CN100430425C - 一种保水保肥剂及其用原子经济反应原理的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用原子经济反应原理生产保水保肥剂的方法，该方法包括以下过程：用一定量的碱中和丙烯酸，再将丙烯酰胺加入中和液中并充分溶解，再依次向上述中和液中加入粉末状陈旧或过期粮食、催化剂、交联剂，在30-40℃下，反应30-60分钟后加入促聚剂并爆聚，得到接枝共聚物，将接枝共聚物冷却、切片、烘干、粉碎，得到成品。本发明采用粉末状过期或陈旧粮食做原料，保证产品质量、降低成本、更易降解。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然高分子材料的化工合成方法，特别指一种保水保肥剂及其用原子经济反应原理的生产方法。
背景技术
目前，高吸水性材料已是农林园艺、卫生用品等领域不可缺少的材料，吸水保水材料在农林业抗旱保苗、改良土壤、防固风沙、水土保持、农肥缓释等方面已起到了明显的作用，因而被普遍认为是继化肥、农药、地膜之后，最有希望最有前途被广大农民接收的农用化工产品。几十年来，国内外所采用的都是悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等工艺，这些工艺都需通氮保护，还需要大量有机溶剂，而这些有机溶剂多为易燃易爆品，操作危险且污染环境，后处理工序繁琐，产品需要用甲醇、丙酮等有毒溶剂洗涤，易挥发、回收困难，原辅料消耗大，生产成本高，对环境有污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产工艺简单、反应周期短、原料全部转化为成品、生产过程零排放、产品保质期长、生物可降解的保水保肥剂及其用原子经济反应原理的生产方法。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案为
一种用原子经济反应原理生产保水保肥剂的方法，该方法包括以下过程：用一定量的碱中和丙烯酸，再将丙烯酰胺加入中和液中并充分溶解，再依次向上述中和液中加入粉末状陈旧或过期粮食、催化剂、交联剂，在30-40℃下，反应40-60分钟后加入促聚剂并爆聚，得到接枝共聚物，将接枝共聚物冷却、切片、烘干、粉碎，得到成品。
进一步，加入促聚剂前向反应物中加入多元醇。
进一步，所述多元醇为甘油或聚乙二醇或乙二醇。
进一步，在所述反应过程中向反应物中加入海泡石。
进一步，所述反应中，各反应物的含量分别为丙烯酸160-190ml，25.8-26.2％的碱溶液230-270ml，丙烯酰胺80-150g，粉末状陈旧或过期粮食淀粉50-100g，催化剂1.5-3.5g，多元醇3-5ml，交联剂3-6mg，海泡石3-10g，促聚剂45-60ml。
进一步，所述促聚剂为氨水。
进一步，所述交联剂为双丙烯酰胺。
进一步，所述催化剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
采用上述方法生产的生物可降解的保水保肥剂，该保水保肥剂由160-190ml丙烯酸，25.8-26.2％的碱溶液230-270ml，80-150g丙烯酰胺，50-100g粉末状陈旧或过期粮食，1.5-3.5g催化剂，3-5ml多元醇，3-6mg交联剂，3-10g海泡石，45-60ml促聚剂反应而成。
采用上述生产方法后，用催化剂在淀粉的天然高分子骨架上先产生游离基，丙烯酸、丙烯酰胺分别在游离基上进行接枝共聚，然后，在交联剂的作用下共聚物靠爆聚放热反应自交联，交联形成网状三维立体结构的聚合物，含有大量羧基和酰胺基亲水基团，不溶于水，但能吸水、保水，吸肥、保肥，并能缓慢释放水、肥；采用粉末状过期或陈旧粮食做原料，不仅使产品质量有保证，产品的吸水量可达自身重量的400-1000倍，而且利用了废旧陈粮并且降低了成本，产品可生物降解为有机肥，不产生二次污染，可使土壤形成团粒结构，增强土壤通透性，为植物生长创造良好环境和条件；另外，在反应液中加入海泡石后，海泡石作为载体产生化学吸附，将反应最终产生的聚合物吸附在表面，进一步增强了吸水、吸肥的能力，同时还起到调整PH值的作用，使聚合物的PH值保持在6.5-8之间；经检验，本发明的生物可降解的高效抗旱保水保肥剂吸水倍率高达1475g/g，PH值为8.0，168天时生物分解率为61.4％。而多元醇可起到润滑作用、便于反应物脱模，同时也起到交联剂的作用；并且本发明的生产方法，利用原子经济反应原理，生产工艺简单，常温常压、不通氮，反应周期短，中间产物不水解不皂化不过滤不洗涤，原料全部转化为成品，实现零排放，并且产品无毒无味，保质期长。
具体实施方式：
实施例1
称取160ml丙烯酸加入反应釜，用26％的NaOH碱液230ml中和丙烯酸，中和后依次向反应釜中加入丙烯酰胺130g、过期玉米粉100g、过硫酸钾催化剂3g、甘油4ml、双丙烯酰胺交联剂3mg、海泡石3.5g，按顺序加料，并不停搅拌，反应温度控制在30-40℃，反应40分钟之后，加氨水45ml，搅拌均匀后放料入爆聚槽，爆聚后，取出聚合物冷却、切片，在80-110℃条件下烘干4小时，粉碎、包装。
实施例2
称取164ml丙烯酸加入反应釜，用25.8％的碱液242ml中和丙烯酸，中和后加丙烯酰胺80g、过期稻米粉64g、过硫酸铵催化剂3.5g、聚乙二醇3ml、双丙烯酰胺交联剂6mg、海泡石3g，按顺序加料，并不停搅拌，反应温度控制在30-40℃，反应50分钟之后，加氨水促聚剂60ml，搅拌均匀后放料入爆聚槽。爆聚后，取出聚合物冷却、切片，在80-110℃条件下烘干4小时，粉碎、包装。
实施例3
称取190ml丙烯酸加入反应釜，用26.2％的碱液270ml中和丙烯酸，中和后加丙烯酰胺150g、过期玉米淀粉50g、过硫酸钾催化剂1.5g、过硫酸铵催化剂1.5g、乙二醇5ml、双丙烯酰胺交联剂4mg、海泡石10g，按顺序加料，并不停搅拌，反应温度控制在30-40℃，反应60分钟之后，加氨水促聚剂50ml，搅拌均匀后放料入爆聚槽。爆聚后，取出聚合物冷却、切片，在80-110℃条件下烘干4小时，粉碎、包装。
上述实施例中，用催化剂在淀粉的天然高分子骨架上先产生游离基，丙烯酸、丙烯酰胺分别在游离基上进行接枝共聚，然后，在交联剂的作用下共聚物靠爆聚放热反应自交联，交联形成网状三维立体结构的聚合物，含有大量羧基和酰胺基亲水基团，不溶于水，但能吸水、保水，吸肥、保肥，并能缓慢释放水、肥；另外，由于反应物粘性大，在反应过程中加入甘油、聚乙二醇、乙二醇等多元醇可起到润滑作用、便于脱模，同时也起到交联剂的作用；海泡石含有大量硅和镁，有较强的吸附性、热稳定性及耐盐碱性，在反应中加入海泡石后，海泡石作为载体产生化学吸附，将反应最终产生的聚合物吸附在表面，进一步增强了吸水、吸肥的能力，同时还起到调整PH值的作用，使聚合物的PH值保持在6.5-8之间。经检验，本发明的生物可降解的高效抗旱保水保肥剂吸水倍率高达1475g/g，PH值为8.0，168天时生物分解率为61.4％，并且所述海泡石还可在爆聚物经烘干、粉碎后干混加入。
Claims (5)
1、一种用原子经济反应原理生产保水保肥剂的方法，其特征在于，该方法包括以下过程：用碱中和丙烯酸，再将丙烯酰胺加入中和液中并充分溶解，再依次向上述中和液中加入粉末状陈旧或过期粮食、过硫酸铵或过硫酸钾催化剂、双丙烯酰胺交联剂，在30-40℃下，反应40-60分钟后加入氨水促聚剂并爆聚，得到接枝共聚物，将接枝共聚物冷却、切片、烘干、粉碎，得到成品，其中各反应物的含量分别为丙烯酸160-190ml，25.8-26.2％碱溶液230-270ml，丙烯酰胺80-150g，粉末状陈旧或过期粮食50-100g，催化剂1.5-3.5g，交联剂3-6mg，促聚剂45-60ml。
2、如权利要求1所述的用原子经济反应原理生产保水保肥剂的方法，其特征在于，加入促聚剂前向反应物中加入3-5ml多元醇。
3、如权利要求2所述的用原子经济反应原理生产保水保肥剂的方法，其特征在于，所述多元醇为甘油或聚乙二醇或乙二醇。
4、如权利要求2或3所述的用原子经济反应原理生产保水保肥剂的方法，其特征在于，在所述反应过程中向反应物中加入3-10g海泡石。
5、采用上述权利要求4所述的方法生产的保水保肥剂，其特征在于，该保水保肥剂由160-190ml丙烯酸，25.8-26.2％的碱溶液230-270ml，80-150g丙烯酰胺，50-100g粉末状陈旧或过期粮食，1.5-3.5g催化剂，3-5ml多元醇，3-6mg交联剂，3-10g海泡石，45-60ml促聚剂反应而成。
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