一種可多次反復多次利用的農林保水劑制造技術

本發明專利技術涉及一種可多次反復多次利用的農林保水劑。它有多種含有不飽和雙鍵的單體共聚而成，以超低溫水溶液自由基共聚的方式，采用三段復合引發體系，達到多元共聚的目的。再對保水劑進行二次表面后處理，進一步去除水溶物及殘余單體含量、在保水劑表面形成堅固的交聯層，可使保水劑吸水后表面堅韌。該保水劑外觀白色大顆粒，吸水、保水能力強，耐鹽堿性能優越，與化肥、養分、農藥復配性好，吸水后凝膠堅韌不易破碎，釋放持久，反復利用次數多，可用在對產品要求較高，對產品效果要求持久的農林行業。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及到水土保持
，具體涉及一種可以反復多次利用的農林保水劑。
技術介紹
近年來，多地區干旱情況日益嚴重，保水劑可使得水資源充分利用。在農林業保水劑又稱微型水庫，是一種獨具三維網狀結構的有機高分子聚合物。這類物質含有大量強吸水集團，可吸收并保持自身重量幾百倍的水，在土壤中能將雨水或澆灌水迅速吸收并保住，變為固態水而不流動不滲失，長久保持局部恒濕、天旱時緩慢釋放供植物利用。并且這些被儲存在保水劑中的水分可以為各種農作物、果樹、蔬菜、花卉、樹木等根系直接吸收，這也使得植物的抗旱能力有所提高，它特有的吸水、貯水、保水性能，決定了保水劑在農林業抗旱節水中的廣泛應用前景。一般上述保水劑具有如下性質：當與灌溉水或雨水接觸時，具有較高的吸水性能，較快的吸水速度等。而缺點在與重復利用次數較低，反復吸水放水3次以后，吸水性能就會大幅度下降，膠體易發生破碎，保水劑失效，使用受到限制。美國是最早進行保水劑研究開發的國家，于六十年代開始研究，研制成功一種新型高分子吸水材料，到七十年代實現了工業化生產。隨后日本、法國、英國、比利時等國家都先后開發保水劑，形成不同規模的生產能力，也建立了不少專門從事保水劑研究的機構。最早的保水劑產品是高分子量聚丙烯酰胺，所謂保水劑就是一種高吸水性樹脂材料。這類物質含有大量的強吸水基團，結構特異，在樹脂內部可產生高滲透締合作用并通過其網孔結構吸水，可吸持自身重量的數百倍至上千倍的純水。并且這些被貯存在保水劑中的水分，可以為各種農作物、果樹、蔬菜、花卉、林木等根系直接吸收分，這一特性決定了保水劑在農林業抗旱節水中的廣泛應用前景。農用保水劑的特點與工業不同，農用保水劑不追求高吸水倍率，而對反復吸水能力、凝膠強度和保水性等有特別的要求。同時必須保證使土壤不會板結、不受到污染，不影響種子發芽、出苗。要有適宜的pH值，要有很好的復配性能（與養分、農藥等）等。農林用保水劑，需要增進土壤保持水分和營養的能力，還能促進植物的生長和增加生物量。在國外近30個國家已經在使用農用保水劑。如美國、澳大利亞、法國等的應用，但大多是用在草坪地、花卉及其它產值高的植物上。單純在大田上的應用不多，主要因為農業比較效益低，產投效益不劃算。我國從80年代初開始引入保水劑，“七五”、“八五”期間曾列為國家攻關項目，80年代初至中期，一些廠家尋求技術、紛紛上馬，但都維持時間不長，這批廠家在經歷了慘淡經營之后，幾乎全部關閉。究其原因：一是因工藝技術問題導致產品觀感不好、質量不穩定；二是沒有考慮農業上應用的特點，尤其是對土、肥、水、種知識缺乏最基本的理解，保水劑直接應用于農業生產上效果不穩定。從94年開始，一直到現在是處于第二個發展高潮的上升時期。這次國內新上企業：注重市場的全方位調查；注重與科技實力強的科教單位聯合；但總起來看，農用保水劑的產業化，眼下有相當大的難度，涉及的因素很多，一是有機單體為原料的保水劑產品，生產成本高，農林用產品價格較高，農民難以接受；二是從化學、物理和生物學的角度來說，保水劑屬高新技術產品，對技術配方、生產工藝及技術標準化等方面缺乏必要的研究和開發；三是現有的保水劑產品在生產實際中應用時，技術性強。因此，在農林領域用的保水劑應滿足以下必要條件：（1）超強保水能力，能將水分保留在產品內部，不會自己外流；（2）可反復多次吸水、放水，重復使用次數多。（3）凝膠強度要高，不易破碎失效；（4）保證不污染土壤、土壤不會板結；（5）不影響種子發芽、出苗。適中的pH值，與化肥、農藥、養分的復配性能好。傳統方法生產的保水劑，吸水后膠體偏軟，保水能力差，可重復利用性差。本專利技術使用低溫聚合三段復合引發劑聚合的方法，能制造出更加廣闊而堅韌的三維空間網狀結構，保證保水劑的吸水、保水能力；再通過對保水劑的表面二次交聯處理，進一步去除水溶物及殘余單體含量、在保水劑表面形成堅固的交聯層，可使保水劑吸水后的凝膠堅韌不易破碎，釋放持久，反復利用次數多；產品聚合反應PH值為中性，使用含有鉀離子的堿液中和丙烯酸，不會對土壤造成板結，殘留單體及水溶物非常少，對化肥農藥無影響，配伍性能好。本專利技術采用多種含有不飽和雙鍵的單體共聚而成，采用低溫三段復合引發體系，制備得到大粒度，性能均勻的保水劑產品。再進行表面二次交聯處理，進一步去除水溶物及殘余單體含量、在保水劑表面形成堅固的交聯層，可使保水劑吸水后凝膠表面堅韌，不易破碎，最終制備得到可多次反復利用的農林保水劑。該保水劑外觀白色大顆粒，吸水、保水能力強，耐鹽堿性能優越，與化肥、養分、農藥復配性好，吸水后凝膠堅韌不易破碎，釋放持久，反復利用次數多，可用在對產品要求較高，對產品效果要求持久的農林行業。
技術實現思路
本專利技術目的提供一種多次反復利用的農林保水劑及其合成方法。它有多種含有不飽和雙鍵的單體共聚而成，以超低溫水溶液自由基共聚的方式，采用三段復合引發體系，達到多元共聚的目的。再對保水劑進行二次表面后處理，進一步去除水溶物及殘余單體含量、在保水劑表面形成堅固的交聯層，可使保水劑吸水后表面堅韌。該保水劑外觀白色大顆粒，吸水、保水能力強，耐鹽堿性能優越，與化肥、養分、農藥復配性好，吸水后凝膠堅韌不易破碎，釋放持久，反復利用次數多等優良性能。本專利技術的技術路線是：首先要合成保水劑，是以丙烯酸鉀鹽，丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺鉀，為共聚單體，在加入交聯單體，采用三段復合引發體系，在低溫0℃引發聚合，以水溶液共聚的方式聚合，3~5小時反應達到最高溫度，保溫2個小時后，對膠體進行烘干處理，烘干溫度控制在100~120℃，之后粉碎研磨成4~10目保水劑大顆粒。再采用表面處理液對保水劑顆粒進行表面處理，處理溫度120~150℃，得到可多次反復利用的農林保水劑產品。這種可反復多次利用的農林保水劑，由以下重量份的、含有不飽和雙鍵的單體共聚而成：30份—80份單烯不飽和酸及其鹽的單體A0份—30份不同于單體A的單烯不飽和單體B0份—20份含抗鹽性能及不飽和雙鍵單體C0.001份—0.01份的交聯單體D其中：所述的單體A含有3-6個碳原子的單烯不飽和一元酸和二元酸，包括丙烯酸，甲基丙烯酸或乙基丙烯酸；所述的單體B，它們可以與單體A共聚并非交聯，包括丙烯腈，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，丙烯酸甲酯或丙烯酸羥丙酯；所述的單體C為單烯不飽和磺酸，包括乙烯基磺酸，烯丙基磺酸，甲基丙烯酸磺乙酯，2-羥基-3-丙烯酰氧基丙磺酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述的單體D包括分子內至少兩個烯屬不飽和雙鍵化合物，包括N，N-亞甲基-2-丙烯酰胺，聚乙二醇雙丙烯酸酯（PEGDA），乙二醇二丙烯酸酯或二丙二醇二丙烯酸酯。所述的單體A優選丙烯酸；所述的單體B優選丙烯酰胺；所述的單體C優選2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述的單體D優選N,N亞甲基-2-丙烯酰胺。這種可反復多次利用的農林保水劑的制備方法，包含如下步驟：⑴將單體A、單體B、單體C和單體D按照權利要求1所述的比例進行備料；⑵用氫氧化鉀對單體A進行中和，控制pH值為7.0；將單體B、單體C和單體D加入中和后的單體A的溶液中，攪拌溶解形成均一的單體料液；⑶調整步驟⑵的料液溫度為0℃；⑷向步驟⑶的料液中吹氮氣除氧30分鐘，在低、中、高三段不同溫度下加入不同的引發劑，使料液發生本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可反復多次利用的農林保水劑，其特征在于由以下重量份的、含有不飽和雙鍵的單體共聚而成：30份—80份單烯不飽和酸及其鹽的單體A0份—30份不同于單體A的單烯不飽和單體B0份—20份含抗鹽性能及不飽和雙鍵單體C0.001份—0.01份的交聯單體D其中：所述的單體A含有3?6個碳原子的單烯不飽和一元酸和二元酸，包括丙烯酸，甲基丙烯酸或乙基丙烯酸；所述的單體B，它們可以與單體A共聚并非交聯，包括丙烯腈，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，丙烯酸甲酯或丙烯酸羥丙酯；所述的單體C為單烯不飽和磺酸，包括乙烯基磺酸，烯丙基磺酸，甲基丙烯酸磺乙酯，2?羥基?3?丙烯酰氧基丙磺酸或2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸；所述的單體D包括分子內至少兩個烯屬不飽和雙鍵化合物，包括N，N?亞甲基?2?丙烯酰胺，聚乙二醇雙丙烯酸酯（PEGDA），乙二醇二丙烯酸酯或二丙二醇二丙烯酸酯。

【技術特征摘要】
1.一種可反復多次利用的農林保水劑，其特征在于由以下重量份的、含有不飽和雙鍵的單體共聚而成：30份—80份單烯不飽和酸及其鹽的單體A0份—30份不同于單體A的單烯不飽和單體B0份—20份含抗鹽性能及不飽和雙鍵單體C0.001份—0.01份的交聯單體D其中：所述的單體A含有3-6個碳原子的單烯不飽和一元酸和二元酸，包括丙烯酸，甲基丙烯酸或乙基丙烯酸；所述的單體B，它們可以與單體A共聚并非交聯，包括丙烯腈，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，丙烯酸甲酯或丙烯酸羥丙酯；所述的單體C為單烯不飽和磺酸，包括乙烯基磺酸，烯丙基磺酸，甲基丙烯酸磺乙酯，2-羥基-3-丙烯酰氧基丙磺酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述的單體D包括分子內至少兩個烯屬不飽和雙鍵化合物，包括N，N-亞甲基-2-丙烯酰胺，聚乙二醇雙丙烯酸酯（PEGDA），乙二醇二丙烯酸酯或二丙二醇二丙烯酸酯。2.根據權利要求1所述的一種可反復多次利用的農林保水劑，其特征在于所述的單體A優選丙烯酸；所述的單體B優選丙烯酰胺；所述的單體C優選2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述的單體D優選N,N亞甲基-2-丙烯酰胺。3.權利要求1所述的一種可反復多次利用的農林保水劑的制備方法，其特征在于包含如下步驟：⑴將單體A、單體B、單體C和單體D按照權利要求1所述的比例進行備料；⑵用氫氧化鉀對單體A進行中和，控制pH值為7.0；將單體B、單體C和單體D加入中和后的單體A的溶液中，攪拌溶解形成均一的單體料液；⑶調整步驟⑵的料液溫度為0℃；⑷向步驟⑶的料液中吹氮氣除氧30分鐘，在低、中、高三段不同溫度下加入不同的引發劑，使料液發生聚合；聚合3~5小時形成膠體，保溫2小時，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙亮，高鳴池，萬紹鑫，葉金銘，
申請(專利權)人：煙臺潤星環保科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37