CN104193895A

CN104193895A - 一种用于花卉无土栽培的吸水树脂及其制备方法

Info

Publication number: CN104193895A
Application number: CN201410414408.3A
Authority: CN
Inventors: 邵赛; 邓钢桥; 张乐平; 彭选明; 胡蝶; 张跃龙; 李文革; 罗志平; 谢洪科; 王志东
Original assignee: INSTITUTE FOR APPLICATION OF ATOMIC ENERGY CHINESE ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES; HUNAN PROVINCE NUCLEAR INSTITUTE FOR AGRICULTURE AND SPACE BREEDING
Current assignee: INSTITUTE FOR APPLICATION OF ATOMIC ENERGY CHINESE ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES; HUNAN PROVINCE NUCLEAR INSTITUTE FOR AGRICULTURE AND SPACE BREEDING
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2014-12-10

Abstract

本发明公开了一种用于花卉无土栽培的吸水树脂，其成分按质量百分比例如下：丙烯酰胺(20％～35％)，丙烯酸(1％～5％)，氢氧化钠(0.4％～2.4％)，增稠剂(0.07％～1.2％)，水性涂料色浆(0.005％～3％)，水(60％～78％)。另外本发明还公开了一种用于花卉无土栽培的吸水树脂的制备方法，所述方法包括如下步骤：将丙烯酸和氢氧化钠配制成丙烯酸钠水溶液，其pH为6.0～7.2，然后加入丙烯酰胺溶解，再依次加入增稠剂，水性涂料色浆，搅拌均匀，再置于⁶⁰Coγ射线辐射场中进行辐射引发聚合与交联反应，辐射剂量2～30kGy，辐射完毕后即得到胶块状的吸水树脂，将其解碎成颗粒后，吸收营养液或水，即成花卉无土栽培的基质。

Description

一种用于花卉无土栽培的吸水树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及无土栽培领域，更加具体地，涉及一种用于花卉无土栽培的吸水树脂及其制备方法。

背景技术

CN103224630A公开一种吸水树脂的制备方法，包括(1)将丙烯酸单体用碱溶液中和至60％～90％的中和度后，加入占丙烯酸单体质量0.2％～40％的功能性单体，配制成总单体质量百分比浓度为30％～60％的中和溶液并将其装入透明反应容器中；(2)将装入透明反应容器的中和溶液置于紫外光源下照射，中和溶液发生聚合反应生成弹性凝胶；(3)将步骤(2)得到的弹性凝胶置于辐射剂量率为0.3～10kGy/h的γ射线核辐射装置中，利用输送系统动态辐照，使辐照剂量达到3～20kGy；(4)将步骤(3)所得的弹性凝胶破碎、干燥、粉碎、筛分后再用表面处理剂进行分散性、渗透性表面处理后，即得吸水树脂。该专利明显在配方和工艺上与本专利不同。上述方法以丙烯酸为主单体，氢氧化钠的用量为丙烯酸的30～60％。这种配方由于丙烯酸的羧基含量高，Na⁺离子浓度高，不适宜于植物生长。工艺上，该专利采用了紫外线和γ射线相结合的方法。

CN102617781A公开了一种高吸水性树脂的制备方法，是将聚合单体丙烯酸，用氢氧化钠(或氢氧化钾)溶液中和至中和度为70～85％，得聚合单体溶液，再依次加入次单体和交联剂，混合均匀后，在阳光下辐照1～6小时成吸水树脂凝胶，将凝胶切割、烘干、即得到高吸水性树脂。所述的高吸水性树脂的制备方法采用光聚合，虽然没有加入引发剂，但加入了交联剂，而且Na⁺或K⁺的浓度高，这种方法制备的吸水树脂不适宜作为花卉无土栽培基质。

魏远安，韦超，姚评佳，吕鸣群在论文《辐射聚合法合成淀粉接枝聚丙烯酸钠超强吸水剂》[《广西大学学报(自然科学版)》2006年04期]中描述了采用辐射聚合法合成了淀粉接枝聚丙烯酸钠超强吸水剂，就单体含量、中和度及辐射剂量对吸水倍率的影响进行了讨论，制得吸水和保水性能俱佳的高吸水性树脂.合成的树脂吸水倍率高达1357g/g吸0.9％NaC1溶液为153g/g.论文研究的主要目的意义在于降低吸水树脂成本，提高吸水倍率等，产品中Na⁺含量高，配方中不含环保水性涂料色浆。

四川省原子核应用技术研究所伍玲，陈春，唐剑，韩迎春，周虹采用⁶⁰Coγ射线射线辐射引发聚合合成AA—AM(丙烯酸一丙烯酰胺)共聚型保水剂。对所制备的吸去离子水为2.414kg/g的保水剂的吸盐水(0.9％NaC1溶液)性能、吸人工尿液性能及反复吸水能力进行了研究，实验考察了保水剂粒径对吸水速率、吸水率的影响。研究结果表明：AA—AM型保水剂具有优良的综合吸液性能，大粒径保水剂的吸水率和反复吸水能力皆比小粒径保水剂的大。其论文《辐射制备AA—AM型保水剂的性能研究》[《原子能科学技术》第40卷增刊，2006年09月]中没有提及具体配方及辐射合成的详细工艺参数,制备过程中采用了酒精对胶体吸水树脂进行了处理。

湖南省原子能农业研究所及湖南农业大学烟草工程技术研究中心发表的论文《辐射聚合制备有色吸水树脂》[《弹性体》2006-12-25,16(6):14～16]，采用⁶⁰Coγ射线引发辐射聚合，合成了有色高吸水树脂，考察了辐射剂量、剂量率、颜料对吸水树脂品质的影响。然而其配方中仅仅用丙烯酸作为唯一聚合单体，钾离子含量高，且没有使用分散性能良好的环保水性涂料色浆及增稠剂，吸水树脂观赏性较差，产品作为花卉无土栽培基质仍有一定缺陷。

如上所述，现有的吸水树脂的制备方法，大多是从制备方法上进行了阐述，或合成工艺不同，或配方原料不同；也有从产品性能或产品用途上进行创新改造的，或提高吸水倍数、吸水速率及耐盐性能，或降低成本等，然而，这些方法制备的吸水树脂，含有毒害的化学引发剂和交联剂，聚合后单体残留多，离子浓度高，而且其它化学成分复杂，因此对植物的毒害作用大，不适宜于花卉栽培。

发明内容

为了解决现有技术生产的吸水树脂的弊端：一是所述吸水树脂含有毒害的化学引发剂和交联剂，二是所述吸水树脂聚合后单体残留多，对植物有较大毒害。

本发明提出了一种用于花卉无土栽培的吸水树脂，即一种与植物相容性好，观赏性强，不含化学引发剂及交联剂等有毒害物质且残留单体低的彩色的吸水树脂，可用作花卉无土栽培基质。

本发明提供一种用于花卉无土栽培的吸水树脂，其成分按照质量百分比例如下，

对本发明作出进一步限定，

较佳地，所述的增稠剂包括但不限于聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、淀粉、改性淀粉等合成和/或天然水溶性高分子物质。所述水性涂料色浆是用于涂料可分散于水中，环保性能好，无毒无害，无有机溶剂的色浆。

另外，本发明还提出了一种用于花卉无土栽培的吸水树脂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)原料准备，按照[0010]准备丙烯酰胺，丙烯酸，氢氧化钠，增稠剂，环保水性涂料色浆和水。

2)原料配制：2.1)配制pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液；2.2)添加丙烯酰胺；2.3)添加增稠剂；2.4)添加水性涂料色浆后搅拌均匀。

3)聚合与交联反应。

对本发明作出进一步限定，

较佳地，所述聚合与交联反应在⁶⁰Coγ射线辐射场中进行。

本发明的有益效果，一是在高能⁶⁰Coγ射线辐射引发聚合与交联反应，所得吸水树脂不含化学引发剂及交联剂等有毒害物质，且聚合物单体残留量低，所得吸水树脂与植物相容性好，宜作为花卉栽培无土基质；二是所述吸水树脂颜色鲜艳，不渗色，观赏性强。

具体实施例

具体实施例1

一种用于花卉无土栽培的吸水树脂，其成分组成如下，

一种用于花卉无土栽培的吸水树脂制备方法，步骤如下：

1)原料准备，按照[0018]准备丙烯酰胺30公斤，丙烯酸4.0公斤，氢氧化钠1.7公斤，增稠剂(小麦淀粉)0.5公斤，红色环保水性涂料色浆0.3公斤和水76公斤。

2)原料配制：

2.1)配制pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液：先取46公斤所述的水溶解1.7公斤所述的氢氧化钠，得到氢氧化钠溶液，再用所述的氢氧化钠溶液中和4.0公斤所述的丙烯酸，得到pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液；

2.2)添加丙烯酰胺：往上述步骤2.1)所述的丙烯酸钠溶液中加入30公斤所述的丙烯酰胺,得到溶液A；

2.3)添加增稠剂：将30公斤所述水加热后溶解0.5公斤所述增稠剂(小麦淀粉)，得到溶液B，并将其添加到上述步骤2.2)所述的溶液A中，得到溶液C；

2.4)添加水性涂料色浆：在上述步骤2.3)所述的溶液C中添加0.3公斤所述的红色环保水性涂料色浆,搅拌均匀后得到混合溶液D。

3)聚合与交联反应：将所述的混合溶液D保持在5℃，然后置于⁶⁰Coγ射线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量2～30kGy，聚合反应完成后得到块状胶体吸水树脂，将其解碎成颗粒后，吸收营养液和/或水，即成花卉无土栽培的基质。

具体实施例2

一种用于花卉无土栽培的吸水树脂，其成分组成如下，

一种用于花卉无土栽培的吸水树脂制备方法，步骤如下:

1)原料准备，按照[0021]准备丙烯酰胺35公斤，丙烯酸5.0公斤，氢氧化钠2.2公斤，增稠剂(聚乙烯醇)1.0公斤，蓝色环保水性涂料色浆0.8公斤和水78公斤。

2)原料配制：

2.1)配制pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液：先取50公斤所述的水溶解2.2公斤所述的氢氧化钠，得到氢氧化钠溶液，再用所述的氢氧化钠溶液中和5.0公斤所述的丙烯酸，得到pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液；

2.2)添加丙烯酰胺：往上述步骤2.1)所述的丙烯酸钠溶液中加入35公斤所述的丙烯酰胺，得到溶液A；

2.3)添加增稠剂：用28公斤所述的水溶解1.0公斤所述的增稠剂(聚乙烯醇)，得到溶液B,并其添加到上述步骤2.2)所得溶液A中，得到溶液C

2.4)添加水性涂料色浆：在上述步骤2.3)所得到的溶液C中添加0.8公斤所述蓝色环保水性涂料色浆,搅拌均匀后得到混合溶液D。

3)聚合与交联反应：将所述的混合溶液D保持在8℃，然后置于⁶⁰Coγ射线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量2kGy，聚合反应完成后得到块状胶体吸水树脂，将其解碎成颗粒后，吸收营养液和/或水，即成花卉无土栽培的基质。

具体实施例3

一种用于花卉无土栽培的吸水树脂，其成分组成如下，

一种用于花卉无土栽培的吸水树脂制备方法，步骤如下：

1)原料准备，按照[0024]准备丙烯酰胺20公斤，丙烯酸1.2公斤，氢氧化钠0.5公斤，增稠剂0.07公斤，环保水性涂料色浆0.01公斤和水76公斤。

2)原料配制：

2.1)配制pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液：先取30公斤所述的水溶解0.5公斤所述的氢氧化钠，得到氢氧化钠溶液，再用所述的氢氧化钠溶液中和1.2公斤所述的丙烯酸，得到pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液；

2.2)添加丙烯酰胺：往上述步骤2.1)所述的丙烯酸钠溶液中加入20公斤所述的丙烯酰胺，得到溶液A；

2.3)添加增稠剂：用46公斤所述的水中溶解0.07公斤所述的增稠剂，得到溶液B，并将其添加到上述步骤2.2)所得溶液A中，得到溶液C；

2.4)添加水性涂料色浆：在上述步骤2.3)所得到的溶液C中添加0.01公斤所述的环保水性涂料色浆，搅拌均匀后得到混合溶液D。

3)聚合与交联反应：将所述的混合溶液D保持在15℃，然后置于⁶⁰Coγ射线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量10kGy，聚合反应完成后得到块状胶体吸水树脂，将其解碎成颗粒后，吸收营养液和/或水，即成花卉无土栽培的基质。

具体实施例4

一种用于花卉无土栽培的吸水树脂，其成分组成如下:

一种用于花卉无土栽培的吸水树脂制备方法，步骤如下:

1)原料准备，按照[0024]准备丙烯酰胺25公斤，丙烯酸2.4公斤，氢氧化钠1.2公斤，增稠剂0.1公斤，环保水性涂料色浆0.12公斤和水68公斤。

2)原料配制；

2.1)配制pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液：先取40公斤所述的水溶解1.2公斤所述的氢氧化钠，得到氢氧化钠溶液，再用所述的氢氧化钠溶液中和2.4公斤所述的丙烯酸，得到pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液；

2.2)添加丙烯酰胺：往上述步骤2.1)所述的丙烯酸钠溶液中加入25公斤所述的丙烯酰胺，得到溶液A；

2.3)添加增稠剂：用28公斤所述的水溶解0.1公斤所述的增稠剂，得到溶液B，并将其添加到上述步骤2.2)所得到的溶液A中，得到溶液C；

2.4)添加水性涂料色浆：在上述步骤2.3)所得到的溶液C中添加0.12公斤所述的环保水性涂料色浆，搅拌均匀后得到混合溶液D。

3)聚合与交联反应：将所述的混合溶液D保持在23℃，然后置于⁶⁰Coγ射线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量5kGy，聚合反应完成后得到块状胶体吸水树脂，将其解碎成颗粒后，吸收营养液和/或水，即成花卉无土栽培的基质。

具体实施例5

一种用于花卉无土栽培的吸水树脂，其成分组成如下:

一种用于花卉无土栽培的吸水树脂制备方法，步骤如下:

1)原料准备，按照[0024]准备丙烯酰胺28公斤，丙烯酸3.0公斤，氢氧化钠1.4公斤，增稠剂0.2公斤，环保水性涂料色浆0.5公斤和水72公斤。

2)原料配制:

2.1)配制pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液：先取40公斤所述的水溶解1.4公斤所述的氢氧化钠，得到氢氧化钠溶液，再用所述的氢氧化钠溶液中和3.0公斤所述的丙烯酸，得到pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液；

2.2)添加丙烯酰胺：往上述步骤2.1)所述的丙烯酸钠溶液中加入28公斤所述的丙烯酰胺，得到溶液A；

2.3)添加增稠剂：用32公斤所述的水中溶解0.2公斤所述的增稠剂，得到溶液B，并将其添加到上述步骤2.2)所得到的溶液A中，得到溶液C；

2.4)添加水性涂料色浆：在上述步骤2.3)所得到的溶液C中添加0.5公斤所述的环保水性涂料色浆，搅拌均匀后得到混合溶液D。

3)聚合与交联反应：将所述的混合溶液D保持在40℃，然后置于⁶⁰Coγ射线辐射场中进行辐射引发聚合反应，辐射剂量15kGy，聚合反应完成后得到块状胶体吸水树脂，将其解碎成颗粒后，吸收营养液和/或水，即成花卉无土栽培的基质。

Claims

1.一种用于花卉无土栽培的吸水树脂，其特征在于，所述的吸水树脂的成分按质量百分比例如下，

。

2.根据权利要求1所述的吸水树脂，其特征在于，所述的增稠剂包括但不限于聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、淀粉、改性淀粉等合成和/或天然水溶性高分子物质。

3.根据权利要求1所述的吸水树脂，其特征在于，所述的水性涂料色浆是指用于涂料的可分散在水中，环保性能好，无毒无害，无有机溶剂的色浆。

4.一种用于花卉无土栽培的吸水树脂制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：

1)原料准备。

2)原料配制：2.1)配制pH为6.0～7.2的丙烯酸钠溶液；2.2)添加丙烯酰胺；2.3)添加增稠剂；2.4)添加环保水性涂料色浆后搅拌均匀。

3)聚合与交联反应。

5.根据权利要求4所述的吸水树脂制备方法，其特征在于，所述的聚合与交联反应在辐照剂量2～30kGy的⁶⁰Coγ射线辐射场中进行。