專利名稱：一種提高高分子類化學固沙劑固沙層滲水速率且降低吸水率的聚合物、制備方法及應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于高分子材料領域，涉及一種(甲基)丙烯酸及丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的聚合物，利用此聚合物水溶液噴灑高分子類化學固沙劑固沙層，可以提高固沙層的滲水速率且降低其吸水率，同時在聚合物水溶液中加入水溶性多價金屬鹽，可以提高高分子類化學固沙劑固沙層的耐水性。
背景技術：
高分子類化學固沙材料是20世紀60年代以來發展起來的新型化學固沙材料， 使用高分子聚合物固定流沙，施工簡便，可改善勞動條件和縮短工期，其效力較其它化學材料顯著和穩定。其中脲醛樹脂是目前價格最為低廉的合成高分子材料，國外曾將其改性材料作為土壤穩定劑中的分散劑組分(Plastic Materialfor Stabilizing Soils :US， 19703495412 [P])。脲醛膠粘劑本身粘度較大且水溶性差，難以均勻方便地施用在沙土中， 因此并不是實用的固沙材料。聚丙烯酰胺可以提高土壤的聚集度，防止水土流失，在美國西部，應用聚丙烯酰胺作為土壤改良劑已推廣到20萬公頃。基于聚丙烯酰胺在沙土穩定方面取得的成功，人們利用分子設計的原理制備了 PVA、PAA、PVAc，以及一些新型高分子聚合物， 試驗表明，它們都具有一定的固沙效果(生物質化學工程，2006,40 (3)，pp44-47)。1980年， 中國科學院蘭州沙漠研究所(中國地質災害與防治學報，2004，15 ), pp78-81)選用PVA、 PAA、PVAc、PAN進行了固沙研究工作，認為PVA、PVAc乳液是較優良的化學固沙材料。由蘭州大學開發研制的LD系列新型高分子巖土膠結材料，具有粘度低，凝膠時間易控制，無毒性，遇水可無限稀釋的優點，還有良好的物理、力學性能及很寬的形成條件。韓致文(環境科學，2000，2 (5)，pp86-88)等研制了 4種不同品種和配方的高分子材料固沙劑LVA、LVP, WBS、STB，并結合塔里木沙漠公路的沙害環境，對固沙劑理化性能、粘結體力學性能和抗風蝕性能等進行了測試。測定結果表明，4種固沙劑有良好的適應性，在現場初步固沙試驗中， 固沙劑噴灑后固結速度快，固結層強度較高，固沙效果明顯，是理想的優良固沙材料。王銀梅等(巖石力學與工程學報，2003，22(增幻，pp^83-2887)通過大量的室內試驗，研制了 SH新型高分子化學固沙材料，研究了其固化沙體的強度及相關特征，并采用紅外光譜、掃描電鏡結合電子能譜等現代分析方法，從微觀上探討了 SH固沙強度形成的機理。但是目前的一些化學固沙材料僅僅只能夠起到固沙的作用，而為了盡快地恢復植被生物，固沙劑需要有良好的水滲透性以及防止水蒸發的作用。這個功能是目前高分子類化學固沙劑所不具備的，這樣就會導致沙漠植被因缺水而無法存活，從而影響到植物的生長。
發明內容
本發明提出了一種新的化學固沙思路。針對沙漠蒸發特點，從改進傳統高分子類化學固沙劑的性能出發，利用高分子類化學固沙劑將沙層固定，然后用(甲基)丙烯酸及丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的聚合物為功能化處理劑，在固化的沙粒團聚體的孔隙間形成疏水的通道，讓降水快速地滲透到保水層以下。同時，這種疏水涂層也可以阻止沙漠深層的水分通過毛細作用向蒸發層的運動，以在實現固沙的同時，充分地利用降水。本發明所述的一種提高高分子類化學固沙劑固沙層滲水速率且降低吸水率的 (甲基)丙烯酸及丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的聚合物的結構可以用下式表示
權利要求
1. 一種提高高分子類化學固沙劑固沙層滲水速率且降低吸水率的聚合物，其特征在于，所述的聚合物的結構式如下
2.權利要求1所述的聚合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟將(甲基)丙烯酸及丙烯酰胺單體、(甲基)丙烯酸氟代烷基酯單體以及引發劑溶于丁酮中，采用自由基聚合方法，引發劑采用過氧類或偶氮類自由基引發劑，含氟單體的摩爾濃度含量為0. 5% 50%,(甲基)丙烯酸及丙烯酰胺的摩爾濃度含量為50% 99.5%。
3.權利要求1所述的聚合物的用于提高固沙層滲水速率且降低吸水率的應用方法其特征在于，將含氟聚合物溶于水中，配成質量濃度為0. 5% 10%的溶液，噴灑于或浸潤高分子類化學固沙劑固結的沙層。
4.按照權利要求3的方法，請特征在于，含氟聚合物溶于水中還含有含氟聚合物質量 1 20%的水溶性多價金屬鹽作為交聯劑。
全文摘要
本發明公開了一種提高高分子類化學固沙劑固沙層滲水速率且降低吸水率的聚合物、制備方法及應用，屬于高分子材料領域。聚合物的結構式為其中R`為氫原子或甲基，R為氫原子或甲基，n和m為整數，n＝1～3，m＝0～6，x、y、z為整數，其中x(x+y+z)＝0.5％～50％。將含氟聚合物溶于水中，配成質量濃度為0.5％～10％的溶液，噴灑于或浸潤高分子類化學固沙劑固結的沙層。可以在沙粒表面形成疏水層，從而能夠提高高分子類化學固沙劑固結沙層的滲水速率并降低其吸水率。多價金屬鹽水溶液浸潤含聚合物的固結沙層，提高高分子類化學固沙劑固沙層的耐水性，減緩高分子類化學固沙劑的流失。
文檔編號C08F220/06GK102206298SQ201110101020
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月21日 優先權日2011年4月21日
發明者楊萬泰, 蘇鵬, 馬育紅 申請人:北京化工大學