CN109705874A - 一种土壤保水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土壤保水剂，涉及保水剂的技术领域，所述土壤保水剂包括以下重量份的原料：丙烯酸100‑300份、植物多酚10‑30份、玉米淀粉60‑80份、羧甲基纤维素20‑40份、丙烯酰胺120‑140份、N,N‑亚甲基双丙烯酰胺1‑12份、引发剂25‑35份、生根剂30‑50份、中和剂150‑350份，水1000‑6000份。其制备方法为：配置所需原料水溶液，配置完成后将各原料混合后密闭聚合，进行阶梯升温反应，最后将得到的混合物进行干燥、粉碎和过筛步骤之后，使其颗粒度达到65‑85μm，从而获得最终产物。本发明产品通过将聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酸盐共聚物、羧甲基纤维素接枝丙烯酸盐共聚物四种共聚物进行复配，以形成一种具有长时间有效性，吸水性能好，并可以自然降解的保水剂。

Description

一种土壤保水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及保水剂的技术领域，尤其是涉及一种土壤保水剂及其制备方法。

背景技术

高分子保水剂,是一种出现于20世纪60年代的一种经交联剂适度交联的具有三维网络结构的新型功能高分子材料,通常又称为“保水剂”、“高吸水性聚合物”、“吸水性高分子材料”、“吸水性高分子树脂”、"超强吸水剂”等。由于高分子保水剂含有强亲水性基团,可通过水合作用迅速地吸收自重几十倍乃至上千倍的水分或数十倍的盐溶液而呈凝胶状,具有吸水倍率高、吸水速度快、保水能力强、有效持续性强、无毒无味等优越性能,广泛用于农林园艺、沙漠治理、医疗卫生、土木建筑、食品加工、石油化工等领域。

目前市场上常用的保水剂主要有三种类型：一是以有机单体(丙烯酸、丙烯酰胺)为原料的全合成型；二是以纤维素为原料的纤维素接枝改性型；三是以淀粉为原料的淀粉接枝改性型。目前广泛上使用的为丙烯酸-丙烯酰胺的合成型，但由丙烯酸、丙烯酰胺水溶液共聚反应所得的保水剂，虽保水性能较好且无污染，但其吸水倍率大约只在200倍左右，吸水性能有待提高。以玉米淀粉为原料在引发剂和交联剂的作用下与丙烯酸或丙烯酰胺发生接枝共聚，此类共聚物在用于造林地蓄水保墒时，吸水倍率和吸水速度等性状极佳，在遇水后的15-20分钟内即可吸收自重150-160倍的水分，但其使用寿命一般只能维持1年多的时间。以羧甲基纤维素原料在引发剂和交联剂的作用下与丙烯酸或丙烯酰胺发生接枝共聚，此类共聚物具有较好的生物降解性，但其吸水性能较差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种土壤保水剂及其制备方法，通过将聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酸盐共聚物、羧甲基纤维素接枝丙烯酸盐共聚物四种共聚物进行复配，以形成一种具有长时间有效性，吸水性能好，并可以自然降解的保水剂。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种土壤保水剂，所述土壤保水剂包括以下重量份的原料：丙烯酸100-300份、植物多酚10-30份、玉米淀粉60-80份、羧甲基纤维素20-40份、丙烯酰胺120-140份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1-12份、引发剂25-35份、生根剂30-50份、中和剂150-350份，水1000-6000份。

通过采用上述技术方案，由丙烯酸生成的丙烯酸盐可与丙烯酰胺在交联剂和引发剂的作用下生成聚丙烯酰胺，此类共聚物使用周期和寿命较长，在土壤中的蓄水保墒能力可维持4年左右，但其吸水能力会逐年降低。据黄土区造林试验观察，使用该类保水剂造林后的当年，其吸水倍率维持在100-120倍，第二年吸水倍率降低20％-30％，第三年降低约40％-50％，第四年降低更多。

丙烯酸盐在交联剂和引发剂的作用发生自交联，生成的聚丙烯酸盐，此类共聚物吸水倍率高，吸水速度快，但保水性能只能保持2年有效。据造林试验观测，这类产品的吸水能力和吸水速率明显高于聚丙烯酰胺产品，在土壤中如遇充分给水，0.5-1.0小时后便迅速吸收自重的130-140倍的水分；但第二年的吸水倍率要降低约60％左右。

玉米淀粉可在引发剂和交联剂的作用下与丙烯酸或丙烯酰胺发生接枝共聚，此类共聚物在用于造林地蓄水保墒时，使用寿命一般只能维持1年多的时间，但吸水倍率和吸水速度等性状极佳。据实验室对黄土浸提液的吸水对比试验，该类保水剂在遇水后的15-20分钟内即可吸收自重150-160倍的水分。

羧甲基纤维素可在引发剂和交联剂的作用下与丙烯酸或丙烯酰胺发生接枝共聚，此类共聚物具有较好的生物降解性，但其吸水性能较差。

通过将上述四种共聚物进行复配，以形成一种具有长时间有效性，吸水性能好，并可以自然降解的保水剂。

植物多酚是一类广泛存在于植物体内的多酚类物质，在植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素，主要存在于植物的皮、根、木、叶、果中。其结构复杂，化学性质活泼，并且常以大量性质相似的同系物的混合物形式存在。植物多酚对多种细菌、真菌、酵母菌都有明显的抑制作用，尤其对霍乱菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等常见致病细菌有很强的抑制能力，并且不影响生物体本身的生长发育。

N,N-亚甲基双丙烯酰胺无气味，吸湿性极小。对光敏感，遇高温或强光则自交联，微溶于水，溶于乙醇。水中溶解度：3g/L(25℃)，水溶液可因水解而形成丙烯酸和氨，可作为交联剂，用以制备高吸水树脂。

生根剂对于植株根部生长具有一定的生根促进效果，提高植物根系生长的生长效率。

本发明进一步设置为：所述土壤保水剂还包括以下重量份的原料：海藻酸钠5-10份、明胶1-5份。

通过采用上述技术方案，海藻酸钠的水溶液具有较高的黏度，引入海藻酸钠有效地提高了本发明的体系粘度，使其在土壤中能够促使土壤形成团粒结构，改善土壤环境，且由于海藻酸钠的存在，提升了体系的交联程度，从而可以减少交联剂—N,N-亚甲基双丙烯酰胺的用量，使整个发明的成本降低。

明胶的主要组成为氨基酸组成相同而分子量分布很宽的多肽分子混合物，溶于温水以后，能够提高体系的粘稠程度，有效增加聚合物的交联程度，充当了部分交联剂的作用。而且由于明胶可以包裹住要加入的植物多酚，以团粒结构附着在聚合物形成的网状结构当中，有效的避免了植物多酚对聚合反应的影响。

本发明进一步设置为：所述土壤保水剂还包括以下重量份的原料：辛基烯丙基二甲基氯铵4-8份、壳聚糖5-10份。

通过采用上述技术方案，辛基烯丙基二甲基氯铵可以与丙烯酰胺在交联剂和引发剂发生共聚，在共聚物上引入季铵形氯离子，使形成高吸水性树脂的具有抗菌杀菌性能。

壳聚糖在弱酸溶剂中易于溶解，特别值得指出的是溶解后的溶液中含有氨基正离子，这些氨基正离子和细菌细胞膜上负电荷的相互作用，使细胞内的蛋白酶和其他成分泄漏，从而达到抗菌、杀菌作用。且壳聚糖及其衍生物都是具有良好的絮凝、澄清作用，可以作为絮凝剂的存在提高提高体系的粘稠程度。

同时，壳聚糖可以与丙烯酸和丙烯酰胺接枝共聚合成抗菌型高吸水性树脂，用以提高壳聚糖在土壤中的保存性。壳聚糖能被生物体内的溶菌酶降解生成天然的代谢物,具有无毒、能被生物体完全吸收的特点，因此用它作药物缓释剂具有较大的优越性。

本发明进一步设置为：所述生根剂包括以下重量百分比的原料：萘乙酸1-10％、吲哚醋酸1-10％、6-氨基嘌呤1-5％、氮20-30％、磷20-30％、钾20-30％。

通过采用上述技术方案，萘乙酸、吲哚醋酸、6-氨基嘌呤都是植物生长调节剂，对于移栽植物的根部生长具有促进作用，促进细胞的分裂，从而加速植物的生根。氮、磷、磷是植物生长的必需养分，对于植物的根生长具有促进作用。

本发明进一步设置为：所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠的一种或多种。

通过采用上述技术方案，引发剂是一类容易受热分解成自由基的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反。

本发明进一步设置为：所述中和剂包括氢氧化钠、氢氧化钾和氨水的一种或多种。

通过采用上述技术方案，中和剂用于调节溶液的pH值，或与酸发生反应生成盐。

一种土壤保水剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)冰浴环境下，在带有搅拌装置的容器中，加入中和剂、水和丙烯酸，调节溶液pH值达到5.5-7，得到A液；

(2)在带有搅拌装置的容器中加入玉米淀粉、水和中和剂，在通氮气的条件下，在40-60℃搅拌下糊化1-3h后，得到质量浓度为15-25％的B液；

(3)在带有搅拌装置的容器中加入羧甲基纤维素和水，得到质量浓度为1-10％的C液；

(4)在带有搅拌装置的容器中加入植物多酚、明胶和水，搅拌均匀得到质量浓度为5-10％的D液；

(5)在带有搅拌装置的容器中加入萘乙酸、吲哚醋酸、6-氨基嘌呤磷酸盐、氮、磷、钾和水，搅拌均匀得到质量浓度为10-20％的E液；

(6)将上述步骤中得到的A、B、C三种溶液以及丙烯酰胺加入到带有搅拌装置的容器中，再加入引发剂、辛基烯丙基二甲基氯铵、壳聚糖、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、海藻酸钠，通过机械搅拌，完全溶解，得到粘稠的F液；

(7)在F液中加入D液，加热搅拌至整个体系完全混合均匀，将所得到的混合物，放入高温反应箱内密闭静止聚合，进行阶梯升温反应，反应时间5-7h，使其完全反应，得到黑色凝胶状产物；

(8)待黑色凝胶状产物冷却至40-50℃后，加入E液，保温搅拌至整个体系完全混合均匀，对所得混合液进行干燥、粉碎和过筛步骤之后，使其颗粒度达到65-85μm，从而获得最终产物。

通过采用上述技术方案，步骤1中，用以中和丙烯酸，配置丙烯酸盐。

步骤2中，由于淀粉在常温下不溶于水，加热使其在高温下溶胀、分裂形成均匀糊状溶液，加入中和剂，用以调节淀粉糊液的pH值，使其溶液呈碱性，加速淀粉糊化，使提高溶液中玉米淀粉的含量。

步骤3，用以配置羧甲基纤维素溶液。

步骤4，使明胶将植物多酚包裹住，以团粒结构附着在聚合物形成的网状结构当中，有效的避免了植物多酚对聚合反应的影响。

步骤5，用以配置生根剂溶液。

步骤6-8，用以配置得到固体保水剂。

本发明进一步设置为：所述步骤1中的中和剂占总中和剂重量的60-80％，所述步骤2中的中和剂占总中和剂重量的20-40％。

通过采用上述技术方案，步骤1中，通过调节pH值和中和剂加入量，来调节丙烯酸盐的生成量，用以来调节四种共聚物的含量，用以实现四种共聚物的复配。通过调节中和剂加入量，来调节淀粉糊化时溶液的pH值，使溶液的pH值大于10，用以提高淀粉糊化速度。同时，在步骤6中，步骤1和步骤2中的溶液可以相互中和，使溶液整体pH值在6.5-7.5，防止溶液过酸或过碱而影响反应的进行，导致产率下降。且防止产品过酸或过碱，影响土壤pH值，从而影响植物生长。

本发明进一步设置为：所述步骤7中阶梯升温反应温度为40-85℃，其反应过程为40-50℃反应1-1.5小时，50-60℃反应1-1.5小时，60-70℃反应1-1.5小时，70-75℃反应1-1.5小时，75-85℃反应1-1.5h。

通过采用上述技术方案，通过阶梯升温的形式，控制反应温度，来控制反应器中四种共聚物的生成，用以实现四种共聚物的复配。在40-50℃之间主要发生淀粉接枝共聚丙烯盐，在50-60℃主要生成聚丙烯盐共聚物，在60-70℃主要生成聚丙烯酰胺共聚物，在70-75℃，主要发生羧甲基纤维素接枝共聚丙烯盐，在75-85℃之间，主要发生辛基烯丙基二甲基氯铵与丙烯酸和丙烯酰胺发生共聚，壳聚糖与丙烯酸和丙烯酰胺接枝共聚合成抗菌型高吸水性树脂。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.通过将聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酸盐共聚物、羧甲基纤维素接枝丙烯酸盐共聚物四种共聚物进行复配，以形成一种具有长时间有效性，吸水性能好，并可以自然降解的保水剂；

2.通过加入有辛基烯丙基二甲基氯铵和壳聚糖，使复配得到的共聚物混合物具有抗菌杀菌的性能；

3.通过设置有海藻酸钠和明胶，提高体系的粘稠程度，有效增加聚合物的交联程度，充当了部分交联剂的作用，同时明胶可以包裹住要加入的植物多酚，以团粒结构附着在聚合物形成的网状结构当中，有效的避免了植物多酚对聚合反应的影响。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参照图1，一种土壤保水剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)冰浴环境下，在带有机械搅拌的装置中加入175份中和剂、200份丙烯酸和水，调节溶液pH值达到6.2，得到A液；

(2)在带有机械搅拌的装置中加入70份玉米淀粉、75份中和剂和水，在通氮气的条件下，在50℃搅拌下糊化2h后，得到质量浓度为20％的B液；

(3)在带有机械搅拌的装置中加入30份羧甲基纤维素和水，得到质量浓度为5％的C液；

(4)在带有机械搅拌的装置中加入20份植物多酚、3份明胶和水，搅拌均匀得到质量浓度为7％的D液；

(5)在带有机械搅拌的装置中加入水和以重量百分比计的生根剂原料：萘乙酸10％、吲哚醋酸10％、6-氨基嘌呤5％、氮25％、磷25％、钾25％，搅拌均匀得到质量浓度为15％的E液；

(6)将上述步骤中得到的A、B、C三种溶液以及130份丙烯酰胺加入到带有机械搅拌的装置中，再加入30份引发剂、6份辛基烯丙基二甲基氯铵、6份壳聚糖、6份N,N-亚甲基双丙烯酰胺、6份海藻酸钠，通过机械搅拌，完全溶解，得到粘稠的F液；

(7)在F液中加入D液，加热搅拌至整个体系完全混合均匀，将所得到的混合物，放入高温反应箱内密闭静止聚合，进行阶梯升温反应，反应温度为40-85℃，其反应过程为45℃反应1小时，55℃反应1小时，65℃反应1小时，73℃反应1小时，80℃反应1h，完全反应后，得到黑色凝胶状产物；

(8)待黑色凝胶状产物冷却至45℃后，加入E液，保温搅拌至整个体系完全混合均匀，对所得混合液进行干燥、粉碎和过筛步骤之后，使其颗粒度达到75μm，从而获得最终产物。

土壤保水剂包括以下重量份的原料：丙烯酸200份、植物多酚20份、玉米淀粉70份、羧甲基纤维素30份、丙烯酰胺130份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、生根剂40份、中和剂250份、辛基烯丙基二甲基氯铵6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

生根剂包括以下重量百分比的原料：萘乙酸10％、吲哚醋酸10％、6-氨基嘌呤5％、氮25％、磷25％、钾25％。

氮采用济南鸿翔化工有限公司所产尿素，其中总氮含量≥46.4％；磷采用湖北华毅55％一铵；钾采用河北旺润农业科技有限公司所产的硫酸钾肥，有效成分含量为53％。

引发剂包括过硫酸铵40％、过硫酸钾40％和过硫酸钠20％。

中和剂包括30％氢氧化钠20％、30％氢氧化钾40％和40％氨水40％。

步骤1中的中和剂占总中和剂重量的70％，所述步骤2中的中和剂占总中和剂重量的30％。

实施例2-5与实施例1的区别在于，土壤保水剂中各组分以重量份计如下表：

实施例6-9与实施例1的区别在于，生根剂中各组分以重量百分比计如下表：

实施例10-18与实施例1的区别在于，引发剂中各组分以重量百分比计如下表：

实施例18-26与实施例1的区别在于，中和剂中各组分以重量百分比计如下表：

实施例27-30与实施例1的区别在于，步骤1中的中和剂与步骤2中的中和剂的重量比如下表：

实施例31-34与实施例1的区别在于，步骤1中的溶液pH值如下表：

实施例	实施例31	实施例32	实施例33	实施例34
					pH值	5.5	5.8	6.6	7

实施例35-38与实施例1的区别在于，步骤8中的产物颗粒度如下表：

实施例	实施例35	实施例36	实施例37	实施例38
					颗粒度/μm	65	70	80	85

实施例39-42与实施例1的区别在于，步骤7中第一次升温温度如下表：

实施例	实施例39	实施例40	实施例41	实施例42
					温度/℃	40	43	47	50

实施例43-46与实施例1的区别在于，步骤7中第一次升温后的反应时间如下表：

实施例	实施例43	实施例44	实施例45	实施例46
					时间/h	1.1	1.2	1.4	1.5

实施例47-50与实施例1的区别在于，步骤7中第二次升温温度如下表：

实施例	实施例47	实施例47	实施例49	实施例50
					温度/℃	50	53	57	60

实施例51-54与实施例1的区别在于，步骤7中第二次升温后的反应时间如下表：

实施例	实施例51	实施例52	实施例53	实施例54
					时间/h	1.1	1.2	1.4	1.5

实施例55-58与实施例1的区别在于，步骤7中第三次升温温度如下表：

实施例	实施例55	实施例56	实施例57	实施例58
					温度/℃	60	63	67	70

实施例59-62与实施例1的区别在于，步骤7中第三次升温后的反应时间如下表：

实施例	实施例59	实施例60	实施例61	实施例62
					时间/h	1.1	1.2	1.4	1.5

实施例63-66与实施例1的区别在于，步骤7中第四次升温温度如下表：

实施例	实施例63	实施例64	实施例65	实施例66
					温度/℃	70	71	74	75

实施例67-70与实施例1的区别在于，步骤7中第四次升温后的反应时间如下表：

实施例	实施例67	实施例68	实施例69	实施例70
					时间/h	1.1	1.2	1.4	1.5

实施例71-74与实施例1的区别在于，步骤7中第五次升温温度如下表：

实施例	实施例71	实施例72	实施例73	实施例74
					温度/℃	75	77	83	85

实施例75-78与实施例1的区别在于，步骤7中第五次升温后的反应时间如下表：

实施例	实施例75	实施例76	实施例77	实施例78
					时间/h	1.1	1.2	1.4	1.5

对比例1：与实施例1的区别在于，只含有聚丙烯酸盐，即土壤保水剂中各组分以重量份计为：丙烯酸200份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、生根剂40份，中和剂250份，辛基烯丙基二甲基氯铵6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例2：与的对比例1的区别在于，还加入有玉米淀粉，使形成聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐和淀粉接枝丙烯酸盐共聚物混合物，即土壤保水剂中各组分以重量份计为：丙烯酸200份、植物多酚20份、玉米淀粉70份、丙烯酰胺130份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、生根剂40份，中和剂250份，辛基烯丙基二甲基氯铵6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例3：与的对比例2的区别在于，土壤保水剂中各组分以重量份计为：丙烯酸200份、玉米淀粉70份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、生根剂40份，中和剂250份，辛基烯丙基二甲基氯铵6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例4：与的对比例2的区别在于，土壤保水剂中各组分以重量份计为：丙烯酰胺130份、玉米淀粉70份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、生根剂40份，中和剂250份，辛基烯丙基二甲基氯铵6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例5：与的对比例1的区别在于，加入有羧甲基纤维素30份，使形成聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐和羧甲基纤维素接枝丙烯酸盐共聚物混合物，即土壤保水剂中各组分以重量份计为：丙烯酸200份、植物多酚20份、羧甲基纤维素30份、丙烯酰胺130份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、生根剂40份，中和剂250份，辛基烯丙基二甲基氯铵6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例6：与对比例5的区别在于，土壤保水剂中各组分以重量份计为：丙烯酸200份、植物多酚20份、羧甲基纤维素30份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、生根剂40份，中和剂250份，辛基烯丙基二甲基氯铵6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例7：与对比例5的区别在于，土壤保水剂中各组分以重量份计为：丙烯酰胺130份、植物多酚20份、羧甲基纤维素30份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、生根剂40份，中和剂250份，辛基烯丙基二甲基氯铵6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例8：与实施例1的区别在于，只含有聚丙烯酰胺，即土壤保水剂中各组分以重量份计为：丙烯酰胺130份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、生根剂40份，中和剂250份，辛基烯丙基二甲基氯铵6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例9：与实施例1的区别在于，含有聚丙烯酰胺和聚丙烯酸盐，即土壤保水剂中各组分以重量份计为：丙烯酸200份、丙烯酰胺130份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、生根剂40份，中和剂250份，辛基烯丙基二甲基氯铵6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例10：与实施例1的区别在于，不加入生根剂，即土壤保水剂包括以下重量份的原料：丙烯酸200份、植物多酚20份、玉米淀粉70份、羧甲基纤维素30份、丙烯酰胺130份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、中和剂250份、辛基烯丙基二甲基氯铵6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例11：与实施例1的区别在于，不加入辛基烯丙基二甲基氯铵，即土壤保水剂包括以下重量份的原料：丙烯酸200份、植物多酚20份、玉米淀粉70份、羧甲基纤维素30份、丙烯酰胺130份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、中和剂250份、生根剂40份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例12：与实施例1的区别在于，不加入壳聚糖，即土壤保水剂包括以下重量份的原料：丙烯酸200份、植物多酚20份、玉米淀粉70份、羧甲基纤维素30份、丙烯酰胺130份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、中和剂250份、生根剂40份、辛基烯丙基二甲基氯铵6份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

对比例13：与实施例1的区别在于，不加入辛基烯丙基二甲基氯铵和壳聚糖，即土壤保水剂包括以下重量份的原料：丙烯酸200份、植物多酚20份、玉米淀粉70份、羧甲基纤维素30份、丙烯酰胺130份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺6份、引发剂30份、中和剂250份、生根剂40份、海藻酸钠6份、明胶3份，水1500份。

将实施例1-3和对比例1-13中所制备的产品进行吸水率和持水性测试：

吸水率测试方法：称取1g土壤保水剂，放入纯水中浸泡24h，用筛网滤去剩余水分，称重，测定吸水率。吸水率计算式为：

吸水率＝(吸水后保水剂的质量-干燥保水剂的质量)/干燥保水剂的质量；

持水性测试方法：将上述吸水后的保水剂置于离心机(1000r/min)中进行离心振荡处理，1min后，倒掉分离出的水，将上述剩余物再用电子秤称出其质量，测定持水性。持水性计算式为：

持水性＝离心振荡后保水剂的质量/吸水后保水剂的质量；

将实施例1-3和对比例1-13中所制备的产品进行种植测试：以市场上生产销售较大的四季桂为测试苗木，共选650株苗木，分为13组，每组50棵，在北京市农林科学院开展上述实例产品的应用效果试验，试验时间为1年。

由上表可知：实施例1-3与对比例1-13对比，将聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酸盐共聚物、羧甲基纤维素接枝丙烯酸盐共聚物四种共聚物进行复配，可以得到一种持水率高，吸水性能好的保水剂，比单一的只含有一种或两种、三种共聚物进行复配的效果皆好；且本发明的保水剂含有多种有效成分，利于植物根茎的吸收，具有抑制真菌的生长，提高植物的存活率的效果。同时，本发明的保水剂在下雨或灌溉灌溉时，可以再次发挥生根的作用，具有缓释功能，促进植物根的生长发育。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种土壤保水剂，其特征在于：所述土壤保水剂包括以下重量份的原料：丙烯酸100-300份、植物多酚10-30份、玉米淀粉60-80份、羧甲基纤维素20-40份、丙烯酰胺120-140份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1-12份、引发剂25-35份、生根剂30-50份、中和剂150-350份，水1000-5600份。

2.根据权利要求1所述的土壤保水剂，其特征在于：所述土壤保水剂还包括以下重量份的原料：海藻酸钠5-10份、明胶1-5份。

3.根据权利要求1所述的土壤保水剂，其特征在于：所述土壤保水剂还包括以下重量份的原料：辛基烯丙基二甲基氯铵4-8份、壳聚糖5-10份。

4.根据权利要求1所述的土壤保水剂，其特征在于：所述生根剂包括以下重量百分比的原料：萘乙酸1-10%、吲哚醋酸1-10%、6-氨基嘌呤1-5%、氮20-30%、磷20-30%、钾20-30%。

5.根据权利要求1所述的土壤保水剂，其特征在于：所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的土壤保水剂，其特征在于：所述中和剂包括氢氧化钠、氢氧化钾和氨水的一种或多种。

7.一种土壤保水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）冰浴环境下，在带有搅拌装置的容器中，加入中和剂、水和丙烯酸，调节溶液pH值达到5.5-7，得到A液；

（2）在带有搅拌装置的容器中加入玉米淀粉、水和中和剂，在通氮气的条件下，在40-60℃搅拌下糊化1-3h后，得到质量浓度为15-25％的B液；

（3）在带有搅拌装置的容器中加入羧甲基纤维素和水，得到质量浓度为1-10％的C液；

（4）在带有搅拌装置的容器中加入植物多酚、明胶和水，搅拌均匀得到质量浓度为5-10％的D液；

（5）在带有搅拌装置的容器中加入萘乙酸、吲哚醋酸、6-氨基嘌呤、氮、磷、钾和水，搅拌均匀得到质量浓度为10-20％的E液；

（6）将上述步骤中得到的A、B、C三种溶液以及丙烯酰胺加入到带有搅拌装置的容器中，再加入引发剂、辛基烯丙基二甲基氯铵、壳聚糖、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、海藻酸钠，通过机械搅拌，完全溶解，得到粘稠的F液；

（7）在F液中加入D液，加热搅拌至整个体系完全混合均匀，将所得到的混合物，放入高温反应箱内密闭静止聚合，进行阶梯升温反应，反应时间5-7h，使其完全反应，得到黑色凝胶状产物；

（8）待黑色凝胶状产物冷却至40-50℃后，加入E液，保温搅拌至整个体系完全混合均匀，对所得混合液进行干燥、粉碎和过筛步骤之后，使其颗粒度达到65-85μm，从而获得最终产物。

8.根据权利要求7所述的土壤保水剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的中和剂占总中和剂重量的60-80%，所述步骤2中的中和剂占总中和剂重量的20-40%。

9.根据权利要求8所述的土壤保水剂，其特征在于：所述步骤7中阶梯升温反应温度为40-85℃，其反应过程为40-50℃反应1-1.5小时，50-60℃反应1-1.5小时，60-70℃反应1-1.5小时，70-75℃反应1-1.5小时，75-85℃反应1-1.5h。