CN114409473A - 一种营养型保水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种营养型保水剂及其制备方法，改性凹凸棒土、丙烯酰胺、丙烯酸钾、氮肥、磷肥与淀粉混合后，加入交联剂和引发剂，反应完成后，冷却到室温，烘干即可。本发明经过特殊改性的保水剂和氮肥、磷肥及钾肥达到化学型结合效果，可以使其有效养分(水分及氮磷钾元素)缓慢释放，长时间提供植物需要的养分，提高水分及肥料的利用率。本发明在制备过程中不使用有机粘结剂，不会污染环境，制作工艺简单，安全环保。

Description

一种营养型保水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及保水剂技术领域，具体涉及一种营养型保水剂及其制备方法。

背景技术

保水剂应用于节水农业，必须满足“保水、保肥、保土、助长、安全”五大 功能，由于多种肥料易溶于水，而水又处于主导地位，遵循肥随水走，以水调 肥的规律，保水剂在保水的同时还能起到保肥的功效。它能减少施用肥料的总 量，减少水肥淋失，提高肥料利用率。而在另一方面，保水剂应用于农田灌溉 时，在肥料溶解后的土壤电解质溶液中保水剂的吸水率又会大幅度的下降，因 而有些文献建议土壤施用保水剂时不应与电解质肥料混施。

保水剂与肥料的结合有四种方式：

物理混合型，就是直接将高聚物与肥料混合在一起的方法，这种方式实施方 法简单，但往往因为肥料对高聚物的影响导致保水剂失去吸水保水性能；

吸附型，就是将保水剂放在肥料溶液中，利用其吸液性能吸附肥料，需将肥 料溶解再用保水剂吸附，无法实现机械化施用肥料；

包膜/包裹型，就是以肥料为核，高聚物做外壳包裹在外面或者在肥料中加 入吸水物质，用非吸水性物质做外壳，制备工艺复杂，需要使用粘结剂，而且 在制备过程中对保水剂的性能具有一定的影响；

化学反应型，就是改性高聚物，使肥料基团链接在高分子上，是在保水剂聚 合之前将肥料加入，让保水剂单体与肥料进行接枝共聚反应，保水剂与肥料进 行有机结合，不使用有机粘结剂，不会污染环境，制作工艺简单，安全环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种营养型保水剂及其制备方法，使保水剂的吸保水 作用和保肥吸肥功效都能得到充分发挥。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种营养型保水剂的制备方法，改性凹凸棒土、丙烯酰胺、丙烯酸钾、氮 肥、磷肥与淀粉混合后，加入交联剂和引发剂，反应完成后，冷却到室温，烘 干即可。

本发明经过特殊改性的保水剂和氮肥、磷肥及钾肥达到化学型结合效果， 可以使其有效养分(水分及氮磷钾元素)缓慢释放，长时间提供植物需要的养 分，提高水分及肥料的利用率。本发明在制备过程中不使用有机粘结剂，不会 污染环境，制作工艺简单，安全环保。

优选的是：改性凹凸棒土的制备方法包括如下步骤：按固液比10:1将2 mol/L的盐酸与凹凸棒土混合，常温搅拌24-48小时后，离心洗涤，直到溶液 pH值达到6，烘干得到酸改性凹凸棒土；取一定量的酸改性凹凸棒土加入溶有 十六烷基三甲基溴化铵的乙醇溶液，其浓度为0.01g/ml，70℃下恒温搅拌8h， 抽滤，用无水乙醇反复洗涤直到无法检测出溴离子，烘干即为改性凹凸棒土。

优选的是：淀粉为糊化玉米淀粉，制备方法包括如下步骤：玉米淀粉中加 入蒸馏水，同时通入氮气，高速搅拌条件下，72.5℃水浴糊化1h，取出糊化 淀粉，冷却到室温备用。

优选的是：丙烯酸钾的制备方法包括如下步骤：用一定量蒸馏水溶解氢氧 化钾，室温冷却后在冰水浴中用丙烯酸中和。

优选的是：氮肥包括尿素，磷肥包括磷酸二氢钾、多聚磷酸盐的至少一种。

优选的是：交联剂包括N,N′-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂包括过硫酸铵。

优选的是：各原料的质量份数为：丙烯酸30-60份；玉米淀粉6-15份；丙 烯酰胺10份，多聚磷酸盐0-10份；磷酸二氢钾0-15份；尿素1-20份；氢氧 化钾20-50份；N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01-0.1份；过硫酸铵0.1-0.9份。

优选的是：改性凹凸棒土、丙烯酰胺、丙烯酸钾、氮肥、磷肥与淀粉反应 温度65-70℃，反应时间3-5小时。

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，所描述的实施例是本发明的 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技 术人员在没有做出创造性劳动的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

采用的原料按照重量份数，包括丙烯酸50份；玉米淀粉6份；丙烯酰胺10 份，多聚磷酸盐2份；磷酸二氢钾5份；尿素5份；氢氧化钾20份；N,N′- 亚甲基双丙烯酰胺0.03份；过硫酸铵0.2份。

制备方法：

1)凹凸棒土的改性

按固液比10:1将2mol/L的盐酸与凹凸棒土混合，常温搅拌24小时后， 反复离心洗涤直到溶液p H达到6为止，105℃下烘干备用；

取一定量的酸改性凹凸棒土加入到溶有十六烷基三甲基溴化铵的乙醇溶 液，其浓度为0.01g/ml,70℃下恒温搅拌8h，抽滤,用无水乙醇反复洗涤直 到无法检测出溴离子(0.1mol/L硝酸银)，105℃烘干备用。

2)糊化玉米淀粉

取一定量的淀粉，放入四口烧瓶中加入一定量的蒸馏水，同时通入氮气， 高速搅拌，72.5℃下水浴糊化1h后，取出糊化淀粉，冷却到室温备用。

3)中和丙烯酸

用一定量蒸馏水溶解氢氧化钾，室温冷却后在冰水浴中用丙烯酸中和，得 到丙烯酸钾。

4)与肥料共聚，合成吸水树脂

将改性凹凸棒土、丙烯酰胺、丙烯酸钾及一定量的氮肥(尿素)、磷肥(磷 酸二氢钾、多聚磷酸盐)依次加入到烧瓶中，与糊化后的淀粉在反应温度下(65 度-70℃)搅拌，同时通入氮气，混合均匀，30分钟后，分别加入交联剂(N, N′-亚甲基双丙烯酰胺)和引发剂(过硫酸铵)，当反应溶液变稠或顺杆向上 爬时，停止反应，3-5小时冷却到室温，取出，80℃烘干，粉碎。

实施例2

采用的原料按照重量份数，包括丙烯酸50份；玉米淀粉13份；丙烯酰胺 10份，多聚磷酸盐5份；磷酸二氢钾5份；尿素12份；氢氧化钾30份；N, N′-亚甲基双丙烯酰胺0.06份；过硫酸铵0.5份。

制备方法同实施例1。

实施例3

采用的原料按照重量份数，包括丙烯酸50份；玉米淀粉10份；丙烯酰胺 10份，多聚磷酸盐8份；磷酸二氢钾10份；尿素10份；氢氧化钾31份；N, N′-亚甲基双丙烯酰胺0.05份；过硫酸铵0.4份。

制备方法同实施例1。

检测1：

依照国家标准NY668-2016《农林保水剂》中对保水剂保水性能的检测方法 进行测试，结果见表1。

表1保水剂吸水倍率指标

检测2：取0.1g保水剂吸水饱和后测试吸水倍数，干燥，反复进行至吸水 倍数下降至最大吸水倍数的30％为止，记录吸水次数，结果见表2。

表2保水剂吸水次数指标

指标	反复吸水次数
		实施例1	15
实施例2	18
		实施例3	20
市面上其他营养型保水剂	5-8

检测3：

表3氮磷钾指标

指标	氮	磷	钾
				实施例1	9％	6％	18％
实施例2	10％	8％	21％
				实施例3	11％	10％	25％
市面上其他营养型保水剂	4-5％	2-3％	9-15％

Claims (9)

1.一种营养型保水剂的制备方法，其特征在于：改性凹凸棒土、丙烯酰胺、丙烯酸钾、氮肥、磷肥与淀粉混合后，加入交联剂和引发剂，反应完成后，冷却到室温，烘干即可。

2.如权利要求1所述的一种营养型保水剂的制备方法，其特征在于：改性凹凸棒土的制备方法包括如下步骤：按固液比10:1将2mol/L的盐酸与凹凸棒土混合，常温搅拌24-48小时后，离心洗涤，直到溶液pH值达到6，烘干得到酸改性凹凸棒土；取一定量的酸改性凹凸棒土加入溶有十六烷基三甲基溴化铵的乙醇溶液，其浓度为0.01g/ml，70℃下恒温搅拌8h，抽滤，用无水乙醇反复洗涤直到无法检测出溴离子，烘干即为改性凹凸棒土。

3.如权利要求1所述的一种营养型保水剂的制备方法，其特征在于：淀粉为糊化玉米淀粉，制备方法包括如下步骤：玉米淀粉中加入蒸馏水，同时通入氮气，高速搅拌条件下，72.5℃水浴糊化1h，取出糊化淀粉，冷却到室温备用。

4.如权利要求1所述的一种营养型保水剂的制备方法，其特征在于：丙烯酸钾的制备方法包括如下步骤：用一定量蒸馏水溶解氢氧化钾，室温冷却后在冰水浴中用丙烯酸中和。

5.如权利要求4所述的一种营养型保水剂的制备方法，其特征在于：氮肥包括尿素，磷肥包括磷酸二氢钾、多聚磷酸盐的至少一种。

6.如权利要求5所述的一种营养型保水剂的制备方法，其特征在于：交联剂包括N,N′-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂包括过硫酸铵。

7.如权利要求6所述的一种营养型保水剂的制备方法，其特征在于：各原料的质量份数为：丙烯酸30-60份；玉米淀粉6-15份；丙烯酰胺10份，多聚磷酸盐0-10份；磷酸二氢钾0-15份；尿素1-20份；氢氧化钾20-50份；N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01-0.1份；过硫酸铵0.1-0.9份。

8.如权利要求1所述的一种营养型保水剂的制备方法，其特征在于：改性凹凸棒土、丙烯酰胺、丙烯酸钾、氮肥、磷肥与淀粉反应温度65-70℃，反应时间3-5小时。

9.采用如权利要求1-8任一所述方法制备的营养型保水剂。