CN102977270B - 农用复合保水剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农用复合保水剂的制备方法，其步骤为：(1)将农作物秸秆去尘后粉碎，过40目筛；(2)丙烯酸中添加30％氢氧化钾溶液，进行中和，制备得中和后的丙烯酸盐溶液；(3)将面粉与预处理过的秸秆粉料按比例混合，加水进行调浆，升温、糊化、再降温，按面粉和秸秆的混合粉料与中和前丙烯酸质量比缓慢加入中和后的丙烯酸盐溶液，混合后加入引发剂，搅拌后，加入交联剂，聚合反应后，形成网孔状结构，浸入盐水中浸泡，得保水剂浆液；(4)将保水剂浆液用乙醇洗涤，再进行剪切、烘干、粉碎、制得保水剂。本发明的产品具有高吸水性，凝胶强度高，且可生物降解，成本低廉，绿色环保的特点，适用于食用菌栽培中的应用。

Description

农用复合保水剂的制备方法

技术领域

本发明涉及农业保水剂技术领域，特别涉及一种适用于食用菌栽培可降解的农用复合保水剂的制备方法。

背景技术

保水剂是利用强吸水性树脂制成的一种超高吸水保水能力的高分子聚合物，具有吸水、保水、释水功能。它能迅速吸收比自身重数百倍甚至上千倍的去离子水、吸水后膨胀为水凝胶，可缓慢释放水分供作物吸收利用，从而增强土壤保水性，改良土壤结构，减少深层渗漏和土壤养分流失，提高水分利用率。

现有技术中，制备保水剂按原料可以分为：合成类保水剂系列，以聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚氧乙烯等为原料；天然及改性高分子类保水剂，以淀粉、纤维素或其他天然产物为原料；以丙烯酸、丙烯酰胺等为原料的合成类保水剂吸水不易被生物降解，易造成土壤板结，且成本较高；以淀粉、纤维素等天然材料制备的保水剂无毒无害，是可生物降解材料。但淀粉类保水剂具有耐盐性差、凝胶强度低、耐霉解性能差的缺点，而纤维素类保水剂吸水倍率较低，并且由于技术问题，很难实现工业化生产。

已公开的发明专利，申请号200310121061.5，专利名称《淀粉基有机-无机复合保水剂及其制备方法》；该专利的技术是以淀粉、丙烯酰胺和凹凸棒粉为原料，在引发剂的存在下，经接枝共聚制成一种有机-无机复合保水剂，具有较高的吸水率，但相比纤维素类保水剂凝胶强度弱。

发明专利，申请号201010248016.6，专利名称《采用植物秸秆制备复合保水剂的方法》；该专利以植物秸秆、丙烯酰胺、粘土为原料，接枝共聚后制得一种复合保水剂，具有较高的凝胶强度和耐盐碱性。

发明专利，申请号200710159105.1，专利名称《一种复合性土壤保水剂及其制备》；该专利以淀粉、有机质、丙烯酰胺、凹凸棒土、珍珠岩为主要原料，接枝共聚后制得一种淀粉-纤维素复合保水剂，其中有机质为腐只算于有机物料经腐熟混合发酵而成。该方法缺点是工艺复杂。

发明内容

本发明的目的为克服现有可生物降解保水剂存在的问题，而提供一种高吸水性、低成本、高凝胶强度、且可生物降解的农用复合保水剂；该产品具有凝胶强度高，成本低廉，绿色环保，且可生物降解的特点，适用于食用菌栽培中的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种农用复合保水剂的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)、农作物秸秆预处理：将小麦秸秆或玉米秸秆去尘后粉碎，过40目筛；

(2)、丙烯酸盐溶液制备：丙烯酸中添加30％氢氧化钾溶液，搅拌中和30min，制备得中和度为65～75％的丙烯酸盐溶液；

(3)、保水剂制备：将小麦面粉和玉米面粉的一种或两种面粉的混合物与预处理过的秸秆粉料以1∶0.5～1的比例混合，加水进行调浆，升温至80～95℃，糊化30～60min，降温至60～70℃，按照面粉和秸秆的混合粉料与中和前丙烯酸质量比1∶0.6～1的比例缓慢加入中和度为65～75％的丙烯酸盐溶液，混合后加入中和前丙烯酸质量5～8％的引发剂-过硫酸铵或过硫酸钾，搅拌5～10min后，加入中和前丙烯酸质量8～14％的交联剂-N，N-亚甲基双丙烯酰胺，聚合反应15～30min后，形成网孔状结构，浸入0.9％的盐水中浸泡30min，得保水剂浆液；

(4)、洗涤、干燥：将步骤(3)所得保水剂浆液用乙醇洗涤，然后进行剪切、烘干、粉碎，制得保水剂成品。

本发明与现有技术相比显著效果是：

1)本发明选用天然有机高分子淀粉和农作物物秸秆为原料，具备了淀粉类及纤维素类保水剂的优点，具有凝胶强度高，成本低，绿色环保，且可生物降解的特点；并富含有氮、磷、钾、镁、钙、钠、铁、铜、锌、锰、硒等营养元素。

2)本发明制得的产品吸水倍率高，吸纯水倍率达到850ml/g以上，吸盐水倍率达到120ml/g以上。

3)本发明产品适用于食用菌栽培，具有优异水分调控功能，当食用菌生长需要时可以源源不断地供应水分；保水剂吸水后自身成为不规则的凝胶颗粒，拌入干料后不影响培养料的透气性，渗水性和结构稳定性，菌丝可以伸入凝胶体中吸收水分，解决了食用菌后期补水困难的问题，增加了培养料的保水能力，增加蘑菇产量。

具体实施方式

以下提供本发明的具体实施例

实施例1

保水剂的制备方法，具体步骤如下：

1、将农作物秸秆去尘后利用粉碎机进行粉碎，获得粗粉后过40目筛；

2、将丙烯酸60g在冰水浴条件下缓慢加入30％氢氧化钾溶液117ml进行中和，室温下搅拌30min，制备中和度为75％的丙烯酸盐溶液；

3、将小麦面粉66g和经预处理过的秸秆粉料34g混合，加750ml水进行调浆，升温至80℃，糊化30min，降温至60℃，缓慢加入中和度为70％的丙烯酸盐溶液，混合均匀后加入引发剂-过硫酸铵3g，搅拌5min后，加入交联剂-N，N-亚甲基双丙烯酰胺5g，聚合反应15min后，形成网孔状结构，浸入300ml 0.9％的盐水中浸泡30min，得保水剂；

4、用乙醇洗涤上述步骤所得保水剂，然后进行剪切、烘干、粉碎，制得保水剂成品。

实施例2

保水剂的制备方法，具体步骤如下：

1、将农作物秸秆去尘后利用粉碎机进行粉碎，获得粗粉后过40目筛；

2、将丙烯酸72g在冰水浴条件下缓慢加入30％氢氧化钾溶液130ml进行中和，室温下搅拌30min，制备中和度为70％的丙烯酸盐溶液；

3、将玉米面粉66g和经预处理过的秸秆粉料34g混合，加750ml水进行调浆，升温至90℃，糊化45min，降温至65℃，缓慢加入中和度为70％的丙烯酸盐溶液，混合均匀后加入引发剂-过硫酸铵5g，搅拌5min后，加入交联剂-N，N-亚甲基双丙烯酰胺8g，聚合反应20min后，形成网孔状结构，浸入300ml 0.9％的盐水中浸泡30min，得保水剂；

4、用乙醇洗涤上述步骤所得保水剂，然后进行剪切、烘干、粉碎，制得保水剂成品。

实施例3

保水剂的制备方法，具体步骤如下：

1、将农作物秸秆去尘后利用粉碎机进行粉碎，获得粗粉后过40目筛；

2、将丙烯酸100g在冰水浴条件下缓慢加入30％氢氧化钾溶液168ml进行中和，室温下搅拌30min，制备中和度为65％的丙烯酸盐溶液；

3、将小麦面粉63g，玉米面粉33g与经预处理过的秸秆粉料34g混合，加750ml水进行调浆，升温至95℃，糊化60min，降温至70℃，缓慢加入中和度为65％的丙烯酸盐溶液，混合均匀后加入引发剂-过硫酸钾8g，搅拌10min后，加入交联剂-N，N-亚甲基双丙烯酰胺14g，聚合反应30min后，形成网孔状结构，浸入30ml 0.9％的盐水中浸泡30min，得保水剂；

4、用乙醇洗涤上述步骤所得保水剂，然后进行剪切、烘干、粉碎，制得保水剂成品。

本发明除上述实施例外，还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种农用复合保水剂的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)、农作物秸秆预处理：将小麦秸秆或玉米秸秆去尘后粉碎，过40目筛；

(2)、丙烯酸盐溶液制备：丙烯酸中添加30％氢氧化钾溶液，搅拌中和30min，制备得中和度为65～75％的丙烯酸盐溶液；

(3)、保水剂制备：将小麦面粉和玉米面粉的一种或两种面粉的混合物与预处理过的秸秆粉料以1∶0.5～1的比例混合，加水进行调浆，升温至80～95℃，糊化30～60min，降温至60～70℃，按照面粉和秸秆的混合粉料与中和前丙烯酸质量比为1∶0.6～1的比例缓慢加入中和度为65～75％的丙烯酸盐溶液，混合后加入中和前丙烯酸质量5～8％的引发剂-过硫酸铵或过硫酸钾，搅拌5～10min后，加入中和前丙烯酸质量8～14％的交联剂-N，N-亚甲基双丙烯酰胺，聚合反应15～30min后，形成网孔状结构，浸入0.9％的盐水中浸泡30min，得保水剂浆液；

(4)、洗涤、干燥：将步骤(3)所得保水剂浆液用乙醇洗涤，然后进行剪切、烘干、粉碎，制得保水剂成品。