一种可多次反复多次利用的农林保水剂制造技术

本发明专利技术涉及一种可多次反复多次利用的农林保水剂。它有多种含有不饱和双键的单体共聚而成，以超低温水溶液自由基共聚的方式，采用三段复合引发体系，达到多元共聚的目的。再对保水剂进行二次表面后处理，进一步去除水溶物及残余单体含量、在保水剂表面形成坚固的交联层，可使保水剂吸水后表面坚韧。该保水剂外观白色大颗粒，吸水、保水能力强，耐盐碱性能优越，与化肥、养分、农药复配性好，吸水后凝胶坚韧不易破碎，释放持久，反复利用次数多，可用在对产品要求较高，对产品效果要求持久的农林行业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到水土保持
，具体涉及一种可以反复多次利用的农林保水剂。
技术介绍
近年来，多地区干旱情况日益严重，保水剂可使得水资源充分利用。在农林业保水剂又称微型水库，是一种独具三维网状结构的有机高分子聚合物。这类物质含有大量强吸水集团，可吸收并保持自身重量几百倍的水，在土壤中能将雨水或浇灌水迅速吸收并保住，变为固态水而不流动不渗失，长久保持局部恒湿、天旱时缓慢释放供植物利用。并且这些被储存在保水剂中的水分可以为各种农作物、果树、蔬菜、花卉、树木等根系直接吸收，这也使得植物的抗旱能力有所提高，它特有的吸水、贮水、保水性能，决定了保水剂在农林业抗旱节水中的广泛应用前景。一般上述保水剂具有如下性质：当与灌溉水或雨水接触时，具有较高的吸水性能，较快的吸水速度等。而缺点在与重复利用次数较低，反复吸水放水3次以后，吸水性能就会大幅度下降，胶体易发生破碎，保水剂失效，使用受到限制。美国是最早进行保水剂研究开发的国家，于六十年代开始研究，研制成功一种新型高分子吸水材料，到七十年代实现了工业化生产。随后日本、法国、英国、比利时等国家都先后开发保水剂，形成不同规模的生产能力，也建立了不少专门从事保水剂研究的机构。最早的保水剂产品是高分子量聚丙烯酰胺，所谓保水剂就是一种高吸水性树脂材料。这类物质含有大量的强吸水基团，结构特异，在树脂内部可产生高渗透缔合作用并通过其网孔结构吸水，可吸持自身重量的数百倍至上千倍的纯水。并且这些被贮存在保水剂中的水分，可以为各种农作物、果树、蔬菜、花卉、林木等根系直接吸收分，这一特性决定了保水剂在农林业抗旱节水中的广泛应用前景。农用保水剂的特点与工业不同，农用保水剂不追求高吸水倍率，而对反复吸水能力、凝胶强度和保水性等有特别的要求。同时必须保证使土壤不会板结、不受到污染，不影响种子发芽、出苗。要有适宜的pH值，要有很好的复配性能（与养分、农药等）等。农林用保水剂，需要增进土壤保持水分和营养的能力，还能促进植物的生长和增加生物量。在国外近30个国家已经在使用农用保水剂。如美国、澳大利亚、法国等的应用，但大多是用在草坪地、花卉及其它产值高的植物上。单纯在大田上的应用不多，主要因为农业比较效益低，产投效益不划算。我国从80年代初开始引入保水剂，“七五”、“八五”期间曾列为国家攻关项目，80年代初至中期，一些厂家寻求技术、纷纷上马，但都维持时间不长，这批厂家在经历了惨淡经营之后，几乎全部关闭。究其原因：一是因工艺技术问题导致产品观感不好、质量不稳定；二是没有考虑农业上应用的特点，尤其是对土、肥、水、种知识缺乏最基本的理解，保水剂直接应用于农业生产上效果不稳定。从94年开始，一直到现在是处于第二个发展高潮的上升时期。这次国内新上企业：注重市场的全方位调查；注重与科技实力强的科教单位联合；但总起来看，农用保水剂的产业化，眼下有相当大的难度，涉及的因素很多，一是有机单体为原料的保水剂产品，生产成本高，农林用产品价格较高，农民难以接受；二是从化学、物理和生物学的角度来说，保水剂属高新技术产品，对技术配方、生产工艺及技术标准化等方面缺乏必要的研究和开发；三是现有的保水剂产品在生产实际中应用时，技术性强。因此，在农林领域用的保水剂应满足以下必要条件：（1）超强保水能力，能将水分保留在产品内部，不会自己外流；（2）可反复多次吸水、放水，重复使用次数多。（3）凝胶强度要高，不易破碎失效；（4）保证不污染土壤、土壤不会板结；（5）不影响种子发芽、出苗。适中的pH值，与化肥、农药、养分的复配性能好。传统方法生产的保水剂，吸水后胶体偏软，保水能力差，可重复利用性差。本专利技术使用低温聚合三段复合引发剂聚合的方法，能制造出更加广阔而坚韧的三维空间网状结构，保证保水剂的吸水、保水能力；再通过对保水剂的表面二次交联处理，进一步去除水溶物及残余单体含量、在保水剂表面形成坚固的交联层，可使保水剂吸水后的凝胶坚韧不易破碎，释放持久，反复利用次数多；产品聚合反应PH值为中性，使用含有钾离子的碱液中和丙烯酸，不会对土壤造成板结，残留单体及水溶物非常少，对化肥农药无影响，配伍性能好。本专利技术采用多种含有不饱和双键的单体共聚而成，采用低温三段复合引发体系，制备得到大粒度，性能均匀的保水剂产品。再进行表面二次交联处理，进一步去除水溶物及残余单体含量、在保水剂表面形成坚固的交联层，可使保水剂吸水后凝胶表面坚韧，不易破碎，最终制备得到可多次反复利用的农林保水剂。该保水剂外观白色大颗粒，吸水、保水能力强，耐盐碱性能优越，与化肥、养分、农药复配性好，吸水后凝胶坚韧不易破碎，释放持久，反复利用次数多，可用在对产品要求较高，对产品效果要求持久的农林行业。
技术实现思路
本专利技术目的提供一种多次反复利用的农林保水剂及其合成方法。它有多种含有不饱和双键的单体共聚而成，以超低温水溶液自由基共聚的方式，采用三段复合引发体系，达到多元共聚的目的。再对保水剂进行二次表面后处理，进一步去除水溶物及残余单体含量、在保水剂表面形成坚固的交联层，可使保水剂吸水后表面坚韧。该保水剂外观白色大颗粒，吸水、保水能力强，耐盐碱性能优越，与化肥、养分、农药复配性好，吸水后凝胶坚韧不易破碎，释放持久，反复利用次数多等优良性能。本专利技术的技术路线是：首先要合成保水剂，是以丙烯酸钾盐，丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺钾，为共聚单体，在加入交联单体，采用三段复合引发体系，在低温0℃引发聚合，以水溶液共聚的方式聚合，3~5小时反应达到最高温度，保温2个小时后，对胶体进行烘干处理，烘干温度控制在100~120℃，之后粉碎研磨成4~10目保水剂大颗粒。再采用表面处理液对保水剂颗粒进行表面处理，处理温度120~150℃，得到可多次反复利用的农林保水剂产品。这种可反复多次利用的农林保水剂，由以下重量份的、含有不饱和双键的单体共聚而成：30份—80份单烯不饱和酸及其盐的单体A0份—30份不同于单体A的单烯不饱和单体B0份—20份含抗盐性能及不饱和双键单体C0.001份—0.01份的交联单体D其中：所述的单体A含有3-6个碳原子的单烯不饱和一元酸和二元酸，包括丙烯酸，甲基丙烯酸或乙基丙烯酸；所述的单体B，它们可以与单体A共聚并非交联，包括丙烯腈，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，丙烯酸甲酯或丙烯酸羟丙酯；所述的单体C为单烯不饱和磺酸，包括乙烯基磺酸，烯丙基磺酸，甲基丙烯酸磺乙酯，2-羟基-3-丙烯酰氧基丙磺酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述的单体D包括分子内至少两个烯属不饱和双键化合物，包括N，N-亚甲基-2-丙烯酰胺，聚乙二醇双丙烯酸酯（PEGDA），乙二醇二丙烯酸酯或二丙二醇二丙烯酸酯。所述的单体A优选丙烯酸；所述的单体B优选丙烯酰胺；所述的单体C优选2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述的单体D优选N,N亚甲基-2-丙烯酰胺。这种可反复多次利用的农林保水剂的制备方法，包含如下步骤：⑴将单体A、单体B、单体C和单体D按照权利要求1所述的比例进行备料；⑵用氢氧化钾对单体A进行中和，控制pH值为7.0；将单体B、单体C和单体D加入中和后的单体A的溶液中，搅拌溶解形成均一的单体料液；⑶调整步骤⑵的料液温度为0℃；⑷向步骤⑶的料液中吹氮气除氧30分钟，在低、中、高三段不同温度下加入不同的引发剂，使料液发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可反复多次利用的农林保水剂，其特征在于由以下重量份的、含有不饱和双键的单体共聚而成：30份—80份单烯不饱和酸及其盐的单体A0份—30份不同于单体A的单烯不饱和单体B0份—20份含抗盐性能及不饱和双键单体C0.001份—0.01份的交联单体D其中：所述的单体A含有3‑6个碳原子的单烯不饱和一元酸和二元酸，包括丙烯酸，甲基丙烯酸或乙基丙烯酸；所述的单体B，它们可以与单体A共聚并非交联，包括丙烯腈，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，丙烯酸甲酯或丙烯酸羟丙酯；所述的单体C为单烯不饱和磺酸，包括乙烯基磺酸，烯丙基磺酸，甲基丙烯酸磺乙酯，2‑羟基‑3‑丙烯酰氧基丙磺酸或2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸；所述的单体D包括分子内至少两个烯属不饱和双键化合物，包括N，N‑亚甲基‑2‑丙烯酰胺，聚乙二醇双丙烯酸酯（PEGDA），乙二醇二丙烯酸酯或二丙二醇二丙烯酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种可反复多次利用的农林保水剂，其特征在于由以下重量份的、含有不饱和双键的单体共聚而成：30份—80份单烯不饱和酸及其盐的单体A0份—30份不同于单体A的单烯不饱和单体B0份—20份含抗盐性能及不饱和双键单体C0.001份—0.01份的交联单体D其中：所述的单体A含有3-6个碳原子的单烯不饱和一元酸和二元酸，包括丙烯酸，甲基丙烯酸或乙基丙烯酸；所述的单体B，它们可以与单体A共聚并非交联，包括丙烯腈，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，丙烯酸甲酯或丙烯酸羟丙酯；所述的单体C为单烯不饱和磺酸，包括乙烯基磺酸，烯丙基磺酸，甲基丙烯酸磺乙酯，2-羟基-3-丙烯酰氧基丙磺酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述的单体D包括分子内至少两个烯属不饱和双键化合物，包括N，N-亚甲基-2-丙烯酰胺，聚乙二醇双丙烯酸酯（PEGDA），乙二醇二丙烯酸酯或二丙二醇二丙烯酸酯。2.根据权利要求1所述的一种可反复多次利用的农林保水剂，其特征在于所述的单体A优选丙烯酸；所述的单体B优选丙烯酰胺；所述的单体C优选2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述的单体D优选N,N亚甲基-2-丙烯酰胺。3.权利要求1所述的一种可反复多次利用的农林保水剂的制备方法，其特征在于包含如下步骤：⑴将单体A、单体B、单体C和单体D按照权利要求1所述的比例进行备料；⑵用氢氧化钾对单体A进行中和，控制pH值为7.0；将单体B、单体C和单体D加入中和后的单体A的溶液中，搅拌溶解形成均一的单体料液；⑶调整步骤⑵的料液温度为0℃；⑷向步骤⑶的料液中吹氮气除氧30分钟，在低、中、高三段不同温度下加入不同的引发剂，使料液发生聚合；聚合3~5小时形成胶体，保温2小时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，高鸣池，万绍鑫，叶金铭，
申请(专利权)人：烟台润星环保科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37