[发明专利]无机、静电粘结剂组合物，其应用以及制备所述粘结剂组合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有静电荷的无机粘结剂组合物，更确切地说是 一种基本上由分散于流体中的单片粘土和空气泡组成的均匀分散粘土 颗粒。本发明还涉及一种制备所述粘结剂组合物的方法以及该粘结剂 组合物在例如土或砂的有机或无机颗粒组合物中作为结构稳定成分的 应用。本发明还涉及粘结剂组合物用于例如空气或水的净化时作为过 滤体的应用。

背景技术

沙漠化的主要原因是风蚀作用和沙丘的推进。已知当保护性的、 一体的植被由于过度放牧、交通流量等原因而被破坏时，暴露于强旱 下的陆地区域土地表面易遭受风蚀作用。基本上由砂组成的矿质土壤 颗粒缺乏保持紧密结合的能力，并且产生泥沙迁移。在相对潮湿的条 件下这也会产生，例如在沙丘形成中，其中砂通过毛细管作用从地下 输送水分的能力下降，导致表面局部干旱使得随后具有浅根系的植被 缺乏生长的机会。矿质土壤保持稳定的一体的结构的能力的缺乏以及 砂质土壤从地下储集层中结合水分能力的缺乏是例如在暴露于干旱的 区域保持和增加粮食产量的主要障碍。

普遍认为当土壤颗粒完全不相互粘附时，土壤被认为是无结构的 或单粒结构，例如沙丘的情形。另一方面，当在适宜环境下原生土壤 颗粒趋向于团聚并结合成小的单元或团聚体时，土壤称为团聚的。对 砂质土壤的研究已经表明，约99.5％的原始颗粒的直径小于0.5毫米， 也就是说构成易受风蚀的颗粒。也很明显，大于0.8毫米的干团聚体 的百分比小于土壤基质的0.2％。

还已知稳定的团聚体的形成和保持是非常需要的基本特征，由于 其可以确保最适宜于耕作、开垦、植物生长和保持土壤抗退化因素的 条件。

有机粘结剂通常已知用于添加到矿质土壤表层，从而稳定结构， 增加毛细管输送水的能力以及增强水与土壤颗粒的结合。这些粘结剂 的缺点在于在主要使用这种粘结剂的世界的这部分区域，有机材料由 于生存在矿质土壤中的细菌的繁殖迅速分解。

已经对将粘土干混进沙壤土进行了研究，并一直使用到1987年为 止，考虑到这样一个事实，也就是说即使只具有积极的实践效果其也 过于昂贵。

广为人知的还有粘土具有广泛的结合水和在干燥条件下建立内聚 结构(coherent structure)的能力。干燥粘土难以破碎，并且干燥 粘土形成坚固、稳定结构，例如用于太阳干燥砌块。粘土已经用于抵 抗沙漠化并增加土壤的肥沃性的努力。粘土当应用于土壤时具有双重 作用。其提高了保水性，减少对肥料的冲蚀并改善土壤的离子交换。 其次，其为生长的植物提供营养。以前为该目的对于粘土的使用一直 是使用干粘土与土壤混合。需要充足量的粘土并且混合需要大量的机 械作业。迄今为止所存在的问题在于价格和可用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对上述问题的新的，改善的解决方 案，从而可以以较少的粘土和较少的机械作业从而以降低的成本对流 砂沙漠进行改造并较高效地预防沙漠化。

通过在下述说明书和权利要求中所公开的的特征来实现该目的。

通常已知作为粘土中单一机械单元的片状粘土具有负电荷并尤其 具有很强的将水结合到其表面的能力。

本发明基本上涉及一种由均匀的、带有负电荷的片状粘土组成的 带负电荷的粘结剂组合物，当粘结剂组合物加入到目标物质中时，用 以结合正电荷颗粒从而增强例如目标物质中或其上的水、水中杂质和 不需要的物质的吸附和吸收能力。粘结剂组合物可以例如以水溶液的 形式加入到目标物质中。正电荷颗粒可例如为水分子。

粘土颗粒可以以通过均匀化方法获得的任意形态提供，该方法将 粘土分离成由一些分散于例如水的液体中的有粘结性的粘土片组成的 单片或颗粒，随后粘土片在应用过程之后覆盖颗粒表面。粘土片表面 直径为约25-2000nm。厚度为约1-10nm，调整为目标物质的颗粒结构。 为了增强粘土片均匀分散的稳定性，空气可以以微气泡的形式适当地 添加，这会赋予粘土片弱阳离子键。结果是混合物保持稳定，直到其 接触较高电荷/电位/电价的阳离子。水中的粘土单片从而事实上是由 固体颗粒和中和、围绕该颗粒并且通过固体颗粒电荷结合的空气离子 云构成。

粘结剂组合物利用普通的给水技术以如下量施加于例如土壤上： 土壤中向下至相关的根深度或阻止风蚀作用所需深度处是湿润的。

根据本发明的粘结剂具有所需的性能，其通过干燥或结合干燥的 加热而硬化。