CN102181294B - 用于沙漠绿化的保水剂材料及其制备方法 - Google Patents
用于沙漠绿化的保水剂材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及生态环境保和化工生产领域，尤其涉及一种适合农、林行业在沙漠中种植使用的保水剂及其制造方法。一种用于沙漠绿化的保水剂材料，其特征在于所述的保水剂材料是由以下重量份数的原材料和辅助原材料生产：丙烯酸、中和剂、水溶性催化剂、工业纯净水、交联剂、稳定剂、超细脱水改性凹凸棒粉、分散剂、目数为800～900目超细改性膨润土粉组成；本发明还提供所述的保水剂的制备方法包括物料的混合，中和，搅拌，聚合，接枝，干燥等步骤。本发明生产的沙漠专用保水剂寿命长，保水效果好，无毒性，不污染环境，性能稳定，生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及生态环境保和化工生产领域，尤其涉及一种适合农、林行业在沙漠中种植使用的保水剂的制造和使用方法。
背景技术
目前市场上销售的保水剂种类很多，这些保水剂广泛利用在工业、农业生产中，在使用的这些保水剂是用纯高分子材料和树脂型材料制作，价格高，施入自然界中一是对环境有污染，二是使用寿命短；三是并非是根据沙漠的气候，地理、环境条件下制备的专用保水剂，目前专用于沙漠绿化的保水剂生产制备仍然是个空白。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种用于沙漠绿化的保水剂材料以及制备方法和使用方法，制备得到的保水剂性能好，是由化学高分子化合物与非金属矿物质制成的高分子物质和无机物复合而成，能够适用于沙漠绿化，绿化效果好，寿命长。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于沙漠绿化的保水剂材料，所述的保水剂材料是由以下重量份数的原材料和辅助原材料生产：
丙烯酸 20%～60%； 中和剂 10%～30%；
水溶性催化剂 0.02～5% ； 工业纯净水 5%～20%；
交联剂 0.3%～3%； 稳定剂 0.5～8%；
超细脱水改性凹凸棒粉 10%～30%； 分散剂 0.6%～1.8%；
目数为800～900目超细改性膨润土粉 5%～20%。
进一步，所述的丙烯酸为含量大于99%的工业级丙烯酸。
进一步，所述的中和剂是指含量大于99%的工业离子膜法粒碱。
进一步，所述的水溶性催化剂是指工业级过硫酸钾或过氧化氢或过氧硫酸铵。
进一步，所述的工业纯净水是指不含有钙镁离子的工业纯净水。
进一步，交联剂是指工业级丙三醇或环氧氯丙烷。
进一步，所述的稳定剂是指工业级聚乙二醇或聚氧化乙烯壬苯醚。
进一步，所述超细脱水改性凹凸棒粉是指经220℃～230℃高温烘干，目数为1000～1200目的超细凹凸棒粉。
进一步，分散剂是指工业级山梨糖醇甘油三硬脂酸脂。
所述的保水剂材料中，所述丙烯酸是生产保水剂的重要原料，它是有机酸。所述中和剂离子膜法粒碱起中和作用。所述水溶性催化剂过硫酸钾或过氧化氢、过硫酸铵在丙烯酸钠聚合过程中起催化作用。所述工业纯净水在系统中起溶剂作用。所述交联剂丙三醇或环氧氯丙烷起交联作用。所述稳定剂起稳定高分子粒子作用，防止高分子间局部过快反应，生产的产品分子量大小不均匀。所述超细脱水改性凹凸棒粉与聚丙烯酸钠起接枝作用。超细改性膨润土粉聚丙烯酸钠起接枝作用。所述分散剂山梨糖醇甘油三硬酸脂起分散离子作用，另一个作用是起到防粘结作用。
本发明还提供一种用于沙漠绿化的保水剂材料的制备方法，包括如下步骤：
1) 先将丙烯酸加入中和混合器，同时加入纯净水混合配制成浓度50～70%的丙烯酸溶液；
2) 将制得的丙烯酸溶液加入中和反应器内搅拌，随即将工业离子膜法粒碱加入到中和反应器内，对丙烯酸进行中和；此时，控制反应温度小于60℃，中和反应器的夹套内通冷却水冷却，中和度达到80%～90%，PH值达到7～9时，得到丙烯酸钠溶液。
反应式为：CH2=CHC+NaOH——CH2=OONa+H2O；
3) 控制温度35℃以下，在得到的丙烯酸钠溶液中加入已溶解好的过硫酸钾或过氧化氢或过氧硫酸铵，搅拌均匀；
4) 控制温度35℃以下，将搅拌均匀的丙烯酸钠溶液放入混合器中，依次加入交联剂、稳定剂、超细脱水改性凹凸棒粉、超细改性膨润土粉、分散剂，并用工业纯净水调制成液固比为1:1的混合料浆，搅拌均匀；
5) 将搅拌均匀的混合料浆放置在滚筒式高温聚合干燥切片两用机上，进行聚合、接枝、干燥切片，控制聚合、接枝温度80～120℃；
6) 将步骤5）中得到的物料，再次放入滚筒式干燥机中，温度控制120～130℃进行进一步的干燥脱水；
7) 将步骤6）中得到的物料用粉碎机粉碎成60目～80目粉末即得到所述的沙漠绿化保水剂材料。
本发明的有益效果是：
1、生产的沙漠专用保水剂寿命长，保水效果好；
2、无毒性，不污染环境，不污染植物，不污染地下水；
3、性能稳定，由于高分子的聚丙烯酸钠和超细脱水改性凹凸棒粉，超细改性膨润土粉接枝后化学性能稳定，不易分解，即使分解后，聚丙烯酸钠、超细脱水改性凹凸棒粉、超细改性膨润土粉它们各自仍有保水性能，所以很适合在沙漠中使用。
4、使用这种沙漠保水剂不影响植物根系。
5、使用在沙漠中会改善沙漠透气率，由于沙子空隙率太高，不适合植物生长，使用沙漠专用保水剂后，可以降低沙漠透气率。
6、生产成本低，由于使用了超细脱水改性凹凸棒粉，超细改性膨润土粉，大大降低了丙烯酸钠的使用量，使得沙漠专用保水剂的生产成本大幅度降低。
附图说明
图1为本发明的方法的步骤示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：如图1所示，一种用于沙漠绿化的保水剂材料，所述的保水剂材料是由以下重量份数的原材料和辅助原材料生产：
含量99%工业级丙烯酸 20%～60%
含量99%工业级离子膜法粒碱 10%～30%
水溶性催化剂：过硫酸钾 0.02～5%
工业纯净水 5%～20%
交联剂：丙三醇 0.3%～3%
稳定剂：聚乙二醇 0.5～8%
超细脱水改性凹凸棒粉 10%～30%
超细改性膨润土粉 5%～20%
工业级山梨糖醇甘油三硬质酸脂 0.6%～1.8%
所述的工业纯净水是指不含有钙镁离子的工业纯净水。所述超细脱水改性凹凸棒粉是指经220℃～230℃高温烘干，目数为1000～1200目的超细凹凸棒粉。
实例2：与实施例1相同，不同的是：所述的用于沙漠绿化的保水剂材料是由以下重量份数的原材料和辅助原材料生产：
含量99%工业级丙烯酸 20%～55%
含量99%工业级离子膜法粒碱 10%～25%
水溶性催化剂：过氧化氢 0.02～5%
工业纯净水 5%～15%
交联剂：丙三醇 0.3%～3%
稳定剂：聚乙二醇 10%～25%
超细改性膨润土粉 5%～20%
工业级山梨糖醇甘油三硬质酸脂 0.6%～1.8%
实例3：与实施例1相同，不同的是：所述的用于沙漠绿化的保水剂材料是由以下重量份数的原材料和辅助原材料生产：
含量99%工业级丙烯酸 25%～60%
含量99%工业级离子膜法粒碱 10%～30%
水溶性催化剂：过硫酸铵 0.02%～5%
工业纯净水 5%～25%
交联剂：丙三醇 0.3%～3%
稳定剂：聚乙二醇 0.5%～8%
超细脱水改性凹凸棒粉 10%～25%
超细改性膨润土粉 5%～20%
工业级山梨糖醇甘油三硬质酸脂 0.6%～1.8%
实例4：与实施例1相同，不同的是：所述的用于沙漠绿化的保水剂材料是由以下重量份数的原材料和辅助原材料生产：
含量99%工业级丙烯酸 25%～55%
含量99%工业级离子膜法粒碱 15%～25%
水溶性催化剂：过硫酸钾 0.02～5%
工业纯净水 5%～20%
交联剂：环氧氯丙烷 0.3%～3%
稳定剂：聚氧化乙烯壬苯醚 0.5～8%
超细脱水改性凹凸棒粉 15%～25%
超细改性膨润土粉 10%～15%
工业级山梨糖醇甘油三硬质酸脂 0.6%～1.8%
实例5：与实施例1相同，不同的是：所述的用于沙漠绿化的保水剂材料是由以下重量份数的原材料和辅助原材料生产：
含量99%工业级丙烯酸 35%～50%
含量99%工业级离子膜法粒碱 15%～30%
水溶性催化剂：过氧化氢 0.02～5%
工业纯净水 10%～20%
交联剂：环氧氯丙烷 0.3%～3%
稳定剂：聚氧化乙烯壬苯醚 0.5%～8%
超细脱水改性凹凸棒粉 10%～30%
超细改性膨润土粉 5%～15%
工业级山梨糖醇甘油三硬质酸脂 0.6%～1.8%
实例6：与实施例1相同，不同的是：所述的用于沙漠绿化的保水剂材料是由以下重量份数的原材料和辅助原材料生产：
含量99%工业级丙烯酸 30%～50%
含量99%工业级离子膜法粒碱 15%～25%
水溶性催化剂：过硫酸铵 0.02%～5%
工业纯净水 5%～15%
交联剂：环氧氯丙烷 0.3%～3%
稳定剂 ：聚氧化乙烯壬苯醚 0.5%～8%
超细脱水改性凹凸棒粉 15%～25%
超细改性膨润土粉 5%～25%
工业级山梨糖醇甘油三硬质酸脂 0.6%～1.8%
实施例7，本发明还提供一种用于沙漠绿化的保水剂材料的制备方法，包括如下步骤：
1) 先将丙烯酸加入中和混合器，同时加入纯净水混合配制成浓度50～70%的丙烯酸溶液；
2) 将制得的丙烯酸溶液加入中合反应器内搅拌，随即将工业离子膜法粒碱加入到中合反应器内，对丙烯酸进行中和；此时，控制反应温度小于60℃，中和反应器的夹套内通冷却水冷却，中和度达到80%～90%，PH值为7～9时，得到丙烯酸钠溶液，
反应式为：CH2=CHC+NaOH——CH2=OONa+H2O；
3) 控制温度35℃以下，在得到的丙烯酸钠溶液中加入已溶解好的过硫酸钾或过氧化氢或过氧硫酸铵，搅拌均匀；
4) 控制温度35℃以下，将搅拌均匀的丙烯酸钠溶液放入混合器中，依次加入交联剂，稳定剂、超细脱水改性凹凸棒粉、超细改性膨润土粉、分散剂，并用工业纯净水调制成液固比为1:1的混合料浆，搅拌均匀；
5) 将搅拌均匀的混合料浆放置在滚筒式高温聚合干燥切片两用机上，进行聚合、接枝、干燥切片，控制聚合、接枝温度80～120℃；
6) 将步骤5）中得到的物料，再次放入滚筒式干燥机中，温度控制120℃～130℃进行进一步的干燥脱水；
7) 将步骤6）中得到的物料用粉碎机粉碎成60～80目粉末即得到所述的沙漠绿化保水剂材料。
所述的丙烯酸为含量大于99%的工业级丙烯酸。所述的中和剂是指含量大于99%的工业离子膜法粒碱。所述的水溶性催化剂是指工业级过硫酸钾或过氧化氢或过氧硫酸铵。所述的工业纯净水中不含有钙镁离子。交联剂是指工业级丙二醇或环氧氯丙烷。所述的稳定剂是指工业级聚乙二醇或聚氧化乙烯壬苯醚。所述超细脱水改性凹凸棒粉是指经220℃～230℃高温烘干，目数为1000～1200目的超细凹凸棒粉。分散剂是指工业级山梨糖醇甘油三硬脂酸脂。
实施例8，本发明还提供一种用于沙漠绿化的保水剂材料的制备方法，包括如下步骤：
1) 先将丙烯酸加入中和混合器，同时加入纯净水混合配制成浓度50～70%的丙烯酸溶液；
2) 将制得的丙烯酸溶液加入中合反应器内搅拌，随即将工业离子膜法粒碱加入到中合反应器内，对丙烯酸进行中和；此时，控制反应温度小于60℃，中和反应器的夹套内通冷却水冷却，中和度达到80%～90%，PH值为7～9时，得到丙烯酸钠溶液。
反应式为：CH2=CHC+NaOH——CH2=OONa+H2O；
3) 控制温度35℃以下，在得到的丙烯酸钠溶液中加入已溶解好的过硫酸钾或过氧化氢或过氧硫酸铵，搅拌均匀；
4) 控制温度35℃以下，将搅拌均匀的丙烯酸钠溶液放入混合器中，依次加入交联剂、稳定剂、超细脱水改性凹凸棒粉、超细改性膨润土粉、分散剂，并用工业纯净水调制成液固比为1:1的混合料浆，搅拌均匀；
5) 将搅拌均匀的混合料浆放置在滚筒式高温聚合干燥切片两用机上，进行聚合、接枝、干燥切片，控制聚合、接枝温度80～120℃；
6) 将步骤5）中得到的物料，再次放入滚筒式干燥机中，温度控制125℃左右进行进一步的干燥脱水；
7) 将步骤6）中得到的物料用粉碎机粉碎成70目粉末即得到所述的沙漠绿化保水剂材料。
实施例9，本发明还提供一种用于沙漠绿化的保水剂材料的制备方法，包括如下步骤：
1) 先将丙烯酸加入中和混合器，同时加入纯净水混合配制成浓度50～70%的丙烯酸溶液；
2) 将制得的丙烯酸溶液加入中合反应器内搅拌，随即将工业离子膜法粒碱加入到中合反应器内，对丙烯酸进行中和；此时，控制反应温度小于60℃，中和反应器的夹套内通冷却水冷却，中和度达到80%～90%，PH值为7～9时，得到丙烯酸钠溶液。
反应式为：CH2=CHC+NaOH——CH2=OONa+H2O；
3) 控制温度35℃以下，在得到的丙烯酸钠溶液中加入已溶解好的过硫酸钾或过氧化氢或过氧硫酸铵，搅拌均匀；
4) 控制温度35℃以下，将搅拌均匀的丙烯酸钠溶液放入混合器中，依次加入交联剂、稳定剂、超细脱水改性凹凸棒粉、超细改性膨润土粉、分散剂，并用工业纯净水调制成液固比为1:1的混合料浆，搅拌均匀；
5) 将搅拌均匀的
6) 混合料浆放置在滚筒式高温聚合干燥切片两用机上，进行聚合、接枝、干燥切片，控制聚合、接枝温度80～120℃；
7) 将步骤5）中得到的物料，再次放入滚筒式干燥机中，温度控制120℃～130℃进行进一步的干燥脱水；
8) 将步骤6）中得到的物料用粉碎机粉碎成65～75目粉末即得到所述的沙漠绿化保水剂材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于沙漠绿化的保水剂材料，其特征在于所述的保水剂材料是由以下重量份数的原材料和辅助原材料生产：
丙烯酸 20%～60%； 中和剂 10%～30%；
水溶性催化剂 0.02～5%； 工业纯净水 5%～20%；
交联剂 0.3%～3%； 稳定剂 0.5～8%；
超细脱水改性凹凸棒粉 10%～30%； 分散剂 0.6%～1.8%；
目数为800～900目超细改性膨润土粉 5%～20%；
所述的稳定剂是指工业级聚乙二醇或聚氧化乙烯壬苯醚；
所述超细脱水改性凹凸棒粉是指经220℃～230℃高温烘干，目数为1000～1200目的超细凹凸棒粉；
所述的分散剂是指工业级山梨糖醇甘油三硬脂酸酯。
2.如权利要求1所述的用于沙漠绿化的保水剂材料，其特征在于所述的丙烯酸为含量大于99%的工业级丙烯酸。
3.如权利要求1所述的用于沙漠绿化的保水剂材料，其特征在于所述的中和剂是指含量大于99%的工业离子膜法粒碱。
4.如权利要求1所述的用于沙漠绿化的保水剂材料，其特征在于所述的水溶性催化剂是指工业级过硫酸钾或过氧化氢或过氧硫酸铵。
5.如权利要求1所述的用于沙漠绿化的保水剂材料，其特征在于所述的工业纯净水是指不含有钙镁离子的工业纯净水。
6.如权利要求1所述的用于沙漠绿化的保水剂材料，其特征在于所述的交联剂是指工业级丙三醇或环氧氯丙烷。
7.如权利要求1至6任一所述的用于沙漠绿化的保水剂材料的制备方法，包括如下步骤：
1）先将丙烯酸加入中和混合器，同时加入纯净水混合配制成浓度50～70%的丙烯酸溶液；
2）将制得的丙烯酸溶液加入中和反应器内搅拌，随即将工业离子膜法粒碱加入到中和反应器内，对丙烯酸进行中和；此时，控制反应温度小于60℃，中和反应器的夹套内通冷却水冷却，中和度达到80%～90%，PH值达到7～9时，得到丙烯酸钠溶液：
反应式为： CH2=CHCOOH+NaOH——CH2=CHCOONa+H2O；
3）控制温度35℃以下，在得到的丙烯酸钠溶液中加入已溶解好的过硫酸钾或过氧化氢或过氧硫酸铵，搅拌均匀；
4）控制温度35℃以下，将搅拌均匀的丙烯酸钠溶液放入混合器中，依次加入交联剂、稳定剂、超细脱水改性凹凸棒粉、超细改性膨润土粉、分散剂，并用工业纯净水调制成液固比为1:1的混合料浆，搅拌均匀；
5）将搅拌均匀的混合料浆放置在滚筒式高温聚合干燥切片两用机上，进行聚合、接枝、干燥切片，控制聚合、接枝温度80～120℃；
6）将步骤5）中得到的物料，再次放入滚筒式干燥机中，温度控制120～130℃进行进一步的干燥脱水；
7）将步骤6）中得到的物料用粉碎机粉碎成60目～80目粉末即得到所述的沙漠绿化保水剂材料。
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