CN101275004A - 一种具有生化营养功能的保水剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种具有生化营养功能的保水剂的制备方法。称取配比量的丙烯酸放入反应器内，加入去离子水，用氢氧化钾中和，将配比量的丙烯酰胺用去离子水制成丙烯酰胺水溶液，再加入到中和好的丙烯酸水溶液中，再分别加入配比量的的凹凸棒、氧化剂、还原剂、促进剂，混合均匀并通氮气，聚合得凝胶状产物；将凝胶状产物粉碎得粉末状丙烯酸－丙烯酰胺共聚物；用腐植酸水溶液喷淋粉末状丙烯酸－丙烯酰胺共聚物，干燥，得到具有生化营养功能的保水剂。加入凹凸棒降低保水剂的成本；在后处理时添加腐植酸，使保水剂具有生化营养功能。该保水剂吸水倍率为180－400倍，吸生理盐水倍率为20－65倍。

Description

一种具有生化营养功能的保水剂的制备方法

技术领域

本发明属于高吸水性树脂领域，具体涉及一种具有生化营养功能的保水剂的制备方法。

背景技术

保水剂是一种具有高强吸水性能和保水性能的功能高分子材料，已经广泛应用于农、林、医疗卫生、石油、化学化工、建材、生化技术和食品等许多领域。目前市场上应用的保水剂普遍存着成本高、功能单一等问题，在推广应用上受到很大限制。近年来保水剂在农业上的应用研究越来越受到重视，主要体现在新型保水剂的合成，改性、降低成本、增加功能等方面的研究。中国专利1143497.X公开了一种农用高吸性复合树脂制备方法，它是应用高岭土和膨润土来降低保水剂的成本并提高其凝胶强度。添加廉价无机物可以降低保水剂的成本，但无机矿物质的添加量有限，而且产品只具有吸水、释水功能，不具有营养功能；中国专利CN1912006A、CN1687193A分别公开了应用腐植酸、丙烯酸、淀粉等材料来制备营养型保水剂，中国专利CN1912007A则公开了应用腐植酸、丙烯酸、丙烯酰胺等材料来制备营养型保水剂。虽然上述专利将腐植酸引入保水剂可以赋予其是营养功能，但是都普遍存在着制备工艺复杂、产品成本高等问题，不利于在农业上推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有生化营养功能的保水剂的制备方法。在聚合时加入凹凸棒来降低保水剂的成本；在后处理时添加腐植酸，腐植酸是动植物的残骸经过一系列的地球物理、化学过程形成和积累起来的组成结构复杂的脂肪--芳香族羟酸有机物。它富含有氨基酸、抗菌素、酶类，皮质醇以及多种微量元素，可以与氮、磷、钾等元素结合成腐植酸类肥料，具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生长、改善农产品质量等功能，可以使保水剂具有生化营养功能。

一种具有生化营养功能的保水剂的制备方法如下：其原料及重量配比为：丙烯酸30-100；丙烯酰胺0-95；凹凸棒30-100；引发剂为氧化还原引发体系，其中氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠，用量为0.05-0.5；还原剂为亚硫酸氢钠、偏重亚硫酸钾或偏重亚硫酸钠，用量为0.05-0.5；交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺，用量为0.05-0.5；反应促进剂为三乙醇胺，用量为0.05-1.0；

具体操作步骤如下：

称取配比量的丙烯酸放入反应器内，加入去离子水，用氢氧化钾中和至PH值5-7，将配比量的丙烯酰胺用去离子水制成丙烯酰胺水溶液，再加入到中和好的丙烯酸水溶液中，使丙烯酸与丙烯酰胺的重量之和为水溶液总重量的10-40％，再分别加入配比量的的凹凸棒、氧化剂、还原剂、促进剂，混合均匀并通氮气30分钟，在20-70℃温度下聚合2-5小时，得凝胶状产物；将凝胶状产物切块、干燥、粉碎得粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物；用重量含量为5-30％的腐植酸水溶液喷淋粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，腐植酸水溶液与粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的重量比为(100∶50)-(100∶500)，将处理好的丙烯酸-丙烯酰胺共聚物在干燥箱内干燥，得到具有生化营养功能的保水剂。

吸水率(Q_水g*g^-1)测定：

准确称取0.1克保水剂试样，放入400ml烧杯中，加入150ml去离子水，在室温下静置4小时后，用100目的金属网过滤1小时，除去多余的去离子水。

吸液率(Q_盐g*g^-1)测定

准确称取0.3克保水剂试样，放入200ml烧杯中，加入80ml0.9％的NaCl溶液或其它含不同离子的溶液，在室温下静置4小时后，用100目的金属网过滤1小时，除去多余的去溶液，称重。

吸水率(吸液率)的计算公式如下：

上式中，Q_水：吸水率

        Q_盐：吸液率

        W₀：吸水(液)前重量

        W₁：吸水(液)前重量。

得到具有生化营养功能的保水剂吸水倍率为180-400倍，吸生理食盐水倍率为20-65倍。

有益效果：本发明提供的一种具有生化营养功能的保水剂的制备方法。在聚合时加入凹凸棒来降低保水剂的成本；在后处理时添加腐植酸，腐植酸是动植物的残骸经过一系列的地球物理、化学过程形成和积累起来的组成结构复杂的脂肪一芳香族羟酸有机物。它富含有氨基酸、抗菌素、酶类，皮质醇以及多种微量元素，可以与氮、磷、钾等元素结合成腐植酸类肥料，具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生长、改善农产品质量等功能，可以使保水剂具有生化营养功能。

本发明提供的一种具有生化营养功能的保水剂的制备方法，是通过自由基水溶液聚合方法来进行的。这一方法的优点是工艺简单，不用有机溶剂，没有污染，有利于产业化生产。得到具有生化营养功能的保水剂吸水倍率为180-400倍，吸生理食盐水倍率为20-65倍。

具体实施方式

实施例1将30克丙烯酸置于反应器中，加入160克去离子水搅拌溶解，用氢氧化钾调解水溶液PH值至5，用20克去离子水溶解10克丙烯酰胺，制成丙烯酰胺水溶液并加入到中和好的丙烯酸水溶液中，再分别加入30克凹凸棒、0.5克过硫酸铵、0.05偏重亚硫酸钾、0.2克N，N-亚甲基双丙烯酰胺、0.07克三乙醇胺并混合均匀。向反应器内通氮气30分钟，在聚20℃时聚合4小时，得凝胶状产物。将凝胶状产物切块、干燥、粉碎得粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。用10克重量含量为5％的腐植酸水溶液喷淋20克粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，60℃下在干燥箱内干燥30分钟，得到具有生化营养功能的低成本保水剂。吸水倍率为340倍，吸生理食盐水倍率为55倍。

实施例2将100克丙烯酸置于反应器中，加入500克去离子水搅拌溶解，用氢氧化钾调解水溶液PH值至6，用140克去离子水溶解90克丙烯酰胺，制成丙烯酰胺水溶液并加入到中和好的丙烯酸水溶液中，再分别加入100克凹凸棒、0.05克过硫酸钾、0.5偏重亚硫酸钠、0.5克N，N-亚甲基双丙烯酰胺、1克三乙醇胺并混合均匀。向反应器内通氮气30分钟，在聚40℃时聚合5小时，得凝胶状产物。将凝胶状产物切块、干燥、粉碎得粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。用10克重量含量为10％的腐植酸水溶液喷淋50克粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，60℃下在干燥箱内干燥40分钟，得到具有生化营养功能的低成本保水剂。吸水倍率为190倍，吸生理食盐水倍率为31倍。

实施例3将40克丙烯酸置于反应器中，加入408.91克去离子水搅拌溶解，用31.09克氢氧化钾调解水溶液PH值至7，用100克去离子水溶解20克丙烯酰胺，制成丙烯酰胺水溶液并加入到中和好的丙烯酸水溶液中，再分别加入50克凹凸棒、0.2克过硫酸钠、0.1偏重亚硫酸钾、0.05克N，N-亚甲基双丙烯酰胺、0.2克三乙醇胺并混合均匀。向反应器内通氮气30分钟，在70℃时聚合2小时，得凝胶状产物。将凝胶状产物切块、干燥、粉碎得粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。用10克重量含量为13％的腐植酸水溶液喷淋5克粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，60℃下在干燥箱内干燥20分钟，得到具有生化营养功能的低成本保水剂。吸水倍率为280倍，吸生理食盐水倍率为42倍。

实施例4将40克丙烯酸置于反应器中，加入38.91克去离子水搅拌溶解，用31.09克氢氧化钾调解水溶液PH值至7，用20克去离子水溶解20克丙烯酰胺，制成丙烯酰胺水溶液并加入到中和好的丙烯酸水溶液中，再分别加入30克凹凸棒、0.06克过硫酸钾、0.07亚硫酸氢钠、0.05克N，N-亚甲基双丙烯酰胺、0.05克三乙醇胺并混合均匀。向反应器内通氮气30分钟，在30℃时聚合3小时，得凝胶状产物。将凝胶状产物切块、干燥、粉碎得粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。用10克重量含量为30％的腐植酸水溶液喷淋50克粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，60℃下在干燥箱内干燥90分钟，得到具有生化营养功能的低成本保水剂。吸水倍率为190倍，吸生理食盐水倍率为28倍。

实施例5将100克丙烯酸置于反应器中，加入310克去离子水搅拌溶解，用氢氧化钾调解水溶液PH值至6，再分别加80克凹凸棒、0.4克过硫酸钠、0.1亚硫酸氢钠、0.3克N，N-亚甲基双丙烯酰胺、0.9克三乙醇胺并混合均匀。向反应器内通氮气30分钟，在60℃时聚合3小时，得凝胶状产物。将凝胶状产物切块、干燥、粉碎得粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。用10克重量含量为20％的腐植酸水溶液喷淋40克粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，60℃下在干燥箱内干燥40分钟即，得到具有生化营养功能的低成本保水剂。吸水倍率为310倍，吸生理食盐水倍率为52倍。

实施例6将30克丙烯酸置于反应器中，加入340克去离子水搅拌溶解，用氢氧化钾调解水溶液PH值至6，用100克去离子水溶解90克丙烯酰胺，制成丙烯酰胺水溶液并加入到中和好的丙烯酸水溶液中，再分别加入40克凹凸棒、0.4克过硫酸铵、0.08偏重亚硫酸钾、0.09克N，N-亚甲基双丙烯酰胺、0.45克三乙醇胺并混合均匀。向反应器内通氮气30分钟，在50℃时聚合3小时，得凝胶状产物。将凝胶状产物切块、干燥、粉碎得粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。用10克重量含量为15％的腐植酸水溶液喷淋10克粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，60℃下在干燥箱内干燥30，得到具有生化营养功能的低成本保水剂。吸水倍率为295倍，吸生理食盐水倍率为51倍。

Claims (1)

1、一种具有生化营养功能的保水剂的制备方法，其特征在于，其原料及重量配比为：丙烯酸30-100；丙烯酰胺0-95；凹凸棒30-100；引发剂为氧化还原引发体系，其中氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠，用量为0.05-0.5；还原剂为亚硫酸氢钠、偏重亚硫酸钾或偏重亚硫酸钠，用量为0.05-0.5；交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺，用量为0.05-0.5；反应促进剂为三乙醇胺，用量为0.05-1.0；

具体操作步骤如下：

称取配比量的丙烯酸放入反应器内，加入去离子水，用氢氧化钾中和至PH值5-7，将配比量的丙烯酰胺用去离子水制成丙烯酰胺水溶液，再加入到中和好的丙烯酸水溶液中，使丙烯酸与丙烯酰胺的重量之和为水溶液总重量的10-40％，再分别加入配比量的的凹凸棒、氧化剂、还原剂、促进剂，混合均匀并通氮气30分钟，在20-70℃温度下聚合2-5小时，得凝胶状产物；将凝胶状产物切块、干燥、粉碎得粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物；用重量含量为5-30％的腐植酸水溶液喷淋粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，腐植酸水溶液与粉末状丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的重量比为(100∶50)-(100∶500)，将处理好的丙烯酸-丙烯酰胺共聚物在干燥箱内干燥，得到具有生化营养功能的保水剂。