專利名稱：一種農(nóng)林保水劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)林保水劑的制備方法，尤其是一種農(nóng)林領(lǐng)域應(yīng)用的高分子吸水樹脂保水劑的制備方法。
背景技術(shù)：
高分子吸水樹脂(英文名為Super Absorbent Polymer,簡(jiǎn)寫為SAP),是一種含有羧基等強(qiáng)親水性基團(tuán)并具有一定交聯(lián)度的水溶脹型高分子聚合物。與傳統(tǒng)吸水材料如海綿、纖維素、硅膠相比，它不溶于水，也不溶于有機(jī)溶劑，卻又有著奇特的吸水性能和保水能力，同時(shí)又具備高分子材料的優(yōu)點(diǎn)。高分子吸水樹脂的吸水量高，最高可達(dá)到自重的千倍以上，而且保水性強(qiáng)，即使在受熱、加壓條件下也不易失水，對(duì)光、熱、酸堿的穩(wěn)定性好，還具有良好的生物降解性能。1973年美國(guó)Ucc公司開始將高分子吸水樹脂應(yīng)用于農(nóng)林方面土壤保水，苗木培育、育種、沙漠治理等，取得了成效。但是，其產(chǎn)品在土壤內(nèi)吸水后的凝膠離植物 根太近，根進(jìn)入膠凝中，會(huì)與凝膠接觸在一起，會(huì)引起根腐爛，且由于隨著吸水樹脂吸放水的體積變化，可能切斷細(xì)根的缺點(diǎn)，而且價(jià)格較貴，在農(nóng)業(yè)方面的推廣應(yīng)用受到限制。目前，國(guó)內(nèi)的高分子吸水樹脂研究開發(fā)工作起步較晚，還處于初級(jí)階段，80年代初開始，20年來我國(guó)有20多個(gè)單位科研院所進(jìn)行了研究開發(fā)，有的已轉(zhuǎn)入小批量生產(chǎn)，但由于生產(chǎn)技術(shù)工藝復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，成本高等因素，難以推廣。現(xiàn)有的農(nóng)林保水劑在土壤內(nèi)吸水后的凝膠離植物根太近，根進(jìn)入膠凝中，會(huì)與凝膠接觸在一起，會(huì)引起根腐爛，且由于隨著吸水樹脂吸放水的體積變化，可能切斷細(xì)根對(duì)植物根系有傷害，從而制約了土壤保水劑在農(nóng)林業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展。中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，缺雨多旱，土地沙漠化面積大，干旱、半干旱地區(qū)約占國(guó)土面積的51 %，7. 7億畝耕地中沒有灌溉條件的旱地約占耕地面積的65%，從九十年代到2000年的國(guó)家有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，全國(guó)年平均受旱面積4. 5億畝，每年因干旱減產(chǎn)100-200億公斤，直接經(jīng)濟(jì)損失200億左右。如果能夠通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，將高分子吸水樹脂廣泛應(yīng)用于植樹造林、種草植被、水土保持、改良土壤等農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，提高農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)效率，將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益與良好的市場(chǎng)前景。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種農(nóng)林保水劑的制備方法，縮短工藝流程，減少生產(chǎn)時(shí)間，降低生產(chǎn)成本，制備的農(nóng)林保水劑產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可直接均勻放在植物根部，對(duì)植物的根系成活、生長(zhǎng)、發(fā)育無傷害。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是，一種農(nóng)林保水劑的制備方法，包括下列內(nèi)容(I)配制NaOH水溶液將純度為93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反應(yīng)將配制好的NaOH水溶液連續(xù)加入到1500g純度大于99. 5%的丙烯酸中，進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10-28分鐘，然后加入225g丙烯酰胺，再降溫到30-40°C ；
(3)接枝共聚反應(yīng)向中和反應(yīng)后的溶液中，一次性加入350_450g玉米粉進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為80-120轉(zhuǎn)/分鐘，再加入2g亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，然后加入2g過硫酸鉀催化劑，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，反應(yīng)過程中的溫度控制在60°C _115°C，反應(yīng)時(shí)間為15-30分鐘；(4)凝固干燥將反應(yīng)混合液分流到聚合老化器中；反應(yīng)10-20分鐘后混合液聚合成固體，聚合過程中聚合熱使物料自然干燥；(5)粉碎將固體產(chǎn)品粉碎成顆粒，即得吸水倍率300_700g/g的成品。上述的農(nóng)林保水劑的制備方法，所使用的丙烯酸比重為20°C時(shí)I. 051克/厘米3，沸點(diǎn)為141. 3°C，閃點(diǎn)為54. 5°C。上述的農(nóng)林保水劑的制備方法，包括下列內(nèi)容(I)配制NaOH水溶液將濃度為93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反應(yīng)將配制好的NaOH水溶液連續(xù)加入到1500g純度大于99. 5%的丙烯酸中，進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為22分鐘，加入225g丙烯酰胺；然后降溫到37°C ；(3)接枝共聚反應(yīng)向中和反應(yīng)后的溶液中，一次性加入360g玉米粉進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為110轉(zhuǎn)/分鐘，再加入2g亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，然后加入2g過硫酸鉀催化劑，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，反應(yīng)過程中的溫度控制在110°C，反應(yīng)時(shí)間為20分鐘；(4)凝固干燥將反應(yīng)混合液分流到聚合老化器中；反應(yīng)20分鐘后混合液聚合成固體，聚合過程中聚合熱使物料自然干燥；(5)粉碎將固體產(chǎn)品粉碎成顆粒，即得吸水倍率400_700g/g的成品。本發(fā)明的農(nóng)林保水劑的制備方法具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果I、應(yīng)用本發(fā)明的制備方法可直接聚合成產(chǎn)品，無需烘烤干燥，聚合放熱的過程就是干燥的過程，無需淀粉糊化，無需洗滌、皂化等過程，使生產(chǎn)工藝流程縮短了 5倍，可在I 小時(shí)左右生產(chǎn)出成品，降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)周期短、成本低。生產(chǎn)過程中無三廢排放，對(duì)環(huán)境無污染，安全環(huán)保。2、應(yīng)用本發(fā)明的方法制備的產(chǎn)品為黃白色，質(zhì)量穩(wěn)定，可直接放在植物根部，對(duì)植物根系的生長(zhǎng)無傷害，與土壤均勻混合后，能大量的儲(chǔ)存土壤中的水肥，長(zhǎng)時(shí)間不蒸發(fā)不流失，提高土壤保墑、保水、保肥能力，根據(jù)植物生長(zhǎng)需求均勻的供給營(yíng)養(yǎng)，有效促進(jìn)植物的成活、生長(zhǎng)和發(fā)育，確保植物生長(zhǎng)抗御干旱能力。還可改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，防止土壤板結(jié)和鹽堿化，使土壤的水肥不易流失，提高土壤水肥利用率。生產(chǎn)的農(nóng)林保水劑產(chǎn)品符合NY886-2004農(nóng)林行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，產(chǎn)品經(jīng)青島市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所檢驗(yàn)合格(NO QIQ-11300453):其產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和無害化指標(biāo)符合國(guó)家GB15979 —次性使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I本實(shí)施例的農(nóng)林保水劑的制備方法，包括下列內(nèi)容(I)配制NaOH水溶液將濃度為93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反應(yīng)將配制好的NaOH水溶液連續(xù)加入到1500g純度大于99. 5%的丙烯酸中，進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10分鐘，加入225g丙烯酰胺；然后降溫到30°C ；(3)接枝共聚反應(yīng)向中和反應(yīng)后的溶液中，一次性加入350g玉米粉進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分鐘，再加入2g亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，然后加入2g過硫酸鉀催化劑，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，反應(yīng)過程中的溫度控制在60°C，反應(yīng)時(shí)間為15分鐘；(4)凝固干燥將反應(yīng)混合液分流到聚合老化器中；反應(yīng)20分鐘后混合液聚合成固體，聚合過程中聚合熱使物料自然干燥；(5)粉碎將固體產(chǎn)品粉碎成顆粒，即得吸水倍率300_600g/g的成品。實(shí)施例2本實(shí)施例的農(nóng)林保水劑的制備方法，包括下列內(nèi)容 (I)配制NaOH水溶液將濃度為93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反應(yīng)將配制好的NaOH水溶液連續(xù)加入到1500g純度大于99. 5%的丙烯酸中，進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為20分鐘，加入225g丙烯酰胺；然后降溫到40°C ；(3)接枝共聚反應(yīng)向中和反應(yīng)后的溶液中，一次性加入380g玉米粉進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘，再加入2g亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，然后加入2g過硫酸鉀催化劑，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，反應(yīng)過程中的溫度控制在115°C，反應(yīng)時(shí)間為25分鐘；(4)凝固干燥將反應(yīng)混合液分流到聚合老化器中；反應(yīng)10分鐘后混合液聚合成固體，聚合過程中聚合熱使物料自然干燥；(5)粉碎將固體產(chǎn)品粉碎成顆粒，即得吸水倍率400_700g/g的成品。實(shí)施例3本實(shí)施例農(nóng)林保水劑的制備方法，包括下列內(nèi)容(I)配制NaOH水溶液將濃度為93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反應(yīng)將配制好的NaOH水溶液連續(xù)加入到1500g純度大于99. 5%的丙烯酸中，進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為15分鐘，加入225g丙烯酰胺；然后降溫到32°C ；(3)接枝共聚反應(yīng)向中和反應(yīng)后的溶液中，一次性加入450g玉米粉進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為90轉(zhuǎn)/分鐘，再加入2g亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，然后加入2g過硫酸鉀催化劑，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，反應(yīng)過程中的溫度控制在80°C，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘；(4)凝固干燥將反應(yīng)混合液分流到聚合老化器中；反應(yīng)15分鐘后混合液聚合成固體，聚合過程中聚合熱使物料自然干燥；(5)粉碎將固體產(chǎn)品粉碎成顆粒，即得吸水倍率350_680g/g的成品。實(shí)施例4本實(shí)施例的農(nóng)林保水劑的制備方法，包括下列內(nèi)容(I)配制NaOH水溶液將濃度為93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反應(yīng)將配制好的NaOH水溶液連續(xù)加入到1500g純度大于99. 5%的丙烯酸中，進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為22分鐘，加入225g丙烯酰胺；然后降溫到37°C ；(3)接枝共聚反應(yīng)向中和反應(yīng)后的溶液中，一次性加入360g玉米粉進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為110轉(zhuǎn)/分鐘，再加入2g亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，然后加入2g過硫酸鉀催化劑，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，反應(yīng)過程中的溫度控制在110°C，反應(yīng)時(shí)間為20分鐘；(4)凝固干燥將反應(yīng)混合液分流到聚合老化器中；反應(yīng)20分鐘后混合液聚合成固體，聚合過程中聚合熱使物料自然干燥；(5)粉碎將固體產(chǎn)品粉碎成顆粒，即得吸水倍率400_700g/g的成品。上述各實(shí)施例制得的農(nóng)林保水劑可直接均勻放在植物根部，對(duì)植物的根系成活、生長(zhǎng)、發(fā)育無傷害。農(nóng)林保水劑具體性能如下農(nóng)林保水劑具有吸水、保水、保肥、保溫和抗旱、抗沙漠化、激活草木植物生長(zhǎng)等功能，吸水后成為無色透明凝膠狀，具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它能吸收自身重量300-700倍的水分，可將雨水和澆灌的水肥、快速吸收儲(chǔ)存起來，根據(jù)植物生長(zhǎng)需求均勻的供給營(yíng)養(yǎng)，確保植物生長(zhǎng)抗御干旱能力。農(nóng)林保水劑在土壤內(nèi)能使80%以上的肥料養(yǎng)分不蒸發(fā)流失、達(dá)到保水保肥的效果，是草木植物和農(nóng)林作物的小型水肥庫(kù)?？筛牧纪寥莱蓤F(tuán)粒結(jié)構(gòu)，防止土壤板結(jié)和鹽堿化，使土壤的水肥不易流失，提高土壤水肥的利用率。農(nóng)林保水劑在土壤內(nèi)反復(fù)的吸收水分、形成凝膠收縮膨脹，給土壤造成大量微型空隙，提高土壤的透氣性，改良根系環(huán)境促使根系微生物的生長(zhǎng)，防止土壤的板結(jié)和鹽潰化。使用農(nóng)林保水劑改良后的土壤內(nèi)部晝夜溫差小，可提高地溫3度左右，可使農(nóng)作物提前收獲5-10天，增產(chǎn)20%以上；又是草木植物的激活生長(zhǎng)素，提高干旱地區(qū)植樹造林成 活率，最高可達(dá)95%以上；同時(shí)也可做到樹木花卉當(dāng)日內(nèi)帶土無季節(jié)性移植,成活率可達(dá)90%以上；農(nóng)作物蔬菜移栽苗不緩苗，成活率可達(dá)97%以上；農(nóng)林保水劑無味、無毒、無害，即是土壤的保水庫(kù)、又是植物激活的生長(zhǎng)素，更是農(nóng)林業(yè)的增產(chǎn)增收素。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)林保水劑的制備方法，包括下列內(nèi)容 (1)配制NaOH水溶液將純度為93%的NaOH229g，溶解在600g水中； (2)中和反應(yīng)將配制好的NaOH水溶液連續(xù)加入到1500g純度大于99.5%的丙烯酸中，進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10-28分鐘，然后加入225g丙烯酰胺，再降溫到30-40°C ； (3)接枝共聚反應(yīng)向中和反應(yīng)后的溶液中，一次性加入350-450g玉米粉進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為80-120轉(zhuǎn)/分鐘，再加入2g亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，然后加入2g過硫酸鉀催化劑，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，反應(yīng)過程中的溫度控制在60°C _115°C，反應(yīng)時(shí)間為15-30分鐘； (4)凝固干燥將反應(yīng)混合液分流到聚合老化器中；反應(yīng)10-20分鐘后混合液聚合成固體，聚合過程中聚合熱使物料自然干燥； (5)粉碎將固體產(chǎn)品粉碎成顆粒，即得吸水倍率300-700g/g的成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的農(nóng)林保水劑的制備方法，其特征在于，包括下列步驟 (1)配制NaOH水溶液將濃度為93%的NaOH229g，溶解在600g水中； (2)中和反應(yīng)將配制好的NaOH水溶液連續(xù)加入到1500g純度大于99.5%的丙烯酸中，進(jìn)行中和反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為22分鐘，加入225g丙烯酰胺；然后降溫到37°C ； (3)接枝共聚反應(yīng)向中和反應(yīng)后的溶液中，一次性加入360g玉米粉進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為110轉(zhuǎn)/分鐘，再加入2g亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，然后加入2g過硫酸鉀催化劑，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，反應(yīng)過程中的溫度控制在110°C，反應(yīng)時(shí)間為20分鐘； (4)凝固干燥將反應(yīng)混合液分流到聚合老化器中；反應(yīng)20分鐘后混合液聚合成固體，聚合過程中聚合熱使物料自然干燥； (5)粉碎將固體產(chǎn)品粉碎成顆粒，即得吸水倍率400-700g/g的成品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種農(nóng)林保水劑的制備方法，包括下列步驟配制NaOH水溶液，將配制好的NaOH水溶液與丙烯酸進(jìn)行中和反應(yīng)，然后進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，經(jīng)凝固干燥和粉碎制得吸水倍率300-700g/g的成品。本發(fā)明的農(nóng)林保水劑的制備方法，生產(chǎn)周期短、成本低，生產(chǎn)過程中無三廢產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境無污染，安全環(huán)保。使用該方法制備的農(nóng)林保水劑產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可直接均勻放在植物根部，對(duì)植物的根系成活、生長(zhǎng)、發(fā)育無傷害。
文檔編號(hào)C08F251/00GK102898587SQ20121033011
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者朱彥芳 申請(qǐng)人:青島鑫垚保水高新材料有限公司