CN103583325B - 一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料及制备方法，多孔陶瓷渗水材料包括多孔陶瓷与填充于多孔陶瓷孔隙中的渗水材料；多孔陶瓷的孔隙率为50～95%，孔径范围50μm～5mm；渗水材料包括高吸水树脂与粘土颗粒。制备方法通过加压的方法将高吸水树脂与粘土颗粒的溶胶液缓慢注入填充到多孔陶瓷材料孔隙内部，充分干燥即得到多孔陶瓷渗水材料，水分通过该缓渗材料缓慢释放到土壤中，既达到了合理的传导供应速度，满足了植物生长所需，又大大节约了水资源。

Description

一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料及其制备方法
技术领域
本发明属于节水灌溉技术领域，尤其涉及一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料及其制备方法。
背景技术
目前我国用于灌溉的技术有喷灌、滴灌、渗灌、微灌及痕灌技术。这些技术存在制作成本高，能耗高，流道易堵塞，供水速度不可控以及水分浪费严重等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料，水分通过该缓渗材料缓慢释放到土壤中，既达到了合理的传导供应速度，满足了植物生长所需，又大大节约了水资源。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料，包括多孔陶瓷与填充于多孔陶瓷孔隙中的渗水材料；多孔陶瓷的孔隙率为50～95%，孔径范围50μm～5mm；
渗水材料包括高吸水树脂与粘土颗粒，各组份含量的重量百分比为：
高吸水树脂：20%～80%；
粘土颗粒：20%～80%；
各组份重量百分比总和为100%。
多孔陶瓷在渗水方向上渗水材料的填充量递减，形成渗水浓度梯度。
所述的粘土颗粒包括高岭土、蒙脱土、凹凸棒黏土、滑石、云母或硅藻土。
所述的粘土颗粒粒度小于0.025μm。
所述的高吸水树脂包括：聚丙烯酸类树脂、聚丙烯盐类树脂、聚丙烯酰胺类树脂，聚乙烯醇类树脂、丙烯酸-丙烯酰胺共聚类树脂或聚乙烯酸-丙烯酸接枝共聚类树脂的任一种或者多种任意比例混合。
所述的高吸水树脂粒度小于0.025μm。
一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料的制备方法，包括：
将质量分数为0.01～0.5%的高吸水树脂水溶胶溶液与质量分数为0.01～0.5%的粘土颗粒水溶液充分混合反应后得到渗水材料溶胶液；
将多孔陶瓷提前用水润湿；
将上述渗水材料溶胶液通过加压的方法缓慢注入填充到多孔陶瓷孔隙内部，充分干燥后即得到多孔陶瓷渗水材料。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料的多孔陶瓷在渗水方向上渗水材料的填充量逐层递减，形成了由高到低的渗水浓度梯度。在该浓度梯度的作用下，水分通过该渗水材料缓慢释放到土壤中，既达到了合理的传导速度，满足了植物生长所需，又大大节约了水资源。
具体实施方式
下面结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
实施例一
一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料，包括多孔陶瓷与填充于多孔陶瓷孔隙中的渗水材料；多孔陶瓷是开孔性多孔陶瓷，多孔陶瓷的孔隙率为50～95%，孔径范围50μm～5mm；多孔陶瓷的形状可以多种多样，如圆柱形、立方体、长方体、球体、椭球体等均可。孔隙率可以根据计划加入渗水材料的多少选取，如少则可以是50%、55%、60%、65%、70%等等；如多可以是75%、80%、85%、90%、95%等等。
孔径范围一般根据渗水材料的粒度与粘滞度来选取，方便其加注且不易流失为目的，另外就是考虑不同孔径的加工工艺性，以功能好、经济、性价比高为首选。可选取市场上成熟的产品，如孔隙率为100μm、200μm、300μm、500μm、800μm、1mm、2mm、3mm等等。
渗水材料包括高吸水树脂与粘土颗粒，各组份含量的重量百分比为：
高吸水树脂：20%～80%；
粘土颗粒：20%～80%；
各组份重量百分比总和为100%。
通常在干旱情况严重的地方使用的高吸水树脂量大一些，如：
粘土颗粒：40%或30%；
高吸水树脂：60%或70%；
各组份重量百分比总和为100%。
在干旱情况不太严重的地方使用的高吸水树脂量小一些，如：
粘土颗粒：60%或70%；
高吸水树脂：40%或30%；
各组份重量百分比总和为100%。
多孔陶瓷在渗水方向上渗水材料的填充量递减，形成渗水浓度梯度。
所述的粘土颗粒包括高岭土、蒙脱土、凹凸棒黏土、滑石、云母或硅藻土。所述的粘土颗粒经过干燥筛选的粘土颗粒，粒度小于0.025μm
所述的高吸水树脂包括：聚丙烯酸类树脂、聚丙烯盐类树脂、聚丙烯酰胺类树脂，聚乙烯醇类树脂、丙烯酸-丙烯酰胺共聚类树脂或聚乙烯酸-丙烯酸接枝共聚类树脂的任一种或多种任意比例混合。所述的高吸水树脂粒度小于0.025μm。
实施例二
一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料的制备方法，包括：
将质量分数为0.01～0.5%的高吸水树脂水溶胶溶液与质量分数为0.01～0.5%的粘土颗粒水溶液充分混合得到渗水材料溶胶液；
将多孔陶瓷提前用水润湿；
将上述渗水材料溶胶液装入一定体积的密闭容器中，容器一端设有自制的加压器，加压器可以采用螺杆挤出机或自动螺旋柱塞加压机，另一端设有挤出嘴。在压力的作用下，渗水材料溶胶液通过挤出嘴挤出并缓慢注入填充到多孔陶瓷材料孔隙内部，使多孔陶瓷在渗水方向上渗水材料的填充量递减，充分干燥后即得到多孔陶瓷渗水材料。
由于在溶胶液持续注入的过程中，多孔陶瓷在渗水方向上渗水材料的填充量逐层递减，形成了渗水浓度梯度。在该浓度梯度的作用下，水分通过该渗水材料缓慢释放到土壤中，既达到了合理的传导供应速度，满足了植物生长所需，又大大节约了水资源。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料，其特征在于，包括多孔陶瓷与填充于多孔陶瓷孔隙中的渗水材料；多孔陶瓷的孔隙率为50～95％，孔径范围50μm～5mm；
渗水材料包括高吸水树脂与粘土颗粒，各组份含量的重量百分比为：
高吸水树脂：20％～80％；
粘土颗粒：20％～80％；
各组份重量百分比总和为100％；
所述的多孔陶瓷在渗水方向上渗水材料的填充量递减，形成渗水浓度梯度。
2.根据权利要求1所述的渗灌用多孔陶瓷渗水材料，其特征在于，所述的粘土颗粒包括高岭土、蒙脱土、凹凸棒黏土、滑石、云母或硅藻土。
3.根据权利要求2所述的渗灌用多孔陶瓷渗水材料，其特征在于，所述的粘土颗粒粒度小于0.025μm。
4.根据权利要求1所述的渗灌用多孔陶瓷渗水材料，其特征在于，所述的高吸水树脂包括：聚丙烯酸类树脂、聚丙烯盐类树脂、聚丙烯酰胺类树脂，聚乙烯醇类树脂、丙烯酸-丙烯酰胺共聚类树脂或聚乙烯酸-丙烯酸接枝共聚类树脂。
5.根据权利要求4所述的渗灌用多孔陶瓷渗水材料，其特征在于，所述的高吸水树脂粒度小于0.025μm。
6.一种渗灌用多孔陶瓷渗水材料的制备方法，其特征在于，包括：
将质量分数为0.01～0.5％的高吸水树脂水溶胶溶液与质量分数为0.01～0.5％的粘土颗粒水溶液充分混合得到渗水材料溶胶液；
将多孔陶瓷提前用水润湿；
将上述渗水材料溶胶液通过加压的方法缓慢注入填充到多孔陶瓷材料孔隙内部，并使所述的多孔陶瓷在渗水方向上渗水材料的填充量递减，形成渗水浓度梯度，充分干燥即得到多孔陶瓷渗水材料。
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