[发明专利]一种化学固化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种化学固化剂及其制备方法和应用，属于固化剂领域。这种化学固化剂包括第一组分和第二组分，第一组分主要由水与聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和丙烯酸盐制得；第二组分为含有百分比浓度为2～5％硅酸钠的溶液。这种固化剂的制备方法为：将聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和丙烯酸盐与水混合，并于60～80℃下加热反应30～120min，得到第一组分；配制质量百分比浓度为2～5％的硅酸钠溶液，得到第二组分。这种化学固化剂，具有仿生性能，即能够在沙面形成化学结皮，该化学结皮类似于生物结皮，能够长效的对沙粒进行固定化治理，提高沙漠的抗风蚀和抗水蚀的能力。

技术领域

本发明涉及固化剂领域，具体而言，涉及一种化学固化剂及其制备方法和应用。

背景技术

沙质荒漠化(简称沙漠化)，是一种在不合理的人类活动和自然条件变化的综合作用下导致的土地退化过程。在此过程中土地生产力大幅度降低，甚至成为不可利用的土地，并引发沙尘暴、风沙活动等灾害，严重地危害工农业生产，降低人民的生活质量。

沙漠化是荒漠化的主要类型之一，它作为极其重要的环境和社会经济问题困扰着当今世界，威胁着人类的生存和发展。全球荒漠化面积已达3600万平方公里，占全球陆地面积的1/4，且以每年5－7万平方公里的速度在扩大，每年造成的直接经济损失高达423亿美元，影响全球1/6的人口。

目前，已有的固沙技术分为物理固沙、生物固沙和化学固沙。其中，化学固沙因施工方便快捷，近年来得到快速发展。目前市售化学固化剂大概有一百多个品种，这些化学固化剂是将固化剂喷洒至沙面之后，通过固化剂与沙粒之间的相互作用，在沙面覆盖一层保护壳来达到治沙目的。然而，使用这类化学固化剂，就类似于在沙面上覆盖了一层用沙子做填料的薄皮，在使用过程中，经常会出现因施工或风蚀的作用导致该薄皮的破损，甚至全部剥离的问题，导致沙漠化治理收效甚微。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种化学固化剂，该化学固化剂具有仿生性能，能够长效的对沙粒进行固定化治理，提高沙漠的抗风蚀和抗水蚀的能力。

本发明的第二目的在于提供一种化学固化剂的制备方法，该方法步骤简单，反应条件温和，易于实施，适合大工业生产。

本发明的第三目的在于提供一种化学固化剂在沙漠治理中的应用，通过将该化学固化剂喷洒在沙面上，能够使沙面形成稳定的化学结皮。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种化学固化剂，包括第一组分和第二组分，第一组分主要由水与20～50重量份的聚乙烯醇、10～30重量份的聚丙烯酰胺和10～30重量份的丙烯酸盐制得；第二组分为含有百分比浓度为2～5％硅酸钠的溶液。一种化学固化剂的制备方法，其包括：

将按重量份数计的聚乙烯醇20～50份、聚丙烯酰胺10～30份和丙烯酸盐10～30份与水混合，并于60～80℃下加热反应30～120min，得到第一组分；

配制质量百分比浓度为2～5％的硅酸钠溶液，得到第二组分。一种上述化学固化剂在沙漠治理中的应用，先将第一组分喷洒至待治理的沙面后，再将第二组分喷洒至沙面上，其中第一组分与第二组分的体积比为1～4：1。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的这种化学固化剂，第一组分中的聚乙烯醇和聚丙烯酰胺均为水溶性高分子聚合物，其中，聚乙烯醇作为成膜剂，能够在沙面成膜，聚丙烯酰胺作为粘合剂，能够通过物理黏结的方式将沙粒粘连固定起来。丙烯酸盐作为保水剂，有助于较长时间保持沙粒中的水分，同时，也能够协同性的促进聚乙烯醇和聚丙烯酰胺的成膜或粘合作用。此外，硅酸钠具有很好的耐水和抗水性，能够防止该化学固化剂在使用过程中遭受水蚀。