CN112851425A - 一种适用于土壤培育的高吸水性树脂及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于土壤培育的高吸水性树脂及其制备方法，包括树脂料和活性土，所述树脂料包括以下重量份组成：聚丙烯酸盐10‑20份、高吸水树脂30‑50份、偶联剂0.2‑0.3份、引发剂0.1‑0.2份、分散剂0.1‑0.2份、丙烯酰胺0.1‑0.2份；所述活性土包括腐殖酸、磷胺、硫酸钾、豆粕粉、黄腐酸，其中活性土占树脂料总重量份的10‑60％。本发明采用树脂料与活性土分别制取的同时，避免活性土中的物质影响树脂料聚合物的形成，单独制备的树脂料可增加其聚合物的聚合度，以便提升其存水储水的能力。

Description

一种适用于土壤培育的高吸水性树脂及其制备工艺

技术领域

本发明涉及农业领域，具体涉及一种适用于土壤培育的高吸水性树脂及其制备工艺。

背景技术

农业作为农作物生产的根本，农业用土地也是一个国家粮食安全的基础，在历朝历代以及各国的生产生活发展中起到重要作用。

然而广大的沙漠戈壁地区，人烟稀少，土地资源极为广袤，但是该地区因为缺乏农作物必要的水资源以及有机物，不利于农作物的生长，造成土地资源的浪费。

近些年，相关的抗旱农作物也得到一定程度的研究，但是这种农作物在生长时依然需要周期性补充必要的有机物才能良好生长，同时补充的水分也会在干旱的沙漠地区流失。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用于土壤培育的高吸水性树脂及其制备工艺，解决了现有技术中农作物不能及时补充生长所需的水分和有机物问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种适用于土壤培育的高吸水性树脂，包括树脂料和活性土，所述树脂料包括以下重量份组成：聚丙烯酸盐10-20份、高吸水树脂30-50 份、偶联剂0.2-0.3份、引发剂0.1-0.2份、分散剂0.1-0.2份、丙烯酰胺0.1-0.2份；所述活性土包括腐殖酸、磷胺、硫酸钾、豆粕粉、黄腐酸，其中活性土占树脂料总重量份的10-60％。

进一步的，活性土包括以下重量份组成：腐殖酸10-20份、磷胺5-15份、硫酸钾3-5份、豆粕粉30-40份、黄腐酸2-5份。

进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

进一步的，所述引发剂为过硫酸铵与马来亚酸酐—苯乙烯共聚物按照重量份2:1混合。

所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

树脂料的制备：

S1、采用NaOH溶液中和聚丙烯酸盐；

S2、向S1中和后的溶液中添加分散剂和丙烯酰胺，再逐滴加入偶联剂、引发剂、水浴加热，温度升高，反应3-5小时，得到聚合物；

S3、将聚合物放入干燥箱中进行烘干处理，获得树脂料；

活性土的制备：

A1、以豆粕粉为原料，并加入水解酶进行水解反应，得到豆粕水解物；

A2、向豆粕水解物中加入黄腐酸，再进行干燥，获得豆粕载体；

A3、向豆粕载体中按重量份继续添加腐殖酸、磷胺、硫酸钾，并混合搅拌，干燥，获得活性土；

高吸水性树脂的制备：

将树脂料与活性土按重量份配比混合。

进一步的，所述树脂料的制备时，NaOH溶液浓度为25-35％。

进一步的，所述树脂料的制备时，采用冰水浴中中和NaOH溶液和聚丙烯酸盐。

进一步的，所述活性土制备干燥时，采用喷雾干燥方法操作。

进一步的，所述活性土制备时，添加的腐殖酸、磷胺、硫酸钾采用恒温、恒湿环境下混合。

1、本发明中采用的聚丙烯酸盐的聚合反应获得树脂，其吸水性得以增强，同时并且使用前进行烘干操作，制成粉末便于运输存储，其吸水强度增加50％以上。

2、本发明的活性土中，首先制备出豆粕水解物，然后再添加腐殖酸、磷胺、硫酸钾等物质，可以增加农作物所必须的铵、氮、磷等必要元素，根据使用需要与树脂料混配使用，在为农作物提供水分的同时，还能促进其营养物质的补充促进根系生长，提高其在沙漠地区的存活率。

3、本发明采用树脂料与活性土分别制取的同时，避免活性土中的物质影响树脂料聚合物的形成，单独制备的树脂料可增加其聚合物的聚合度，以便提升其存水储水的能力。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明实施例提供一种适用于土壤培育的高吸水性树脂，包括树脂料和活性土，所述树脂料包括以下重量份组成：聚丙烯酸盐15份、高吸水树脂30份、硅烷偶联剂0.3份、引发剂0.2份(过硫酸铵与马来亚酸酐—苯乙烯共聚物按照重量份2:1混合)、分散剂0.1份、丙烯酰胺0.1份；所述活性土包括以下重量份组成：腐殖酸16份、磷胺12 份、硫酸钾3份、豆粕粉35份、黄腐酸2份。

所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

树脂料的制备：

S1、采用浓度为35％的NaOH溶液，同时在冰水浴中中和聚丙烯酸盐；

S2、向S1中和后的溶液中添加分散剂和丙烯酰胺，再逐滴加入偶联剂、引发剂、水浴加热，温度升高，反应5小时，得到聚合物；

S3、将聚合物放入干燥箱中进行烘干处理，获得树脂料；

活性土的制备：

A1、以豆粕粉为原料，并加入水解酶进行水解反应，得到豆粕水解物；

A2、向豆粕水解物中加入黄腐酸，再进行喷雾干燥，获得豆粕载体；

A3、向豆粕载体中按重量份继续添加腐殖酸、磷胺、硫酸钾在恒温、恒湿环境下搅拌混合，干燥，获得活性土；

高吸水性树脂的制备：

将树脂料与活性土按重量份配比混合。

实施例2：

本发明实施例提供一种适用于土壤培育的高吸水性树脂，包括树脂料和活性土，所述树脂料包括以下重量份组成：聚丙烯酸盐12份、高吸水树脂35份、硅烷偶联剂0.2份、引发剂0.1份(过硫酸铵与马来亚酸酐—苯乙烯共聚物按照重量份2:1混合)、分散剂0.2份、丙烯酰胺0.1份；所述活性土包括以下重量份组成：腐殖酸15份、磷胺5份、硫酸钾5份、豆粕粉30份、黄腐酸2份。

所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

树脂料的制备：

S1、采用浓度为25％的NaOH溶液，同时在冰水浴中中和聚丙烯酸盐；

S2、向S1中和后的溶液中添加分散剂和丙烯酰胺，再逐滴加入偶联剂、引发剂、水浴加热，温度升高，反应4小时，得到聚合物；

S3、将聚合物放入干燥箱中进行烘干处理，获得树脂料；

活性土的制备：

A1、以豆粕粉为原料，并加入水解酶进行水解反应，得到豆粕水解物；

A2、向豆粕水解物中加入黄腐酸，再进行喷雾干燥，获得豆粕载体；

A3、向豆粕载体中按重量份继续添加腐殖酸、磷胺、硫酸钾在恒温、恒湿环境下搅拌混合，干燥，获得活性土；

高吸水性树脂的制备：

将树脂料与活性土按重量份配比混合。

实施例3：

本发明实施例提供一种适用于土壤培育的高吸水性树脂，包括树脂料和活性土，所述树脂料包括以下重量份组成：聚丙烯酸盐20份、高吸水树脂40份、硅烷偶联剂0.2份、引发剂0.1份(过硫酸铵与马来亚酸酐—苯乙烯共聚物按照重量份2:1混合)、分散剂0.1份、丙烯酰胺0.1份；所述活性土包括以下重量份组成：腐殖酸10份、磷胺10 份、硫酸钾3份、豆粕粉30份、黄腐酸5份。

所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

树脂料的制备：

S1、采用浓度为25％的NaOH溶液，同时在冰水浴中中和聚丙烯酸盐；

S2、向S1中和后的溶液中添加分散剂和丙烯酰胺，再逐滴加入偶联剂、引发剂、水浴加热，温度升高，反应3小时，得到聚合物；

S3、将聚合物放入干燥箱中进行烘干处理，获得树脂料；

活性土的制备：

A1、以豆粕粉为原料，并加入水解酶进行水解反应，得到豆粕水解物；

A2、向豆粕水解物中加入黄腐酸，再进行喷雾干燥，获得豆粕载体；

A3、向豆粕载体中按重量份继续添加腐殖酸、磷胺、硫酸钾在恒温、恒湿环境下搅拌混合，干燥，获得活性土；

高吸水性树脂的制备：

将树脂料与活性土按重量份配比混合。

实施例4：

本发明实施例提供一种适用于土壤培育的高吸水性树脂，包括树脂料和活性土，所述树脂料包括以下重量份组成：聚丙烯酸盐10份、高吸水树脂50份、硅烷偶联剂0.3份、引发剂0.2份(过硫酸铵与马来亚酸酐—苯乙烯共聚物按照重量份2:1混合)、分散剂0.2份、丙烯酰胺0.2份；所述活性土包括以下重量份组成：腐殖酸20份、磷胺15 份、硫酸钾3份、豆粕粉40份、黄腐酸4份。

所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

树脂料的制备：

S1、采用浓度为30％的NaOH溶液，同时在冰水浴中中和聚丙烯酸盐；

S2、向S1中和后的溶液中添加分散剂和丙烯酰胺，再逐滴加入偶联剂、引发剂、水浴加热，温度升高，反应5小时，得到聚合物；

S3、将聚合物放入干燥箱中进行烘干处理，获得树脂料；

活性土的制备：

A1、以豆粕粉为原料，并加入水解酶进行水解反应，得到豆粕水解物；

A2、向豆粕水解物中加入黄腐酸，再进行喷雾干燥，获得豆粕载体；

A3、向豆粕载体中按重量份继续添加腐殖酸、磷胺、硫酸钾在恒温、恒湿环境下搅拌混合，干燥，获得活性土；

高吸水性树脂的制备：

将树脂料与活性土按重量份配比混合。

获得以下实验参数：

实施例	吸水倍率	0.5pa保水率	孔隙率(％)	有机质(％)
					实施例1	31.2	19.3	43.1	1.91
实施例2	33.1	16.0	41.7	2.01
					实施例3	31.4	16.8	41.2	1.87
实施例4	30.7	17.1	42.2	1.93
					对比例	38.3	18.5	30.8	0.17

其中对比例为市场上采购的高吸水树脂，由上表可知，本申请采用的吸水树脂因为掺杂活性土，其整体的吸水倍率依然较高，能够起到良好的锁水保水效果，同时在0.5pa保水率(即在0.5倍大气压下测试的吸水树脂的保水率)，其保水率与对比例相当，可适用于沙漠环境下的多变气候，降低其在恶劣环境下的失水性，长时间保持农作物根系部位土壤的湿度促进其生长。

同时本申请提出的适用于土壤培育的高吸水性树脂，其孔隙率较大，便于农作物根系在吸水性树脂的孔隙间生长，并且活性土中富含的有机质可为根系生产提供充足的养料。

本申请在种植农作物时，按照使用比例添加高吸水性树脂置于根部，并浇灌足量水分至高吸水性后达到吸水饱和即可完成，可使用在干旱半干旱地区推广使用，并且后续可及补充水分。

综上所述：本发明采用树脂料与活性土分别制取的同时，避免活性土中的物质影响树脂料聚合物的形成，单独制备的树脂料可增加其聚合物的聚合度，以便提升其存水储水的能力。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种适用于土壤培育的高吸水性树脂，包括树脂料和活性土，其特征在于，所述树脂料包括以下重量份组成：聚丙烯酸盐10-20份、高吸水树脂30-50份、偶联剂0.2-0.3份、引发剂0.1-0.2份、分散剂0.1-0.2份、丙烯酰胺0.1-0.2份；所述活性土包括腐殖酸、磷胺、硫酸钾、豆粕粉、黄腐酸，其中活性土占树脂料总重量份的10-60％。

2.如权利要求1所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂，其特征在于，活性土包括以下重量份组成：腐殖酸10-20份、磷胺5-15份、硫酸钾3-5份、豆粕粉30-40份、黄腐酸2-5份。

3.如权利要求1所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂及其制备工艺，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

4.如权利要求1所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂及其制备工艺，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵与马来亚酸酐—苯乙烯共聚物按照重量份2:1混合。

5.如权利要求1-4任一项所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

树脂料的制备：

S1、采用NaOH溶液中和聚丙烯酸盐；

S2、向S1中和后的溶液中添加分散剂和丙烯酰胺，再逐滴加入偶联剂、引发剂、水浴加热，温度升高，反应3-5小时，得到聚合物；

S3、将聚合物放入干燥箱中进行烘干处理，获得树脂料；

活性土的制备：

A1、以豆粕粉为原料，并加入水解酶进行水解反应，得到豆粕水解物；

A2、向豆粕水解物中加入黄腐酸，再进行干燥，获得豆粕载体；

A3、向豆粕载体中按重量份继续添加腐殖酸、磷胺、硫酸钾，并混合搅拌，干燥，获得活性土；

高吸水性树脂的制备：

将树脂料与活性土按重量份配比混合。

6.如权利要求5所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂及其制备工艺，其特征在于，所述树脂料的制备时，NaOH溶液浓度为25-35％。

7.如权利要求5所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂及其制备工艺，其特征在于，所述树脂料的制备时，采用冰水浴中中和NaOH溶液和聚丙烯酸盐。

8.如权利要求5所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂及其制备工艺，其特征在于，所述活性土制备干燥时，采用喷雾干燥方法操作。

9.如权利要求5所述的适用于土壤培育的高吸水性树脂及其制备工艺，其特征在于，所述活性土制备时，添加的腐殖酸、磷胺、硫酸钾采用恒温、恒湿环境下混合。