CN106367072B - 一种喷播用天然植物增稠剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷播用天然植物增稠剂及其制备方法，该天然植物增稠剂由以下重量份的各组分制成：植物胚乳粉75～99份，糊精0.3～8份，四硼酸钠0.04～9份，山梨酸钾0.1～12份。其制备方法为：对植物种子胚乳进行粉碎筛分，得到含水率为10％～15％且细度大于或等于40目的植物胚乳粉；将75～99份植物胚乳粉、0.3～8份糊精、0.04～9份四硼酸钠和0.1～12份山梨酸钾放入到混料罐中进行混合，混合时间为25～40分钟，从而制得所述的天然植物增稠剂。本发明不仅具有黏结强度高、性能稳定性好、生产成本低、温度适应性强、环保无污染等优点，而且在使用中可保证喷播混合料的混合均匀、喷播质量好、喷播效率高。

Description

一种喷播用天然植物增稠剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及生态修复领域，尤其涉及一种喷播用天然植物增稠剂及其制备方法。

背景技术

生态修复主要致力于那些在自然突变和人类活动活动影响下受到破坏的自然生态***的恢复与重建工作。例如：在高速公路、水库、电站等基础设施的建设后期，裸露高陡边坡需要进行生态修复；在矿山采选过程中，排土场、露天采场、尾矿库、沉陷区、矸石场、矿山污染场地等矿区也需要进行生态修复。

在现代的生态修复工程中，通常采用机械化喷播种植进行植被恢复。机械化喷播种植的主要流程是：将种子、土壤稳定剂、肥料、增稠剂、覆盖材料、水等物质按一定配比充分混合，从而制得喷播混合料；然后将所述喷播混合料放入喷播机械中，并用喷播机械的喷枪将所述喷播混合料均匀喷射到土壤表面，从而即可实现机械化喷播种植。所述喷播混合料会在土壤表面形成一层膜状结构，辅之其他地表覆盖材料的保护，能有效地防止雨水冲刷，有利于保温保湿，从而促使种子在较短时间内发芽生长，迅速覆盖地面，使裸露地表得以恢复植被。

在机械化喷播种植中，增稠剂的主要作用是：第一，在喷播机械运行过程中，增稠剂主要起到润滑作用，可以防止所述喷播混合料中的纤维结团，降低所述喷播混合料输送喷射时在管路中的通行阻力；第二，当所述喷播混合料喷播到土壤表面后，增稠剂可以使所述喷播混合料更好地附着在土壤表面，形成反复吸水而不失黏性的膜状结构，并能为纤维与土壤之间以及纤维与纤维之间提供良好的结合力，促进土壤团粒结构的形成，增强抗侵蚀能力，提高土壤颗粒在坡面上的稳定性，从而有效防止风和雨水造成土壤流失；此外，增稠剂与地表覆盖材料配合可以有效封闭潮气，从而降低土壤及纤维的水分蒸发量。

在现有技术中，大部分生态修复工程使用的是高分子化合增稠剂，但这些高分子化合增稠剂不易降解，容易残留在土壤中，从而会对土壤造成不同程度的损害，还会对后茬作物根系生长产生不利影响。少数生态修复工程使用的是容易降解的天然植物增稠剂，但是现有天然植物增稠剂的黏结强度低、性能稳定性差、生产成本高。

发明内容

为了解决现有天然植物增稠剂的黏结强度低、性能稳定性差和生产成本高的技术问题，本发明提供了一种喷播用天然植物增稠剂及其制备方法，不仅具有黏结强度高、性能稳定性好、生产成本低、温度适应性强、环保无污染等优点，而且在使用中可保证喷播混合料的混合均匀、喷播质量好、喷播效率高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种喷播用天然植物增稠剂，由以下重量份的各组分制成：

植物胚乳粉 75～99份，

糊精 0.3～8份，

四硼酸钠 0.04～9份，

山梨酸钾 0.1～12份；

其中，植物胚乳粉为刺云实、胡里豆、罗望子或瓜儿豆中至少一者的种子胚乳粉。

优选地，该天然植物增稠剂的含水率为10％～12％。

优选地，所述植物胚乳粉的细度大于或等于40目。

一种喷播用天然植物增稠剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤A、采用超细制粉对植物种子胚乳进行粉碎，并进行筛分，从而得到含水率为10％～15％并且细度大于或等于40目的植物胚乳粉；其中，所述的植物种子胚乳为刺云实、胡里豆、罗望子或瓜儿豆中至少一者的种子胚乳；

步骤B、按照重量份计，将75～99份步骤A中制得的植物胚乳粉、0.3～8份糊精、0.04～9份四硼酸钠和0.1～12份山梨酸钾放入到混料罐中进行混合，混合时间为25～40分钟，从而制得所述的天然植物增稠剂。

优选地，还包括：对所述的天然植物增稠剂进行含水率调整，使所述的天然植物增稠剂的含水率为10％～12％。

优选地，还包括：采用纸塑复合袋对所述的天然植物增稠剂进行包装，从而制得成品的天然植物增稠剂。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所提供的喷播用天然植物增稠剂首先采用超细制粉对植物种子胚乳进行粉碎，并制得含水率为10％～15％并且细度大于或等于40目的植物胚乳粉，从而使植物种子胚乳得以破壁增黏，提高溶解速度和黏度；然后采用糊精、四硼酸钠和山梨酸钾对所述的植物胚乳粉进行改性，从而能够促进植物胚乳粉快速分散，提高溶解速度，并且能够促使植物胚乳粉的分子之间形成空间网状交联，增强黏结性能，同时还能够抑制或杀死微生物，防止降解作用引起黏度损失，延缓降解周期，延长贮存期；因此本发明所提供的喷播用天然植物增稠剂既保留了植物胶纯天然的环境亲和性，又具有黏结强度高、性能稳定性好、生产成本低、温度适应性强、环保无污染等优点，增强了保墒作用，能够有效提高土壤保水性和抗侵蚀能力，有助于提高机械化施工效率，改善土壤微生物生存环境，这十分适合应用于水土保持、植物生态恢复、园林绿化等工程。

具体实施方式

下面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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面对本发明所提供的喷播用天然植物增稠剂及其制备方法进行详细描述。

一种喷播用天然植物增稠剂，由以下重量份的各组分制成：

植物胚乳粉 75～99份，

糊精 0.3～8份，

四硼酸钠 0.04～9份，

山梨酸钾 0.1～12份；

其中，所述植物胚乳粉为刺云实、胡里豆、罗望子或瓜儿豆中至少一者的种子胚乳粉，并且所述植物胚乳粉的细度最好大于或等于40目，这可以使植物种子胚乳细胞内的半乳甘露聚糖充分释放出来，从而能够使本发明所提供的天然植物增稠剂的粘度和溶解速度得到大幅提高。在实际应用中，该天然植物增稠剂的含水率最好为10％～12％，这不仅可以防止加工过程中由于过度干燥而使半乳甘露聚糖分子链热降解，造成粘度损失，而且可以防止使用过程中植物胚乳粉发生霉变。此外，该天然植物增稠剂的各组分配比可以根据生态修复工程应用现场的坡度大小进行调整，例如：当该天然植物增稠剂用于坡度为0～15°的平地或缓坡时，该天然植物增稠剂的粘度最好为3500～4000mPa.s，而当该天然植物增稠剂用于坡度为15～30°的陡坡时，该天然植物增稠剂的粘度最好为5000～5500mPa.s，这可以使该天然植物增稠剂具有良好的溶解速度，促进了植物胚乳粉的分子之间形成空间网状交联，从而可以使该天然植物增稠剂与坡面上的土壤颗粒之间具有良好的黏结强度和性能稳定性，有效防止风和雨水造成土壤流失。

具体地，该喷播用天然植物增稠剂的制备方法可以包括：包括以下步骤：

步骤A、采用超细制粉对植物种子胚乳进行粉碎，并进行筛分，从而得到含水率为10％～15％并且细度大于或等于40目的植物胚乳粉。其中，所述的植物种子胚乳为刺云实、胡里豆、罗望子或瓜儿豆中至少一者的种子胚乳。所述的超细制粉可以采用现有技术中的超细制粉机进行来完成。

步骤B、按照重量份计，将75～99份步骤A中制得的植物胚乳粉、0.3～8份糊精、0.04～9份四硼酸钠和0.1～12份山梨酸钾放入到混料罐中进行混合(最好是在封闭无菌的混料罐内均匀混合)，混合时间为25～40分钟，从而制得所述的天然植物增稠剂。

步骤C、对所述的天然植物增稠剂进行含水率调整，使所述的天然植物增稠剂的含水率为10％～12％。如果天然植物增稠剂的含水率过高，那么可以采用气流干燥机在≤105℃的干燥温度下进行干燥，如果天然植物增稠剂的含水率过低，那么可以采用调湿机进行调湿处理。

步骤D、采用计量包装机和纸塑复合袋对所述的天然植物增稠剂进行包装，从而制得成品的天然植物增稠剂。

进一步地，本发明所提供的喷播用天然植物增稠剂首先采用超细制粉对植物种子胚乳进行粉碎，并制得含水率为10％～15％并且细度大于或等于40目的植物胚乳粉，从而使植物种子胚乳得以破壁增黏，提高溶解速度和黏度；然后采用糊精、四硼酸钠和山梨酸钾对所述的植物胚乳粉进行改性，从而能够促进植物胚乳粉快速分散，提高溶解速度，并且能够促使植物胚乳粉的分子之间形成空间网状交联，增强黏结性能，同时还能够抑制或杀死微生物，防止降解作用引起黏度损失，延缓降解周期，延长贮存期；因此本发明所提供的喷播用天然植物增稠剂既保留了植物胶纯天然的环境亲和性，又增强了保墒作用，能够有效提高土壤保水性和抗侵蚀能力，有助于提高机械化施工效率，改善土壤微生物生存环境，这十分适合应用于水土保持、植物生态恢复、园林绿化等工程。

与现有技术中的增稠剂相比，本发明所提供的天然植物增稠剂至少具有以下优点：

(1)与高分子化合增稠剂相比，本发明所提供的天然植物增稠剂能够提高土壤颗粒依附强度、促进土壤颗粒团粒结构形成，还能够优化土壤的微生物生存环境，进一步促进土壤的熟化，这十分符合循环经济和生态经济的社会发展趋势。

(2)本发明所提供的天然植物增稠剂所用原料均为可完全降解的材料，环境亲和性强，使用安全，对工作环境和人体健康不会造成影响。

(3)本发明所提供的天然植物增稠剂属于天然水溶性高分子，溶水性好，见水即溶，无胶团或鱼眼状颗粒，溶液呈均匀乳状或糊状，这有利于喷播混合料均匀混合。

(4)本发明所提供的天然植物增稠剂具有湿状态粘稠度小、粘度释放时间可控、流动性好等优点，并且具有良好的润滑性，不会使木纤维或颗粒物结团，这有利于减小输送阻力，能够使喷播混合料的喷射距离更远，从而保证了喷播混合料具有较好的喷播质量和较高的喷播效率。

(5)本发明所提供的天然植物增稠剂具有粘结强度高、材料亲合性强的优点，而且粘结强度可随着水分减少逐步增强，脱水后粘结强度持久，这有利于喷播混合料附着于坡面上。

(6)本发明所提供的天然植物增稠剂可重复溶水、脱水，不会附壁结壳，这有利于机械清洗和重新利用。

(7)本发明所提供的天然植物增稠剂兼有营养成分和土壤保水的功能，可简化混合料配比，降低喷播作业成本。

(8)本发明所提供的天然植物增稠剂的温度适应性强，可在0～55℃范围内使用。

为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的喷播用天然植物增稠剂及其制备方法进行详细描述。

实施例1

一种喷播用天然植物增稠剂，由以下重量份的各组分制成：

其中，植物胚乳粉为细度为100目的刺云实种子胚乳粉。

具体地，本发明实施例1所提供的喷播用天然植物增稠剂的制备方法包括以下步骤：

步骤a1、采用超细制粉机对刺云实种子胚乳进行粉碎，并进行筛分，从而得到含水率为10％～15％并且细度为100目的刺云实胚乳粉。

步骤b1、按照重量份计，将77份步骤a1中制得的刺云实胚乳粉、4份糊精、7份四硼酸钠和12份山梨酸钾放入到混料罐中并在封闭无菌条件下进行均匀混合，混料罐的搅拌转速为20rpm，混合时间为30分钟，从而制得天然植物增稠剂。

步骤c1、测量步骤b1中制得的所述天然植物增稠剂的含水率，并控制所述天然植物增稠剂的含水率为10％～12％。如果天然植物增稠剂的含水率过高，那么可以采用气流干燥机在≤105℃的干燥温度下进行干燥，如果天然植物增稠剂的含水率过低，那么可以采用调湿机进行调湿处理。

步骤d1、采用计量包装机和纸塑复合袋对步骤c1中制得的所述天然植物增稠剂进行包装，从而即可制得成品的天然植物增稠剂。

具体地，分别采用现有技术中的聚丙烯酰胺增稠剂和本发明实施例1步骤d1中制得的成品天然植物增稠剂进行机械化喷播种植对比试验：将两种增稠剂分别调配成相同黏度的溶液，并与土壤稳定剂、肥料、种子(例如：可以采用匍茎紫羊茅、无芒雀麦和早熟禾作为喷播种植的种子)、覆盖材料(例如：可以采用木纤维及过3mm筛的稻秸和麦秸作为覆盖材料)混合制得两种喷播混合料(这两种喷播混合中的土壤稳定剂、肥料、种子、覆盖材料的种类和用量均相同)，然后分别将这两种喷播混合料喷播到待生态修复区域的地表，待覆盖材料干后用流速为25ml/s的自来水喷浇，检测覆盖物被冲起程度和土壤水稳团粒结构比例，从而得到如下表1所示的结果。

表1：

由表1可以看出：采用本发明实施例1中的成品天然植物增稠剂进行机械化喷播种植的，覆盖物被冲起的程度更小，土壤水稳团粒结构更多；由此可见，与现有的聚丙烯酰胺增稠剂相比，本发明实施例1所提供的天然植物增稠剂具有粘结强度高、材料亲合性强的优点，更有利于喷播混合料附着于坡面上。

实施例2

一种喷播用天然植物增稠剂，由以下重量份的各组分制成：

其中，植物胚乳粉为细度为80目的胡里豆种子胚乳粉。

具体地，本发明实施例2所提供的喷播用天然植物增稠剂的制备方法包括以下步骤：

步骤a2、采用超细制粉机对胡里豆种子胚乳进行粉碎，并进行筛分，从而得到含水率为10％～15％并且细度为80目的胡里豆胚乳粉。

步骤b2、按照重量份计，将80份步骤a2中制得的胡里豆胚乳粉、6份糊精、4份四硼酸钠和10份山梨酸钾放入到混料罐中并在封闭无菌条件下进行均匀混合，混料罐的搅拌转速为20rpm，混合时间为35分钟，从而制得天然植物增稠剂。

步骤c2、测量步骤b2中制得的所述天然植物增稠剂的含水率，并控制所述天然植物增稠剂的含水率为10％～12％。如果天然植物增稠剂的含水率过高，那么可以采用气流干燥机在≤105℃的干燥温度下进行干燥，如果天然植物增稠剂的含水率过低，那么可以采用调湿机进行调湿处理。

步骤d2、采用计量包装机和纸塑复合袋对步骤c2中制得的所述天然植物增稠剂进行包装，从而即可制得成品的天然植物增稠剂。

具体地，分别采用现有技术中的聚丙烯酰胺增稠剂和本发明实施例2步骤d2中制得的成品天然植物增稠剂进行机械化喷播种植对比试验：将两种增稠剂分别调配成相同黏度的溶液，并与土壤稳定剂、肥料、种子(例如：可以采用匍茎紫羊茅、无芒雀麦和早熟禾作为喷播种植的种子)、覆盖材料(例如：可以采用木纤维及过3mm筛的稻秸和麦秸作为覆盖材料)混合制得两种喷播混合料(这两种喷播混合中的土壤稳定剂、肥料、种子、覆盖材料的种类和用量均相同)，然后分别将这两种喷播混合料喷播到待生态修复区域的地表，待覆盖材料干后用流速为25ml/s的自来水喷浇，检测覆盖物被冲起程度和土壤水稳团粒结构比例，从而得到如下表2所示的结果。

表2：

由表2可以看出：采用本发明实施例2中的成品天然植物增稠剂进行机械化喷播种植的，覆盖物被冲起的程度更小，土壤水稳团粒结构更多；由此可见，与现有的聚丙烯酰胺增稠剂相比，本发明实施例2所提供的天然植物增稠剂具有粘结强度高、材料亲合性强的优点，更有利于喷播混合料附着于坡面上。

实施例3

一种喷播用天然植物增稠剂，由以下重量份的各组分制成：

其中，植物胚乳粉为细度为60目的罗望子种子胚乳粉。

具体地，本发明实施例3所提供的喷播用天然植物增稠剂的制备方法包括以下步骤：

步骤a3、采用超细制粉机对罗望子种子胚乳进行粉碎，并进行筛分，从而得到含水率为10％～15％并且细度为60目的罗望子胚乳粉。

步骤b3、按照重量份计，将85份步骤a3中制得的罗望子胚乳粉、7份糊精、5份四硼酸钠和3份山梨酸钾放入到混料罐中并在封闭无菌条件下进行均匀混合，混料罐的搅拌转速为20rpm，混合时间为40分钟，从而制得天然植物增稠剂。

步骤c3、测量步骤b3中制得的所述天然植物增稠剂的含水率，并控制所述天然植物增稠剂的含水率为10％～12％。如果天然植物增稠剂的含水率过高，那么可以采用气流干燥机在≤105℃的干燥温度下进行干燥，如果天然植物增稠剂的含水率过低，那么可以采用调湿机进行调湿处理。

步骤d3、采用计量包装机和纸塑复合袋对步骤c3中制得的所述天然植物增稠剂进行包装，从而即可制得成品的天然植物增稠剂。

具体地，分别采用现有技术中的聚丙烯酰胺增稠剂和本发明实施例3步骤d3中制得的成品天然植物增稠剂进行机械化喷播种植对比试验：将两种增稠剂分别调配成相同黏度的溶液，并与土壤稳定剂、肥料、种子(例如：可以采用匍茎紫羊茅、无芒雀麦和早熟禾作为喷播种植的种子)、覆盖材料(例如：可以采用木纤维及过3mm筛的稻秸和麦秸作为覆盖材料)混合制得两种喷播混合料(这两种喷播混合中的土壤稳定剂、肥料、种子、覆盖材料的种类和用量均相同)，然后分别将这两种喷播混合料喷播到待生态修复区域的地表，待覆盖材料干后用流速为25ml/s的自来水喷浇，检测覆盖物被冲起程度和土壤水稳团粒结构比例，从而得到如下表3所示的结果。

表3：

由表3可以看出：采用本发明实施例3中的成品天然植物增稠剂进行机械化喷播种植的，覆盖物被冲起的程度更小，土壤水稳团粒结构更多；由此可见，与现有的聚丙烯酰胺增稠剂相比，本发明实施例3所提供的天然植物增稠剂具有粘结强度高、材料亲合性强的优点，更有利于喷播混合料附着于坡面上。

综上可见，本发明实施例不仅具有黏结强度高、性能稳定性好、生产成本低、温度适应性强、环保无污染等优点，而且在使用中可保证喷播混合料的混合均匀、喷播质量好、喷播效率高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种喷播用天然植物增稠剂，其特征在于，由以下重量份的各组分制成：

其中，植物胚乳粉为刺云实、胡里豆、罗望子或瓜儿豆中至少一者的种子胚乳粉；

该天然植物增稠剂的含水率为10％～12％；

所述植物胚乳粉的细度大于或等于40目。

2.一种权利要求1所述的喷播用天然植物增稠剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、采用超细制粉对植物种子胚乳进行粉碎，并进行筛分，从而得到含水率为10％～15％并且细度大于或等于40目的植物胚乳粉；其中，所述的植物种子胚乳为刺云实、胡里豆、罗望子或瓜儿豆中至少一者的种子胚乳；

步骤B、按照重量份计，将75～99份步骤A中制得的植物胚乳粉、0.3～8份糊精、0.04～9份四硼酸钠和0.1～12份山梨酸钾放入到混料罐中进行混合，混合时间为25～40分钟，从而制得所述的天然植物增稠剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，还包括：对所述的天然植物增稠剂进行含水率调整，使所述的天然植物增稠剂的含水率为10％～12％。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，还包括：采用纸塑复合袋对所述的天然植物增稠剂进行包装，从而制得成品的天然植物增稠剂。