覆盖物及其制备方法。



背景技术:

干旱沙区扬沙起尘,沙体流动,风沙频繁。改善环境,防止风蚀、风积、水土流失,避免地表强烈增温土壤干旱,恢复正常生态,是经济社会发展的需要,也是人们迫切的期盼。

黄沙漫漫,防沙治沙最有效的举措是将沙面覆盖(或遮盖),护住沙面,隔断风对沙面的侵扰。

目前,通过大规模植树种草,构建植被来覆盖沙面,这种方式生态效果好,但是只能在有水源的地方开展,而且还需要配套相应的灌溉设施,局限性大,投资大;也有采用柴草、卵石、黏土等做覆盖物,这类物资采集方便,价格低廉,但实施中耗人耗力,人工成本高、工效慢;还有使用工程材料覆盖沙面,或者利用沥青乳液、聚丙烯酰胺、油酸、三乙醇胺等含酚类、烃类、酸类化学制品覆盖沙面,这类化工产品是胶结黏液,喷洒在沙面上结成薄壳,护盖沙面避免起沙。由于其全套设备购置及生产技术尚有一定困难,加之使用寿命短,这些办法应用并不普遍。

沙漠辽阔,只有大范围开展防沙治沙活动才能达到预期目标。显然大规模治沙工程所使用的物资、材料资源相当的匮乏。因此,寻求一种资源储备丰富,采集方便,制备容易,无污染的治沙材料物资对于沙漠治理来说非常必要。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷,提供一种利用资源丰富、采集方便无污染的治沙材料制备的聚集风积沙治沙覆盖物,满足治沙需要。

本发明的另一目的是提供上述聚集风积沙治沙覆盖物的制备方法,达到应用要求。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种聚集风积沙治沙覆盖物,其特征在于该治沙覆盖物是以沙漠风积沙为基材,辅以聚集剂和辅助剂混合混炼压制而成,表面有附沙层。

所述聚集剂为热塑性再生塑料,其用量为风积沙质量的0.165~1倍。

所述热塑性再生塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯的再生料。

所述辅助剂为耐候剂、抗氧化剂、抗紫外线剂、稳定剂、增塑剂、偶联剂、相容剂和润滑剂中的一种或几种,其用量为风积沙质量的0.001~0.5倍。

所述耐候剂为乙烯—醋酸乙烯共聚物,抗氧化剂为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯或/和二辛基胺,抗紫外线剂为三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯、钛白粉、炭黑和硫代丙酸二月桂酯中的一种或几种,稳定剂为钙-锌复合稳定剂,增塑剂为亚乙醛双硬酯酰胺、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯和氯化石蜡中的一种或几种,润滑剂为硬脂酸、硫酸钡中的一种或几种,偶联剂为铝酸酯,相容剂为三元接枝共聚物、氯化聚乙烯中的一种或几种。

上述聚集风积沙治沙覆盖物的制备方法,其特征在于其工艺步骤为:将沙漠风积沙与聚集剂、辅助剂按照比例配合混合,然后在捏合机中加温捏合,再用多台双辊混炼机混炼,后压延或模压制成所需要的板件、卷材。

在压延或模压成型加工阶段,在制件外表面上均匀铺洒预热的风积沙,沙粒随加工进程被挤压、嵌埋进表层,温度冷却后沙粒固载在制件表层,形成一层附沙层。制件背面,制成微凹凸粗糙面。

所述捏合温度控制在100~125℃;混炼温度135~185℃,圧延温度145~185℃。

本发明选用风积沙作为基材。风积沙是沙漠特有的沙种,不同于常用的河沙、海沙、山沙,它是沙漠旱风长期作用于沙物质的结果。该风积沙中粉粒、黏粒以及>0.5mm的大颗粒极少,粒径较一致,分布在0.1~0.25mm之间;磨圆度较高,是单个沙粒散状集合体;内聚力近于零,呈散状结构;孔隙度>35%,连通性好;含水量<0.5%,主要由石英、长石组成。风积沙在外力作用下呈分散移动,在沙漠地区广泛分布。

本发明对风积沙施加外聚力,选用再生塑料作为聚集剂来改变其松散结构。再生塑料是废旧的日常通用热塑性塑料加热熔融后再塑化的产物。热塑性塑料是一种独特的高分子材料,它在不同温度下呈现出不同的物质形态和力学状态。常温时是固体,加热软化后,成熔融黏流体。在热—剪切作用下,黏流体会变稀,冷却后硬化,可模塑成型。对异物有良好的包埋性。利用这些特性,让风积沙与再生塑料及其它配料混合,各组分相互均匀扩散、分布,在设置的热—剪切环境里,稀释的黏流体朝沙粒表面侵润、包覆,并向堆砌的沙体孔隙渗透填充,整体被粘结锁定。冷却后沙体随塑料固化,具有了凝聚态结构,风积沙被赋予力学特性。

沙漠是一个自然条件极端恶劣的特殊环境,治沙覆盖物需长期经受高温炙灼(热)、严寒冷冻、强紫外线照射。因此,风积沙治沙覆盖物中,还要有抗紫外线、抗老化辅助剂等物质以延长制件寿命、维持治理效果。

本发明将风积沙与再生塑料、辅助剂按比例配合混合制成聚集风积沙覆盖物,利用其覆盖沙面,具有以下技术优势:

1.本发明中各组成部分大部分产在沙区,是经济社会中无用、弃用、或再资源化物料,储量大、无价、低价。随意取用,也不需要再进行任何筛选、烘干等二次加工的过程。治沙工程在治理区可以采用通用设备就地随处设厂、就地取材原料、就地生产制品、就地取用铺设。大规模生产制造采用风积沙为主要制备材料的护沙覆盖物可持续、连贯进行。

2.本发明制造生产的聚集风积沙覆盖物不耗水,只用电、热。沙漠极度缺水,最丰富的是风能、太阳能和沙。本发明治沙避开了沙漠资源短板,充分发挥沙漠自然资源优势。并且可以实现治沙与风电、光电联动。风电、光电就近提供治沙工程能源;节省治理费用。治沙改善风电场、光电场的生态环境,减少沙尘对发电设施危害。拓展新能源使用范围,创造新能源价值。

3.本发明覆盖物中聚集剂再生塑料为憎水材料,覆盖物覆盖在沙面上固沙、抑尘。本体不吸水,还可以保水、保墒,避免土壤水份蒸发。沙土固定,植物可扎根。水肥不流失,有降水条件的区域,可收集积蓄雨水,提高土壤湿度,促进沙漠植被恢复,促进成土演变。

4.本发明治沙覆盖物在成型加工阶段,采用在制件外表面制造风积沙附沙层的工艺,克服富树脂“皮层”影响,阻隔强紫外线对表层聚集剂的伤害,反射红外辐射,延长制件寿命,避免地表剧烈增温,散温。

5.本发明制造及使用的全过程,没有污染物产生。对沙漠环境既没有塑料白色堆积污染,也无不雅视觉污染,对土壤、空气、水源更无任何毒害。

6.本发明采用工业化生产的治沙覆盖物适合用机械化铺设,省工、省力、省时,提高工效、提高沙漠治理工程进度,快速逆转风沙危害。

7.本发明所具有的技术、经济、生态、环境等综合优势是用最少投入开展大规模、高成效可持续治沙的举措。

附图说明:图1为本发明一种聚集风积沙治沙覆盖物及其制备方法的工艺流程图。

具体实施方式:

下面用实例予以说明本发明。应该理解的是,实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。

实施例1板

实施例2板

实施例3板

实施例4板

实施例5板(半硬)

实施例6板(软)

实施例7板

实施例8板

实施例9板

实施例10板

上述实施例的板采用以下方法制备:将沙漠风积沙与聚集剂、辅助剂按照比例配合混合,在捏合机中加温捏合,用多组多台双辊混炼机混炼,后压延或模压制成所需要的板件,而在压延或模压阶段须在制件外表面铺洒一层加热的风积沙,沙粒随加工过程被挤压嵌入制件表层,包埋、粘合、固载在制件表层里,形成附砂层,制件背面制成粗糙面,板件四边按照一定间距制成微凹凸状,上述实施例的生产工艺流程及工艺条件控制如下。

1.工艺流程:见说明书附图

2.工艺条件控制如下:

注:①捏合机需预热,预热温度80~110℃。

②表面铺洒沙的加热温度与压延中辊温度相同。

③采用六辊压延,即增加一对中辊。辊温与四辊机的中辊温度一致。

实施效果:

1.时间:2011年~2015年。

2.地点:宁夏灵武流沙带,高大活动沙丘光秃的顶部及迎风坡面。

3.自然条件:降雨量≤200mm/年。

大风日:45天/年;平均最大风速:24m/秒。

4.覆盖治沙板治理效果:

(1)固沙——沙脊和迎风坡面五年未曾移动。

(2)造林——在治沙板边种植耐旱灌木柠条,在无灌溉条件下存活,保存率达90%~95%。

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