CN1321723A - 多功能超强吸水保水剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能超强吸水保水剂及制备方法,它属于一种多功能高分子材料,它是丙烯酸、碱、交联剂和引发剂组成,其特征在于它还包括有化肥、微肥、微量元素以及蒸馏水;其制备方法是:将上述除引发剂外的原料按上述的次序依次放入到防腐反应釜中,搅拌20～30分钟后将温度调至40～45℃;将上述混合溶液转到另一反应釜中,在35～45℃下加入引发剂引发聚合,即得多孔性白色固体,待风干后粉碎成20～80目粒状物即可。本发明制造工艺简单,反应周期短,成本低廉,产品的含水率在4%左右,且具有多种肥效。

Description

多功能超强吸水保水剂及制备方法

本发明涉及一种多功能超强吸水保水剂以及它的制造方法，它属于可广泛地应用在工业、农林业、园艺、医疗卫生和日常生活中的一种高分子材料。

目前全世界生产的各类高吸水材料很多，美国、欧洲和中国均以淀粉类为主。众所周知，淀粉是一种天然高分子，其产品耐热性差、易腐烂分解；采用其它原料如纤维素、丙烯腈等合成的超强吸水剂产品，其吸水性能又远不如淀粉类产品。中国专利92104785.1号中记述了一种超吸水树脂的制备方法，它的主要原料是丙烯酸、碱、交联剂、有机溶剂等。从其配方上分析，该配方所使用的交联剂、有机溶剂、引发剂等都是较昂贵的原材料，这无疑使产品成本增加了许多。从其制备方法上来分析，它是使用了较为传统的一种制备方法，即使用有机溶剂来实现产品的干燥脱水。这种工艺存在以下三方面的缺点：一是工艺复杂，原料价格较贵；二是从投料到最终产品的产出需要3个小时才能完成，其反应时间较长；三是其产物的水份含量为10％，依然是一个较高的含水率水平，而从产品质量和实际应用角度来说，这类产品的含水率越少越好。从其产品的使用功能上来分析，该方法制备出的吸水树脂其功能单一，仅仅能完成吸水保水功能，并不具备其它对于农作物有益的功能。

本发明的目的在于提供一种多功能超强吸水保水剂及制备方法，这种多功能超强吸水保水剂既具有超强的吸水保水性，又可同时为农作物提供一些在其生长过程中所需的营养元素；该制备方法反应时间短，工艺简单，产物含水量低。

本发明的目的是这样实现的：

一种多功能超强吸水保水剂，它的原料配方包括有：丙烯酸：45～52％；碱：16～20％；交联剂：2～4×10^-4；引发剂：1～3×10^-3；其特征在于它还包括如下的组成成份：

化肥：16～21％；微肥：1.4～1.8％；

微量元素：0.2～0.4％；余量为蒸馏水。

所述的碱为氢氧化钾和碳酸钠。所述的交联剂为二乙撑二丙烯酰胺或乙二醇二缩水甘油醚或环氧树脂。所述的引发剂是过硫酸铵、亚硫酸钠或过硫酸钾、抗坏血酸，所用的两种成份各占其引发剂总量的1/2。所述的化肥可以是碳酸氢铵或硝酸铵或硫酸铵或尿素或磷酸二氢钾中的任一种。所述的微肥是磷酸氢二铵。所述的微量元素可以是硫酸锌或硼砂或钼酸铵中的任意两种。

所述的多功能超强吸水保水剂的制备方法包括如下的步骤：

a、在防腐反应釜中依据按所述的重量要求依次加入丙烯酸、碱、化肥、微肥、微量元素、交联剂及蒸馏水，然后进行20～30分钟的搅拌，后将温度调至40℃～45℃；

b、将上述的混合液体转入抗粘反应容器中，将温度控制在35℃～45℃，然后加入引发剂，引发聚合后即得多孔性白色固体；

c、将上述白色固体风干至含水份在4％左右后粉碎成20～80目的粒状物即得成品。本发明中的吸水保水剂有如下的特点：a、高吸水率：见表一。

表一多功能超强吸水保水剂的吸水率

水  质	吸水率(g/g)	吸水时间
			蒸馏水	400～800	30分钟
自来水	150～300	30分钟
			生理盐水	50～90	30分钟

注：生理盐水为0.9％NaCl水溶液。

b、释放缓慢：吸水至饱和的吸水保水剂在土壤中一般的释放时间可持续60～80天。

c、具有多种肥效：由于本发明的吸水保水剂中含有氮、磷、钾等各种元素，还含有一定量的微量元素，因此使用本发明的吸水保水剂除了能达到抗旱保墒、增强作物的抗逆能力的目的之外，还可实现缓慢施肥，更加有利于农作物的生长。

d、在农业和林业应用方面的对比试验结果如下：

农业方面：对26万亩大田中的小麦和玉米种子进行了种子包衣处理，即用本发明的吸水保水剂对小麦和玉米进行包衣处理。进行包衣处理的小麦种子每亩成本增加11.50元，产量可提高14.4％左右；玉米种子的包衣处理成本每亩增加6元，其产量提高了17.7％左右，本试验中的对照组是小麦和玉米种子未经过处理的大田。

林业方面：在沙漠干旱地区完成2200亩成片防风固沙林试验，在使用了本发明的吸水保水剂后，其苗木的成活率提高了25～30％。在4090亩示范造林地上，其苗木的成活率达到了90％以上。

本发明中的制备方法具有如下的特点：

a、本发明中的制备方法是在低温下引发，高温下快速聚合；

b、在整个反应过程中及成品的干燥过程中不添加任何有机溶剂，而是依靠反应自身放出的热量脱除其中的水份，这样可很大程度上降低产品的成本；

c、将传统的吸水保水剂的生产工艺——聚合和干燥两步法合二为一，不仅简化了反应设备，节省了能耗，也使生产成本降低，反应时间缩短；

d、本发明的制备方法不产生废水、废渣，仅有含量极少的丙烯酸气体释放，且气体中的丙烯酸还可通过简单处理后回收利用，不产生环境污染问题。

实施例1：

在装有搅拌及温度计的防腐反应釜中依次加入46克丙烯酸、19克硝酸铵、1.6克磷酸氢二铵、0.15克硼砂、0.18克钼酸铵、12.9克氢氧化钾、6克碳酸钠、0.03克乙二醇二缩水甘油醚、14克蒸馏水，搅拌30分钟，然后将温度调至40℃。将上述搅拌后的混合溶液转入抗粘反应器中，将温度控制在35℃，然后分别加入引发剂过硫酸钾和亚硫酸钠各0.07克，搅拌均匀，数分钟后即可聚合成多孔性白色固体，待风干至水份含量在4％后，粉碎成粒径为20～80目的粒状物。

实施例2：

取50克丙烯酸、19克尿素、1.5克磷酸氢二铵、0.16克硼砂、0.16克钼酸铵、9克氢氧化钾、9克碳酸钠、0.02克二乙撑二丙烯酰胺、11克蒸馏水于反应釜中，搅拌30分钟后将温度调至45℃。将上述混合液转入抗粘反应器中，将温度控制在45℃，然后加入过硫酸铵和抗坏血酸各0.08克，后续工艺同实施例1。

实施例3：

取52克丙烯酸、18克硫酸铵、1.4克磷酸二氢铵、0.15克硼砂、0.18克钼酸铵、20克碳酸钠、0.03克环氧树脂、8克蒸馏水于防腐反应釜中，搅拌30分钟后，将温度调至42℃。将上述混合液转入抗粘反应器中，将温度控制在40℃，然后加入过硫酸铵和亚硫酸钠各0.08克，其它步骤与实施例1相同。

Claims (7)

1、一种多功能超强吸水保水剂，它的原料配方包括有：丙烯酸：45～52％；碱：16～20％；交联剂：2～4×10^-4；引发剂：1～3×10^-3；其特征在于它还包括如下的组成成份：

化肥：16～21％；微肥：1.4～1.8％；

微量元素：0.2～0.4％

余量为蒸馏水。

2、如权利要求1中所述的多功能超强吸水保水剂，其特征在于所述的交联剂为二乙撑二丙烯酰胺或乙二醇二缩水甘油醚或环氧树脂。

3、如权利要求1中所述的多功能超强吸水保水剂，其特征在于所述的引发剂是过硫酸铵、亚硫酸钠或过硫酸钾、抗坏血酸，所用的两种成份各占其引发剂总量的1/2。

4、如权利要求1中所述的多功能超强吸水保水剂，其特征在于所述的化肥可以是碳酸氢铵或硝酸铵或硫酸铵或尿素或磷酸二氢钾中的任一种。

5、如权利要求1中所述的多功能超强吸水保水剂，其特征在于所述的微肥是磷酸氢二铵。

6、如权利要求1中所述的多功能超强吸水保水剂，其特征在于所述的微量元素可以是硫酸锌或硼砂或钼酸铵中的任意两种。

7、如权利要求1中所述的多功能超强吸水保水剂制备方法，其特征在于它包括以下的步骤：

a、在防腐反应釜中依据按所述的重量要求依次加入丙烯酸、碱、化肥、微肥、微量元素、交联剂及蒸馏水，然后进行20～30分钟的搅拌，后将温度调至40℃～45℃；

b、将上述的混合液体转入抗粘反应容器中，将温度控制在35℃～45℃，然后加入引发剂，引发聚合后即得多孔性白色固体；

c、将上述白色固体风干至含水份在4％左右后粉碎成20～80目的粒状物即得成品。