本发明涉及喷播技术领域，特别涉及一种喷播纤维材料及其制备方法。
背景技术：
随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，公路、建筑、矿场、垃圾填埋场、露天堆场等基础设施建设不断加快，因而出现了大量的高陡边坡、裸露土坡等。这些边坡如果不能及时得到有效的防护，很可能造成边坡坍塌、水土流失、沙漠化、环境污染等问题。
目前，边坡防护一般是采用客土喷播的方法实现大面积绿化。客土喷播通常选用黄土、营养土、发酵土等外来土壤(又称为客土)作为喷播材料。但是，由于该喷播材料的附着力较差，所以首先需要把锚钉按一定的间距固定在坡面上，然后挂钢丝网或高强塑料网，再在网孔中插入大量的止流挡板，防止喷播的泥浆流淌。其次，将外来土壤与水混合成泥浆，通过喷播机分批次喷洒到坡面形成一定厚度的泥浆层。最后，再将外来土壤、保水剂、粘合剂、草种、农药等与水混合成浆体，通过喷播机喷洒到泥浆层上。因此，采用现有的客土喷播方法，施工工序繁琐，施工周期较长，无法满足市场的快速发展要求。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提出一种喷播纤维材料，所述喷播纤维材料附着力较强，从而大大简化了喷播工序，缩短了施工周期。
为实现上述目的，本发明提出一种喷播纤维材料，按重量百分比，该喷播纤维材料包括：秸秆和/或木材85～95％；其余部分包括水溶性高分子化合物、粘合剂、滑石粉、添加剂。
优选的，一种喷播纤维材料，按重量百分比，包括：秸秆和/或木材85～95％；水溶性高分子化合物0.05～5.0％；粘合剂1.0～3.0％；滑石粉1.0～5.0％；添加剂0.001～0.2％。
优选的，所述喷播纤维材料还包括食用色素，所述食用色素的重量百分比为0.0005～0.01％。
优选的，一种喷播纤维材料，按重量百分比，包括：秸秆和/或木材90～95％；纤维素高分子2.0～3.0％；食用色素0.005～0.01％；粘合剂1.0～3.0％；滑石粉1.0～2.0％；表面活性剂0.1～0.2％。
优选的，所述秸秆包括棉花秸秆、花生秧、大豆秸秆、稻草、高粱秸秆、玉米秸秆、苘麻、芦苇、地瓜秧、麦秆、花生壳中的任一种或其组合，所述木材的原料包括杨树、松树、构树、桦树、杉树、梧桐树、柳树中的一种或其组合。
优选的，所述滑石粉为食用级滑石粉，且所述食用级滑石粉的细度为500目～1250目。
优选的，所述水溶性高分子化合物包括淀粉类高分子、纤维素高分子、植物胶、瓜尔胶、动物胶、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素的一种或其组合。
优选的，所述粘合剂包括淀粉、糊精、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或其组合。
优选的，所述添加剂包括保水剂、表面活性剂、抗泡沫剂、动物驱避剂、增强剂中的一种或其组合。
本发明还提出一种喷播纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
将秸秆和/或木材洗净、粉碎或切片；
将粉碎或切片的秸秆和/或木材进行染色；
将染色后的秸秆和/或木材置于90℃～270℃下干燥后速冷，使其膨化；
将膨化的秸秆和/或木材与滑石粉、水溶性高分子聚合物、粘合剂、添加剂混合，热磨分散，制得喷播纤维材料。
本发明技术方案提供的喷播纤维材料以秸秆和/或木材作为纤维原材料，加入水溶性高分子化合物、粘合剂来提高该纤维原材料的粘度，从而使所述喷播纤维材料具有较强的附着力，能够牢固地贴附在坡面上，同时所述喷播纤维材料还具有较好的保水性，能提供植物生长所需要的水分。此外，加入食用色素使所述喷播纤维材料具有鲜艳的颜色，从而可使喷播人员能够辨识所述喷播纤维材料的落点，以此提高该喷播纤维材料在坡面分布地均匀性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出了一种喷播纤维材料，可用于护坡绿化。具体的，所述喷播纤维材料作为载体，与植物种子、化肥、水等混合形成粘稠适中的浆体，该混合浆体可在土质表面形成一个附着力强、透气保湿性好的覆盖层，从而极大地提高了植物种子的发芽率。
另外，本发明提出的一种喷播纤维材料，也可用于垃圾覆盖、建筑工程、防风抑尘等领域。例如，所述喷播纤维材料可与碎纸、皂土、石膏、水泥等混合，形成防水的覆盖层，用于建筑工程、防风抑尘等领域；所述喷播纤维材料也可与膨润土、预胶化淀粉、飞灰、除臭药剂等混合，用于卫生填埋场的垃圾覆盖。
本发明提出的一种喷播纤维材料，按重量百分比，该喷播纤维材料包括：秸秆和/或木材85～95％；其余部分包括水溶性高分子化合物、粘合剂、滑石粉、添加剂。
需要说明的是，本发明采用秸秆和/或木材作为纤维原材料，是因为该纤维原材料相互勾连，可以将植物种子牢牢固住，同时还可以保持较好的透气性和保水性，从而极大地提高了植物种子的发芽率。
优选的，一种喷播纤维材料，按重量百分比，该喷播纤维材料包括：秸秆和/或木材85～95％；水溶性高分子聚合物0.05～5.0％；粘合剂1.0～3.0％；滑石粉1.0～5.0％；添加剂0.001～0.2％。
若所述秸秆和/或木材的比重太大，会导致该喷播纤维材料的粘度较大，不利于搅拌混合；若所述秸秆和/或木材的比重太小，则会导致该喷播纤维材料的粘度较小，不利于该喷播纤维材料附着在坡面上。
所述秸秆包括棉花秸秆、花生秧、大豆秸秆、稻草、高粱秸秆、玉米秸秆、苘麻、芦苇、地瓜秧、麦秆、花生壳中的任一种或其组合。在一较佳实施例中，所述秸秆优选为棉花秸秆、花生秸秆、大豆秸秆、稻草中的任一种或其组合。
木材的原料包括杨树、松树、构树、桦树、杉树、梧桐树、柳树中的一种或其组合。在一较佳实施例中，所述木材的原料优选为杨树或构树中的一种或其组合。
水溶性高分子化合物是一种强亲水性的高分子材料，能溶解或溶胀于水中形成水溶液或分散体系。通常，水溶性高分子化合物可分为天然水溶性高分子、改性天然聚合物、合成聚合物三类。
在本实施例中，所述水溶性高分子化合物包括天然水溶性高分子与改性天然聚合物中的一种或其组合。具体的，所述水溶性高分子化合物的粘度为100～5000mm2/s。
所述天然水溶性高分子包括淀粉类高分子、纤维素高分子、植物胶、瓜尔胶、动物胶。其中，所述天然水溶性高分子优选为淀粉类高分子和纤维素高分子中的一种或其组合。
所述改性天然聚合物包括改性淀粉和改性纤维素。具体而言，所述改性淀粉包括羧甲基淀粉和醋酸淀粉等，所述改性纤维素包括羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等。其中，所述改性纤维素优选为羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或其组合。
粘合剂可分为水溶型粘合剂、热熔型粘合剂、溶剂型粘合剂等，在此，所述粘合剂为水溶型粘合剂。具体的，所述粘合剂包括淀粉、糊精、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或其组合。
需要说明的是，所述水溶性高分子化合物与所述粘合剂都可以提高该喷播纤维材料的粘度，从而可以提高喷播纤维材料之间的附着力，以及喷播纤维材料与土壤之间的附着力，有效地防止该喷播纤维材料从坡面上滑落。
滑石粉为白色或类白色的微细粉末，其主要成分为含水硅酸镁。滑石具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理化学特性。由于滑石的结晶构造是呈层状的，所以滑石还具有特殊的滑润性。
通常，滑石粉按用途可分为工业级滑石粉、食品级滑石粉及医药级滑石粉；滑石粉按理化性质可分为优等品、一等平，合格品三个等级。在一较佳实施例中，所述滑石粉优选为优等品，所述滑石粉为食用级滑石粉，所述食用级滑石粉的细度为200目～8000目。
进一步的，所述食用级滑石粉的细度优选为500目～1250目。在此，由于滑石粉不溶于水，若所述滑石粉的比重太大，则容易发生团聚，不利于该滑石粉与喷播纤维材料的均匀混合。
所述添加剂包括保水剂、表面活性剂、抗泡沫剂、动物驱避剂、增强剂中的一种或其组合。
其中，所述保水剂主要用于干旱地区的土壤保湿等，所述表面活性剂主要用于改善所述喷播纤维材料的各组分之间的相容性，所述抗泡沫剂主要用于使所述喷播纤维材料的各组分之间混合更均匀且不产生气泡，所述动物驱避剂主要用于防止动物将植物种子吃掉，所述增强剂(例如聚丙烯纤维)主要用于增强该喷播纤维材料在坡面上的拉力，防止喷播纤维材料从坡面滑落。
可以理解的是，所述添加剂还包括硼砂、生根粉等。所述硼砂可作为乳化剂，可以使所述喷播纤维材料与植物种子、化肥等混合更均匀。所述生根粉的作用是可以提高植物种子的成活率。
本发明技术方案提供的喷播纤维材料以秸秆和/或木材作为纤维原材料，加入水溶性高分子化合物、粘合剂来提高该纤维原材料的粘度，从而使所述喷播纤维材料具有较强的附着力，能够牢固地贴附在坡面上，同时所述喷播纤维材料还具有较好的保水性，能提供植物生长所需要的水分。此外，所述喷播纤维材料容易水解成浆体，便于喷涂，并且当该喷播纤维材料的浆体固化后可形成坚韧的覆盖层，该覆盖层可以防止水土流失。所述喷播纤维材料还具有较长的降解周期，可以在喷播的植物种子生长后降解为腐殖土，以为植物生长提供养分。
在一较佳实施例中，所述喷播纤维材料还包括食用色素，所述食用色素的重量百分比为0.0005～0.01％。
食用色素是色素的一种，即能被人适量食用的可使食物在一定程度上改变原有颜色的食品添加剂。在本实施例中，所述食用色素优选为柠檬黄、日落黄和亮蓝的组合物。具体的，所述柠檬黄、所述日落黄和所述亮蓝按照一定比例配制成蓝色、绿色或者蓝绿色，用于对该喷播纤维材料进行染色。
在此，加入食用色素使所述喷播纤维材料具有鲜艳的颜色，从而可使喷播人员能够辨识所述喷播纤维材料的落点，以此提高该喷播纤维材料在坡面分布地均匀性。
优选的，一种喷播纤维材料，按重量百分比，包括：秸秆和/或木材90～95％；滑石粉1.0～2.0％；纤维素高分子2.0～3.0％；食用色素0.005～0.01％；粘合剂1.0～3.0％；表面活性剂0.1～0.2％。
其中，所述秸秆优选花生秧和麦秆，所述木材的原料优选杨木。所述纤维素高分子优选羟丙基甲基纤维素。所述粘合剂优选瓜尔胶。所述表面活性剂优选为非离子型，如脂肪酸聚氧乙烯酯。
下面将结合具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
实施例1：
一种喷播纤维材料，包括以下组分且各组分的重量百分比分别为：秸秆和/或木材85％；水溶性高分子聚合物0.05％；粘合剂1.0％；滑石粉5.0％；添加剂0.001％。
在本实施例中，所述秸秆为棉花秸秆，所述木材的原料为杨树，所述水溶性高分子化合物为植物胶，所述粘合剂为淀粉，所述添加剂为表面活性剂。
结果发现，采用本实施例提供的喷播纤维材料作为载体，与植物种子、化肥、水等混合成浆体喷播后，出苗率可达90％以上，植物分布均匀，但是仍然有些地方没有植物生长。
实施例2：
一种喷播纤维材料，包括以下组分且各组分的重量百分比分别为：秸秆和/或木材90％；水溶性高分子聚合物0.1％；食用色素0.0005％；粘合剂1.5％；滑石粉4.0％；添加剂0.01％。
在本实施例中，所述秸秆为花生秸秆，所述木材的原料为构树，所述水溶性高分子化合物为纤维素高分子，所述粘合剂为糊精，所述添加剂为保水剂。
结果发现，采用本实施例提供的喷播纤维材料作为载体，与植物种子、化肥、水等混合成浆体喷播后，出苗率可达90％以上，且植物分布较均匀。
实施例3：
一种喷播纤维材料，包括以下组分且各组分的重量百分比分别为：秸秆和/或木材91％；水溶性高分子聚合物1.5％；食用色素0.001％；粘合剂3.0％；滑石粉3.0％；添加剂0.1％。
在本实施例中，所述秸秆为大豆秸秆，所述木材的原料为杨树，所述水溶性高分子化合物为瓜尔胶，所述粘合剂为聚乙烯醇，所述添加剂为抗泡沫剂。
结果发现，采用本实施例提供的喷播纤维材料作为载体，与植物种子、化肥、水等混合成浆体喷播后，出苗率可达90％以上，且植物分布较均匀。
实施例4：
一种喷播纤维材料，包括以下组分且各组分的重量百分比分别为：秸秆和/或木材92％；水溶性高分子聚合物2.5％；食用色素0.005％；粘合剂2.5％；滑石粉2.0％；添加剂0.15％。
在本实施例中，所述秸秆为稻草，所述木材的原料为杨树和构树，所述水溶性高分子化合物为羟甲基纤维素，所述粘合剂为羧甲基纤维素，所述添加剂为动物驱避剂。
结果发现，采用本实施例提供的喷播纤维材料作为载体，与植物种子、化肥、水等混合成浆体喷播后，出苗率可达95％以上，且植物分布较均匀。
实施例5：
一种喷播纤维材料，包括以下组分且各组分的重量百分比分别为：秸秆和/或木材95％；水溶性高分子聚合物3.0％；食用色素0.01％；粘合剂2.0％；滑石粉1.0％；添加剂0.2％。
在本实施例中，所述秸秆为棉花秸秆，所述木材的原料为杨树，所述水溶性高分子化合物为羧甲基纤维素，所述粘合剂为淀粉和糊精，所述添加剂为增强剂。
结果发现，采用本实施例提供的喷播纤维材料作为载体，与植物种子、化肥、水等混合成浆体喷播后，出苗率可达95％以上，且植物分布较均匀。
实施例6：
一种喷播纤维材料，包括以下组分且各组分的重量百分比分别为：秸秆和/或木材87％；水溶性高分子聚合物5.0％；食用色素0.004％；粘合剂2.0％；滑石粉2.0％；添加剂0.005％。
在本实施例中，所述秸秆为花生秧，所述木材的原料为杨树，所述水溶性高分子化合物为羟丙基甲基纤维素，所述粘合剂为淀粉，所述添加剂为表面活性剂。
结果发现，采用本实施例提供的喷播纤维材料作为载体，与植物种子、化肥、水等混合成浆体喷播后，出苗率可达90％以上，且植物分布较均匀。
对比例1：
一种喷播纤维材料，包括以下组分且各组分的重量百分比分别为：秸秆和/或木材97％；粘合剂0.5％；滑石粉0.5％。
在本实施例中，所述秸秆为棉花秸秆，所述木材的原料为杨树，所述水溶性高分子聚合物为纤维素高分子，所述粘合剂为淀粉，所述添加剂为表面活性剂。
结果发现，采用本实施例提供的喷播纤维材料作为载体，与植物种子、化肥、水等混合成浆体喷播后，出苗率可达85％左右，植物分布不均匀。
对比例2：
一种喷播纤维材料，包括以下组分且各组分的重量百分比分别为：秸秆和/或木材80％；水溶性高分子聚合物0.3％；食用色素0.02％；粘合剂3.5％；滑石粉5.5％；添加剂0.3％。
在本实施例中，所述秸秆为花生秧，所述木材的原料为构树，所述水溶性高分子化合物为羟丙基甲基纤维素，所述粘合剂为糊精，所述添加剂为增强剂。
结果发现，采用本实施例提供的喷播纤维材料作为载体，与植物种子、化肥、水等混合成浆体喷播后，出苗率可达85％左右，植物分布不均匀。
本发明还提供了一种喷播纤维材料的制备方法，用于制备上述喷播纤维材料。该制备方法包括以下步骤：
将秸秆和/或木材洗净、粉碎或切片；
将粉碎或切片的秸秆和/或木材进行染色；
将染色后的秸秆和/或木材置于90℃～270℃温度下干燥后速冷，使其膨化；
将膨化的秸秆和/或木材与滑石粉、水溶性高分子聚合物、粘合剂、添加剂混合，热磨分散，制得喷播纤维材料。
在所述将粉碎或切片的秸秆和/或木材进行染色的步骤中，采用食用色素将所述喷播纤维材料染成绿色。
可以理解的是，在所述将粉碎或切片的秸秆和/或木材进行染色的步骤中，也可采用食用色素将所述喷播纤维材料染成蓝色或者蓝绿色。
具体的，所述食用色素为柠檬黄、日落黄和亮蓝的组合物。
在上述制备方法中，采用食用色素将喷播纤维材料染成绿色、蓝色或者蓝绿色，利于喷播人员将所述喷播纤维材料均匀地喷洒到坡面上，从而利于植物种子的均匀分布。
需要说明的是，使用本发明提供的喷播纤维材料时，只需要将该喷播纤维材料与植物种子、化肥、水等混合成浆体，再采用喷播机将混合浆体均匀喷洒在坡面上，混合浆体的厚度范围为3mm-20mm。因此，与现有的客土喷播方法相比，采用本发明提供的喷播纤维材料进行喷播时，可以大大简化喷播工序，缩短了施工周期。
另外，现有的客土喷播方法由于采用附着力较差的土壤作为喷播材料，所以需要分批次地喷洒到坡面上，并且需要在上一批次泥浆干化后才进行下一批次的喷洒，所以如果在喷播过程中遇到降雨天气，则会破坏已经干化的泥浆层，导致必须从头开始喷播。而采用本发明提供的喷播纤维材料，则可以避免上述问题，从而进一步缩短了施工周期，节省了成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。