专利名称：土壤保水膜的设置的制作方法
技术领域：
本发明属于土壤保水膜的设置技术。
人类生活的地球，陆地面积的20％为沙漠，已耕种的土地面积只占8％。随着人口的增长，人类的粮食需求也在日益增加，目前世界各国都在改进耕作技术，培养优良品种来提高单位面积产量。如果将半干旱、干旱甚至把沙漠地区进行改造，生产粮食，将会对人类的持续发展起到极其重要的作用。我国半干旱、干旱和沙漠地约有五亿亩，主要分布在东北、内蒙、华北、西北等地。沙漠，干旱和半干旱地区严重缺水，雨水和灌溉水大量下渗而在土壤表层难以存留。为了解决这个问题，人们进行了多种试验，例如，在干旱地将表层以40厘米深度挖出后铺塑料薄膜，再回填上土，以防止水分的下渗。后来发展到将沥青类石油制品高压注入土层，冷却形成难透水层，达到土层保水。但是，这些方法操作复杂，保水层完全不透气，费用和劳动量都很大，难于推广。最近见到专利JP86-250085，USP87-4637759，USP87-4690589等利用水溶性高分子的水溶胶，浇洒于土壤表层，同土壤里的可溶性多价阳离子反应生成高分子凝胶化的成膜技术。这些专利虽然解决了劳动量大的问题，但是使用了大量的高分子的水溶胶，并且还得用少量无机材料[Fe(OH)3，AI(OH)3等]作为成膜深度调节剂和补强剂。其成膜较难，成本较高，没能大面积推广使用。
本发明是利用无机纳米材料和有机高分子材料，可以分子级复合形成杂化材料保水膜，成膜剂乳液一旦浇洒于土壤，就自动到一定深度生成保水膜，其实施简便，成膜效率高，而且原材料皆是固体粉末贮运方便，易计量，材料成本低，无公害，只需一次性投资和一次性施工，就可多年节水和保水。
本发明所使用的无机纳米材料为天然的各种类型白土，如蒙脱土，高岭土，锂蒙脱土，多元高岭土，多水高岭土，无水硅酸铝矿，海泡石和各种类型粘土，如陶瓷粘土，漂白土，耐火粘土，高岭石粘土，蒙脱石粘土，水云母粘土，红粘土，铝土岩、硅藻土等。
将它们配制成重量百分数为0.01～0.7％的悬浮液之后加入按重量百分数为0～0.5％的碱。
本发明所使用的高分子材料是指平均分子量2,000～3,000,000的含-OH、-COOH、-NH2的水溶性高分子，如聚丙烯酸、醇解后的丙烯酸和醋酸乙烯共聚物(克分子比为1∶1～0.1)、丙烯酸和丙烯酰胺共聚物(克分子比为1∶100～0.01)、聚丙烯酸和聚丙烯酰胺的混合物(混合比为1∶100～0.001)，聚丙烯酸和聚乙烯醇的混合物(混合比为1∶0.5～1)丙烯酸、马来酸、富马酸，巴豆酸、甲叉丁二酸等不饱和酸的共聚物等。将它们配制成重量百分数为0.01～0.8％。水溶性高分子必须与天然纳米材料复配使用。
天然纳米与合成高分子材料的重量比为0.01～1.5将二者混合制成乳液，浇洒于土壤，就在下渗时到一定深度自然形成膜。也可根据需要加入化肥，农药或者草籽、树籽等不防碍保水膜的设置。
本技术应用面广，可用于沙地、干旱、半干旱地节水灌溉、沙地改成水田，植树、草原修复和水库、水渠防漏以及防止地下水污染等。
实施例1首先将相对分子量为260万的聚丙烯酸配制成0.1％的水溶胶124ml加几滴聚丙烯酰胺，再将蒙脱土制成0.1％浓度的水悬浮液125ml，加入1N的NaOH水溶液1ml，然后上述溶液混合成250ml乳液，倒入一米长，直径为5cm，装有70cm高的建筑用沙的玻璃柱里进行成膜，几分钟后，再往柱中倒水，水就不往下漏，测定其成膜深度为10cm。
实施例2条件同实施例1，其中NaOH改换成3N氨水1ml，结果成膜深度为19.5cm。
实施例3条件同实施例2，其中改换氨水浓度为6N，并丙烯酸，改成用丙烯酸和醋酸乙烯共聚醇解物(1∶1共聚)，其成膜深度为59.8cm。
实施例4条件同实施例2，其中蒙脱土改变为多水高岭土，结果成膜深度为19.7cm。
实施例5条件同实施例1，只配制浓度为0.2％的聚丙烯酸水溶胶250ml，不加无机纳米材料，实验结果没有成膜。
实施例6条件同实施例1，将玻璃柱中沙子改成一般土壤，实验结果成膜深度为9.9cm。
实施例7条件同实施例1，只用高分子水溶胶0.2％，250ml，并玻璃柱上换装全部腐植土，结果没有成膜。这时再用无机纳米和高分子复合液0.2％浓度250ml倒入腐植土中，结果在9.8cm成膜。
权利要求
1.本发明是一种土壤保水膜的设置技术，其特征在于利用无机纳米材料，配制成0.01～0.7％的悬浮液之后加入碱0～0.5％和水溶性高分子材料，配制成0.01～0.8％二者混合，浇洒于土壤就自动到一定深度生成分子级复合杂化材料保水膜。
2.如权利1所述的土壤保水膜的设置技术，其特征在于无机纳米材料为天然的各种类型的白土，如蒙脱土、高岭土、锂蒙脱石、多元高岭土、无水硅酸铝矿、海泡石及各种类型粘土，如陶瓷粘土，漂白土、耐火粘土、高岭石粘土、蒙脱石粘土、水云母粘土、红粘土、铝土岩、硅藻土等。
3.如权利1所述土壤保水膜的设置技术，其特征在于含-OH，-COOH，-NH2的水溶性高分子必须与天然纳米材料复配使用，才能生成保水膜，天然纳米与高分子材料的复配重量比为0.01～1.5。
全文摘要
本发明属于土壤保水膜的设置技术,是利用天然纳米和有机高分子,以分子级复合形成杂化材料保水膜。一旦成膜剂乳液浇洒于土壤,就自动到一定深度生成保水膜,其实施简便,成膜效率高,成本低,无公害,只需一次性投资和一次性施工就可多年节水和保水。本技术可用于沙地、干旱、半干旱地节水灌溉,沙地改成水田,植树、草原修复和水库、水渠防漏,以及防止地下水污染等。
文档编号C09K17/00GK1201062SQ98109070
公开日1998年12月9日 申请日期1998年6月3日 优先权日1998年6月3日
发明者崔湘浩 申请人:吉林大学