专利名称：粉土粘合剂及其制备方法粉土作为土质结构的一种类型而广泛分布，也是公路、铁路建设中经常会遇到的 一种土质结构。粉土的特点是结构松散，粘结性差，雨水冲刷容易流失。贫瘠也是粉土结构 的一个特点，贫瘠的粉土不利于植物的成活和生长。公路边坡遇到粉土结构，如果不进行有 效地治理，降雨时就会发生水土流失，造成边坡失稳，甚至造成边坡破坏，排水系统於塞，增 加公路、铁路的维护成本，影响公路、铁路的使用寿命和行车安全。因此，粉土边坡的治理， 也就成为公路、铁路建设和维护中边坡治理、维护的一项重要工作。目前粉土边坡的治理方法主要有挂网种植法和片石覆盖法。挂网种植法具有治理 效果好，对植物生长影响小，有利于生态恢复等特点，但是治理成本比较高。片石覆盖的治 理成本较低，治理效果较好，但是为了降低成本，普遍采用大格分割，还会有一定的冲刷发 生，对植物的生长也会有一定的影响。
本发明的目的在于提供一种固结效果好、成本低的粉土粘合剂及其制备方法。为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是粉土粘合剂，其特征在于它由包 含淀粉系列粘合剂、聚合物乳液、增塑剂、黏土、助剂和水原料混合而成，各原料所占重量百 分数为淀粉系列粘合剂 1.0 10%，聚合物乳液0. 1 5%，增塑剂0.1 1%，黏土5 30%，助剂0.01 0.5%，水55. 5 93. 79%;所述的淀粉系列粘合剂为原淀粉粘合剂、变性淀粉粘合剂、高分子接枝淀粉粘合 剂中的任意一种或二种以上(含二种)的混合，二种以上混合时，为任意配比(它们可以 单独使用，也可以组合使用)；所述的聚合物乳液为聚醋酸乙烯乳液、聚醋酸乙烯脂乳液、 苯丙乳液、丙烯酸乳液、聚丙烯酸乳液中的任意一种或二种以上(含二种)的混合，二种以 上混合时，为任意配比；所述的增塑剂为邻苯二甲酸酯、氯化石蜡、磷酸酯或多元醇；黏土 为膨润土、蒙脱土或高岭土 ；助剂为防腐剂、润湿分散剂、消泡剂中的任意一种或二种以上 (含二种)的混合，二种以上混合时，为任意配比。所述的原料还包括肥料，肥料所占重量百分数为0. 1 1%。所述的肥料为磷酸二氢钾、磷酸氢钾或尿素。所述的原淀粉粘合剂为玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉或木薯淀粉。4所述的变性淀粉粘合剂为氧化淀粉。所述的高分子接枝淀粉粘合剂为PVA接枝氧化淀粉。所述的邻苯二甲酸酯为邻苯二甲酸甲酯、邻苯二甲酸丁酯、邻苯二甲酸癸酯或邻苯二甲酸辛酯。所述的多元醇为季戊四醇、丙二醇或丙三醇。所述的防腐剂为FF-02杀菌剂、凯松CG防腐防霉杀菌剂或苯甲酸钠。 所述的润湿分散剂为润湿分散剂BYK-33 (毕克公司)或润湿分散剂PK-100 (常州 涂料研究所)。所述的消泡剂为上海涂料研究所的消泡剂SPA-202、罗门哈斯的消泡剂S80、美国 NOPCO公司的消泡剂NDW中的任意一种或二种以上(含二种)的混合，二种以上混合时，为 任意配比。各原料所占重量百分数最佳为淀粉系列粘合剂 1.2%，聚合物乳液0.15%，增塑剂0.3%，黏土10%，助剂0. 05%,/K88.3%。上述粉土粘合剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)原料的选取按各原料所占重量百分数为淀粉系列粘合剂1. 0 10%，聚合 物乳液0. 1 5%，增塑剂0. 1 1%，黏土5 30%，助剂0. 01 0. 5%，水55. 5 93. 79%； 选取淀粉系列粘合剂、聚合物乳液、增塑剂、黏土、助剂和水，备用；2)将聚合物乳液、增塑剂、黏土和助剂与淀粉系列粘合剂混合，然后加入水搅拌均 勻，得到粉土粘合剂。所述的原料还包括肥料，肥料所占重量百分数为0. 1 1 %，肥料与聚合物乳液、 增塑剂、黏土和助剂一起与淀粉系列粘合剂混合。粉土粘合剂的应用将制备好的粉土粘合剂喷洒到粉土边坡表面固结。本发明中采用淀粉粘合剂、聚合物乳液、黏土、增塑剂、助剂复配使用时，聚合物乳 液不仅自身具有很强的粘结作用，而且具有较高的柔性，有利于植物发芽，在固结过程中， 与淀粉粘合剂结合，提高淀粉的耐水性。黏土自身具有一定的抗冲刷性，并且具有一定的活 性，与淀粉及聚合物乳液结合，可以提高固结层的抗冲击强度。增塑剂可以提高固结层的塑 性，在固结收缩过程中，避免或减少固结层的收缩开裂。加入助剂(防腐剂、润湿分散剂或 消泡剂)，提高化学固沙材料的贮存周期，提高可施工性，改善润湿性，成膜均勻性等性能。本发明的有益效果是既能将粉土粘结形成一层具有一定厚度，并且具有一定强 度和弹性的固结层，这层固结层及被固结层覆盖在下面的未被固结的粉土不会被雨水冲而 流失，固结效果好；又能透气、透水，吸水、保水，材料本身及其降解产物能营养植物，营造出 适合植物生长的微环境，能促进植物生长、提高植物的成活率；材料本身及其降解产物对环 境不会产生新的污染，环保(可降解、无毒、无害)；原料取材成本低，每平方米用量成本低 于6元，挂网法的成本一般在17元，片石覆盖法单位成本也在10元以上。可以大幅度降低粉土边坡治理的成本，施工简单。粉土粘合剂中添加了一定量的肥料，在固结的同时，不仅不影响植物的正常发芽、 生长、成活，而且能促进植物的生长。当植物成活，对边坡产生稳固、防冲刷作用后，粉土粘 合剂将会逐渐降解，降解产物会被植物吸收，对环境没有影响。本发明将采用化学固结的方法，通过将化学固结剂喷洒到粉土表面，将其固结，达 到防止因雨水冲刷而造成边坡流失的目的。本发明可适用于粉土和沙质地质结构的公路、 铁路边坡、护坡的稳固，防止因雨水冲刷而造成的水土流失，边坡、护坡崩塌，并且适合植物 生长。聚丙烯酸乳液0. 5%,
邻苯二甲酸辛酯0. 3%,
高岭土15%,
助剂0. 02%,
(助剂中FF-020. 005%
BYK-330. 005%
SPA-2020. 01% )
水78. 18%上述粉土粘合剂的制备方法，首先准备PVA接枝氧化淀粉，然后将聚丙烯酸乳液、 邻苯二甲酸酯、高岭土、助剂按顺序和比例与PVA接枝氧化淀粉混合并搅拌均勻，最后加水 稀释，并搅拌均勻。PVA接枝氧化淀粉的制备1)量取IOOmL水到烧杯中，加热至70°C，加入IOg聚乙 烯醇(简称PVA)搅拌升温至90°C溶解，全部溶解后降至室温，得到浓度为溶 液；2)称取IOOgUOwt %的氧化淀粉胶液，在高速搅拌下缓慢加入10g、IOwt % WPVA溶液， 加完后继续搅拌20 30min至反应完全，得到PVA接枝氧化淀粉。粉土粘合剂的应用将制备好的粉土粘合剂喷洒到粉土边坡表面固结。本发明所 述粉土粘合剂在许泗高速公路宿州段进行应用试验，取得了良好的固结效果。效果实验所得到的粉土粘合剂产品在许泗高速公路宿州大型立交护坡进行现场 固结护坡试验，试验面积约1000m2。经过多场暴雨冲刷未发现明显流失，工程造价9元/m2， 说明本发明固结效果好。与之对比，预制水泥护坡，出现局部冲刷痕迹，工程造价15元/m2。
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实施例2 粉土粘合剂，它由淀粉系列粘合剂、聚合物乳液、增塑剂、黏土、助剂和水原料混合 而成，所述的淀粉系列粘合剂为氧化淀粉；所述的聚合物乳液为苯丙乳液；所述的增塑剂
为丙三E淳；黏土为蒙脱土 ；助剂为防腐剂苯甲酸钠、润湿分散剂PK-IOO和消泡剂NDW ；
各原料所占重量百分_t为··
氧化淀粉粘合剂1. 2%,
苯丙乳液0. 15%,
丙三醇0. 3%,
蒙脱土10%,
助剂0. 05%,
(助剂中苯甲酸钠0. 01%
PK-IOO0. 02%
NDff0. 02% )
水88. 3%。
上述粉土粘合剂的制备方法，首先准备氧化淀粉粘合剂，然后将苯丙乳液、丙
醇、蒙脱土、助剂按顺序和比例与氧化淀粉混合并搅拌均勻，最后加水稀释，并搅拌均勻，得 到粉土粘合剂。氧化淀粉粘合剂的制备1)量取150mL水加入反应罐中，称50g玉米淀粉，分两批 加入反应罐中，搅拌将淀粉打浆分散，加入5mLNaC10，搅拌反应lOmin，加入5mLNiS04，搅拌 反应lOmin，加入IOmLNaOH反应lh，补加3mLNaC10，继续搅拌反应4 5h ；加27mLNaOH,补 加150mL水，滴加3. 5mL硼砂，搅拌反应5min，加3. 5mLNa2 S2 O3,补水到500mL，搅拌反应 5mim，反应终止，制得10衬％氧化淀粉粘合剂500mL。淀粉氧化可以选用KMn04、H202、NaC10等氧化剂进行，Η202、ΚΜη04需要在酸性条件下 氧化，一般加热糊化；NaClO是在碱性条件下氧化，而且氧化产物比较稳定，所以选择NaClO 作氧化剂，以NiSO4作催化剂进行氧化，反应在常温下进行。制备完氧化淀粉后对其直接进 行糊化，糊化剂为强碱性的氢氧化钠或加热到70°C糊化。糊化后用硼砂进行交联，用Na2S2O3 终止氧化，得到重量浓度为IOwt %的氧化淀粉粘合剂。粉土粘合剂的应用将制备好的粉土粘合剂喷洒到粉土边坡表面固结。效果实验所得到的粉土粘合剂产品实验室试验的湿基抗冲击强度大于0. IMP, 种植的狗牙根发芽率大于85%。说明本发明固结效果好、能提供适合植物生长的微环境，植 物生长良好。实施例3 粉土粘合剂，它由淀粉系列粘合剂、聚合物乳液、增塑剂、黏土、助剂和水原料混 合而成，所述的淀粉系列粘合剂为氧化淀粉；所述的聚合物乳液为聚醋酸乙烯乳液；所述 的增塑剂为丙二醇；黏土为膨润土 ；助剂为防腐剂凯松CG防腐防霉杀菌剂、润湿分散剂 BYK-33(毕克公司)和消泡剂S80 ；各原料所占重量百分数为氧化淀粉粘合剂2.6%，聚醋酸乙烯乳液0.25%，
丙二醇膨润土助剂(助剂中凯松CG防腐防霉杀菌剂BYK-33S80水
0. 52%, 20%, 0. 1%, 0. 01% 0. 05% 0. 04% ) 76. 53%。上述粉土粘合剂的制备方法，首先准备氧化淀粉粘合剂，然后将聚醋酸乙烯乳液、 丙二醇、膨润土、助剂按顺序和比例与氧化淀粉混合并搅拌均勻，最后加水稀释，并搅拌均 勻，得到粉土粘合剂。粉土粘合剂的应用将制备好的粉土粘合剂喷洒到粉土边坡表面固结。效果实验所得到的粉土粘合剂产品在许泗高速公路宿州服务区边的上跨桥护坡 进行实地试验，其效果与互通立交的试验效果相同，试验面积约500m2。经过一个雨季的观 察，种植的植物生长良好，覆盖整个护坡，未发现明显冲刷痕迹和水土流失现象，说明本发 明固结效果好。实施例4 粉土粘合剂，它由包含淀粉系列粘合剂、聚合物乳液、增塑剂、黏土、助剂和水原料 混合而成，所述的淀粉系列粘合剂为玉米淀粉；所述的聚合物乳液为聚醋酸乙烯脂乳液；所 述的增塑剂为氯化石蜡；黏土为膨润土 ；助剂为防腐剂FF-02杀菌剂、润湿分散剂BYK-33 和消泡剂S80 ；各原料所占重量百分数为玉米淀粉粘合剂1.0%，聚醋酸乙烯脂乳液0.1%，氯化石蜡0.1%，膨润土5%，助剂0.255%(助剂中FF_02 杀菌剂 0. 005%BYK-330. 15%S800. 1)水93.545%。上述粉土粘合剂的制备方法，首先准备玉米淀粉，然后将聚醋酸乙烯脂乳液、氯化 石蜡、膨润土、助剂按顺序和比例与玉米淀粉混合并搅拌均勻，最后加水稀释，并搅拌均勻， 得到粉土粘合剂。粉土粘合剂的应用将制备好的粉土粘合剂喷洒到粉土边坡表面固结。效果实验所得到的粉土粘合剂产品在许泗高速公路宿州服务区边的上跨桥护坡 进行实地试验，其效果与互通立交的试验效果相同，试验面积约500m2。经过一个雨季的观 察，种植的植物生长良好，覆盖整个护坡，未发现明显冲刷痕迹和水土流失现象，说明本发 明固结效果好。
实施例5:粉土粘合剂，它由包含淀粉系列粘合剂、聚合物乳液、增塑剂、黏土、助剂和水原料 混合而成，所述的淀粉系列粘合剂为马铃薯淀粉粘合剂；所述的聚合物乳液为聚醋酸乙烯 脂乳液；所述的增塑剂为氯化石蜡；黏土为膨润土 ；助剂为防腐剂苯甲酸钠、润湿分散剂 PK-100 和消泡剂 SPA-202 ；各原料所占重量百分_女为
马铃薯淀粉粘合剂10%,
聚醋酸乙烯脂乳液5%,
氯化石蜡1%,
膨润土28%,
助剂0. 5%,
(助剂中苯甲酸钠0. 01%
PK-1000. 25%
SPA-2020. 15% )
水55. 5%。
上述粉土粘合剂的制备方法，首先准备马铃薯淀粉粘合剂，然后将聚醋酸乙烯脂
乳液、氯化石蜡、膨润土、助剂按顺序和比例与马铃薯淀粉粘合剂混合并搅拌均勻，最后加 水稀释，并搅拌均勻，得到粉土粘合剂。粉土粘合剂的应用将制备好的粉土粘合剂喷洒到粉土边坡表面固结。效果实验所得到的粉土粘合剂产品在许泗高速公路宿州服务区边的上跨桥护坡 进行实地试验，其效果与互通立交的试验效果相同，试验面积约500m2。经过一个雨季的观 察，种植的植物生长良好，覆盖整个护坡，未发现明显冲刷痕迹和水土流失现象，说明本发 明固结效果好。实施例6:粉土粘合剂，它由包含淀粉系列粘合剂、聚合物乳液、增塑剂、黏土、助剂、肥料和 水原料混合而成，各原料所占重量百分数为淀粉系列粘合剂5%，聚合物乳液2%，增塑剂1%，黏土30%，助剂0.5%，水60.5%;肥料(磷酸二氢钾) 1.0%。所述的淀粉系列粘合剂为氧化淀粉粘合剂和PVA接枝氧化淀粉，重量各占1/2 ； 所述的苯丙乳液和丙烯酸乳液，重量各占1/2 ；所述的增塑剂为氯化石蜡和磷酸酯，重量各 占1/2 ；黏土为蒙脱土 ；助剂为防腐剂凯松CG防腐防霉杀菌剂、润湿分散剂BYK-33、消泡剂 S80和消泡剂NDW，重量各占1/4。上述粉土粘合剂的制备方法，它包括如下步骤
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1)原料的选取按上述配比选取；2)将聚合物乳液、增塑剂、黏土、助剂、肥料按顺序与淀粉系列粘合剂混合，然后加 入水搅拌均勻，得到粉土粘合剂。粉土粘合剂的应用将制备好的粉土粘合剂喷洒到粉土边坡表面固结。效果实验所得到的粉土粘合剂产品实验室试验的湿基抗冲击强度大于0. IMP, 种植的狗牙根发芽率大于85%。说明本发明固结效果好、能提供适合植物生长的微环境，植 物生长良好。实施例7:粉土粘合剂，它由包含淀粉系列粘合剂、聚合物乳液、增塑剂、黏土、助剂、肥料和 水原料混合而成，各原料所占重量百分数为淀粉系列粘合剂 5%，聚合物乳液2%，增塑剂1%，黏土30%，助剂0.5%，水61.4%;肥料(尿素)0.1%。所述的淀粉系列粘合剂为木薯淀粉粘合剂；所述的苯丙乳液；所述的增塑剂为氯 化石蜡；黏土为蒙脱土 ；助剂为防腐剂凯松CG防腐防霉杀菌剂、润湿分散剂BYK-33和消泡 剂S80，重量各占1/3。上述粉土粘合剂的制备方法，它包括如下步骤1)原料的选取按上述配比选取；2)将聚合物乳液、增塑剂、黏土、助剂、肥料按顺序与淀粉系列粘合剂混合，然后加 入水搅拌均勻，得到粉土粘合剂。粉土粘合剂的应用将制备好的粉土粘合剂喷洒到粉土边坡表面固结。效果实验所得到的粉土粘合剂产品实验室试验的湿基抗冲击强度大于0. IMP, 种植的狗牙根发芽率大于85%。说明本发明固结效果好、能提供适合植物生长的微环境，植 物生长良好。本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数 (如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
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本发明涉及一种粉土粘合剂及其制备方法。粉土粘合剂，其特征在于它由包含淀粉系列粘合剂、聚合物乳液、增塑剂、黏土、助剂和水原料混合而成，各原料所占重量百分数为淀粉系列粘合剂1.0～10％，聚合物乳液0.1～5％，增塑剂0.1～1％，黏土5～30％，助剂0.01～0.5％，水55.5～93.79％。本发明具有固结效果好、能提供适合植物生长的微环境、成本低、环保的特点。