抗菌型高分子树脂无土栽培基质材料及制备方法技术

抗菌型高分子树脂无土栽培基质材料及制备方法，属于植物栽培材料。本发明专利技术材料为固体状可湿性颗粒，其中，丙烯酸与光催化抗菌活性材料的重量比为m丙烯酸：m光催化抗菌活性材料=100:（2~10）；材料在自然光下对大肠杆菌有93%以上杀菌作用；对自来水的吸水率大于600%。合成工艺除丙烯酸与光催化抗菌活性材料外有丙烯酰胺单体、甲基丙烯磺酸单体及交联剂、引发剂、分散剂等通过反相悬浮聚合完成，试剂优选氢氧化钾和氨水，光催化抗菌活性材料优选离子改性的二氧化钛。本发明专利技术产品在自然光条件下具有抗菌杀菌功能，持水多，寿命长。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于植物栽培材料。本专利技术材料为固体状可湿性颗粒，其中，丙烯酸与光催化抗菌活性材料的重量比为m丙烯酸：m光催化抗菌活性材料=100:（2~10）；材料在自然光下对大肠杆菌有93%以上杀菌作用；对自来水的吸水率大于600%。合成工艺除丙烯酸与光催化抗菌活性材料外有丙烯酰胺单体、甲基丙烯磺酸单体及交联剂、引发剂、分散剂等通过反相悬浮聚合完成，试剂优选氢氧化钾和氨水，光催化抗菌活性材料优选离子改性的二氧化钛。本专利技术产品在自然光条件下具有抗菌杀菌功能，持水多，寿命长。【专利说明】
本专利技术属于植物栽培材料，尤其是高分子树脂无土栽培基质材料。
技术介绍
高分子树脂无土栽培基质作为种植植物的土壤代用品，除具有一般高吸水树脂的 特点之外，还要具有许多特殊性能，如凝胶应有较高的强度和伸展性以承载所栽培植物；高 倍的吸水率以吸持可缓慢释放的供植物生长所需的养分，并利于根系贯通和扩展；具有抗 菌功能，能够有效的化解对植物根系生长发育有害的细菌、藻类等。但现有技术合成的树脂 花土，吸水饱和后易滋生藻类和细菌病害，反复洗涤吸水树脂极易破碎，一般使用寿命不超 过一年。相关专利文献中，专利技术专利号CN2004100521842的"水晶泥及其制备方法和用途" 之水晶泥是由氢氧化钠部分中和的丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂Ν，Ν' -亚甲基双丙烯酰胺溶 解在水中，加入氧化剂及还原剂，在低温或常温下反应生成的水晶凝胶状物质，外观为无色 透明、彩色透明或者彩色半透明，吸水饱和后的含水量为96. 0?99. 5%,其完全干燥状态 下吸收蒸馏水的能力为自身重量的24?200倍。该方法所用的是水溶液聚合法，它同样 没有重视滋生的藻类和细菌病害对产品的影响。 光催化抗菌活性材料能够降解藻类，具有抗菌杀菌性能，但纯半导体光催化材料 只能在紫外光照条件下才具有抗菌杀菌性能，而无土栽培基质材料一般在室内使用，要求 材料在可见光照条件下具有抗菌杀菌功能，因此，需要对纯半导体光催化材料进行改性处 理。以改性方式改性主要有三种方式：阴离子改性；阳离子改性；多种离子共改性。阴离子 改性多采用B，C，N，S和Ρ等非金属元素的ρ轨道和半导体光催化氧化物半导体中的氧2ρ 轨道杂化提高杂化分子的导带位置，使该宽带隙半导体具有可见光响应。阳离子改性则多 采用Cr，Ni，Fe，V等具有3d电子轨道的过渡族金属在宽带隙氧化物半导体的带隙中插入 一个能带使其获得可见光响应。多种离子共改性可以由两种及其以上的阴离子或阳离子改 性，也可以由两种及其以上的阴离子和阳离子共改性，通过改性改变能带位置，使其对紫外 和可见光都能响应。阴离子改性或阳离子改性或多种离子共改性改性的半导体光催化材料 原料廉价易得，产品绿色环保。
技术实现思路
为了合成具有上述抗菌活性性能的栽培基质，本专利技术的目的是针对现有高分子树 脂无土栽培基质材料的缺陷，在交联性聚丙烯酸盐吸水树脂的反相悬浮液中引入光催化抗 菌材料，进行反相悬浮聚合合成反应，从而提供一种抗菌型高分子树脂无土栽培基质材料。 本专利技术的上述目的通过以下方式达到： (一）本专利技术抗菌型高分子树脂无土栽培基质材料 该基质材料为高分子树脂与光催化抗菌活性材料复合所制备的固体状可湿性颗粒，其 中，丙細fe与光?隹化抗囷活性材料的重星比为111_酸：m光催化抗菌活性材料=100: (2 10)。 所述的基质材料在自然光下对大肠杆菌具有93%以上的杀菌作用。 所述的基质材料对自来水的吸水率为600%以上。 (二）制备上述的无土栽培基质材料的方法 该基质材料的各组分及其重量百分比含量为：丙烯酸单体1〇〇份，丙烯酰胺单体为丙 烯酸的3(Γ40%，甲基丙烯磺酸单体为丙烯酸的5~15%，交联剂为丙烯酸的0. 01~0. 12%，引发 剂为丙烯酸的〇. 1~1. 4%，分散剂为丙烯酸重量的0. 1~1. 0% ; 所述交联剂为Ν，Ν' -亚甲基双丙烯酰胺、Ν-羟甲基丙烯酰胺中的任意一种； 所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的任意一种； 所述分散剂为HLB值:Γ6的Span-60、Span-80中的一种或两种混合； 该方法的步骤包括： (1) 按基质材料的重量百分比，将分散剂加入到正己烷、环己烷、庚烷中的任意一种溶 剂中，升温到35~50°C，并搅拌使其均匀分散，得油相； (2) 按基质材料的重量百分比，将丙烯酸单体溶液和甲基丙烯磺酸单体溶液混匀，用氢 氧化钾、氨水、氢氧化钠中的任意一种为碱液调节pH值为6~8,依次加入丙烯酰胺溶液、交 联剂、引发剂，充分混合搅拌均匀，得水相； (3) 将水相加入到油相中，按重量百分比添加丙烯酸重量的2~10%的光催化抗菌活性 材料的溶胶或粉体水溶液，充分混匀，升温至6(T80°C引发聚合反应，过滤、洗涤、8(T12(TC 干燥、粉碎制成高分子树脂无土栽培基质材料。 所述的方法是步骤（3)所述的光催化材料包括： (1) 半导体光催化材料：Ti02或ZnO或CdS或Fe203或ZnS或Si0 2或W03之中的任意一 种； (2) 离子改性二氧化钛光催化材料：氮改性二氧化钛或钒改性二氧化钛或氮钒共改性 二氧化钛中的任意一种； 上述光催化抗菌活性材料优选离子改性二氧化钛之一种，光催化抗菌活性材料的溶胶 或粉体水溶液浓度为丙烯酸重量的5%。 所述的方法是优选所述甲基丙烯磺酸单体用量为丙烯酸重量的10%。 所述的方法是优选所述交联剂用量为丙烯酸重量的0. 06%。 所述的方法是优选所述引发剂用量为丙烯酸重量的0. 7%。 所述的方法是优选所述分散剂用量为丙烯酸重量的0. 5%。 在以上内容中，把半导体光催化材料，如Zn0、CdS、Fe203、ZnS、Si0 2、W03等金属氧化 物或硫化物也作为光催化材料之一部分予以保护，虽然没有实施例，但这些物质与Ti〇 2是 同一类型的光催化材料，具有相近似的技术效果。 本专利技术具有以下实质性特点和显著进步： 本专利技术在制备无土栽培基质过程中加入光?隹化抗困材料，能够保证抗困材料在树脂内 外均匀分散，得到复合材料。该材料具有抗菌功能，能够有效的化解对植物根系生长发育有 害的细菌、藻类等，能够杀死和抑制细菌等有害物质的滋生。栽培试验结果显示：植株长势 良好，花瓶里未见细菌、藻类等有害微生物滋生，植物根部也未见腐败现象，效果较好。不但 为植物提供良好的生长环境，而且，基质不必反复洗涤，避免了所造成的破碎，延长了使用 寿命。 磺酸基团亲水性高于羧酸基团及羟基，本专利技术采用反相悬浮聚合法，引入适量的 磺酸类单体，所制备的材料对自来水的吸水倍数为600倍以上，该数值高于现有技术水晶 泥对蒸馏水24~200倍的吸水倍率，无土栽培基质吸持的大倍率养分缓慢释放以供植物正 常生长，提高了无土栽培基质饱和容量和肥料的利用率，延长了无土栽培基质一次饱和充 水使用时间。 本专利技术优选使用氢氧化钾和氨水代替氢氧化钠调节pH值，钾离子和铵根离子可 作为植物所需的氮、磷、钾肥供植物生长使用。 本专利技术对人体和动植物无害，废弃不用，对环境无不良影响。本专利技术基质透明，光 催化抗菌材料排斥了细菌、藻类等，可观植物根部生长情况，增强观赏性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
抗菌型高分子树脂无土栽培基质材料，其特征是该基质材料为高分子树脂与光催化抗菌材料复合所制备的固体状可湿性颗粒，其中，丙烯酸与光催化抗菌活性材料的重量比为m丙烯酸：m光催化抗菌活性材料=100:（2~10）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周密，刘玉贵，林萍萍，王荣安，杨光，
申请(专利权)人：昆明中友丰钰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53