一种多功能水土保持剂及其配制工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种多功能水土保持剂及其配制工艺，是将一种经超高分子量的交联、接枝制成的高吸水性树脂，通过改变交联链接的化合键强度来增强聚合物的网络结构强度，保持恰当的亲水基含量和交联度，并在分子链上引入适量阳离子基团，形成的能够抑制泥土水化、分散和运移的新型多功能水土保持剂。它强化了树脂与粘土微粒间的吸附作用，既使聚电解质树脂具有较长的持久性，需要量减少，又可以使土壤的水化、膨胀和分散作用被抑制，这就起到既能吸水、保水耐旱，又能保土、保肥等多种功能。是防治水土流失和确保农林作物高产的新产品。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子精细化工技术在农林水利及环保领域应用的一种多功能水土保持剂及其配制工艺，是由含阴离子基团的水溶性基质，经超高分子量的交联、接枝制成的高吸水性树脂，通过改变交联链接的化合键强度来增强聚合物的网络结构强度，保持恰当的亲水基含量和交联度，并在分子链上引入适量阳离子基团，形成的能够抑制泥土水化、分散和运移的新型多功能水土保持剂。由于多功能水土保持剂这种聚电解质树脂具有较长的持久性，需要量减少，又可以使土壤的水化、膨胀和分散作用被抑制，这就起到既能吸水、保水耐旱，又能保土、保肥等多种功能，是防治水土流失和确保农林作物高产的一种新思路，所以是用于水土保持方面的新产品。多功能水土保持剂分子链间交联形成的T型网状结构，具有较大的电荷密度和离子基团分布，与水分子和土壤微粒子具有较强亲合力，可在吸水的同时将土壤微粒牢牢吸附在他既疏松而又不失坚固的T型网状结构之内，因而便具有了不让地表土被水冲走也不让地表水白白流失的双重功能。水土流失的主要原因是土壤中的细微粒子具有极易在水中悬浮的属性，因而，地表土壤遇到山洪或雨水便会随波逐流发生游移与流失。从而导致土壤表层结构的水蚀与沙质化，并使地表漫流无法正常深入土层，以至白白流掉。日积月累，上述水土的流失又导致流失地土质的逐步劣化，进而造成该地区种植业的日益衰退与农业基础条件的恶性演变与恶性循环。针对上述情况，抓住抑制土壤细微粒子遇水悬浮的关键，以现代高科技手段制造土壤细微粒子的大面积深程度连接机制，从而有效地将其牢牢地固化成一体，使其遇水不再游离出地表结构组织之外，即可杜绝土壤流失。据1992年水利部应用卫星遥感技术普查结果显示，我国各类水土流失总面积为492万平方公里，占国土总面积51.25％。其中水蚀面积179万平方公里，风蚀面积188万平方公里，冻融侵蚀125万平方公里。仅长江、黄河、澜沧江的发源地青海省，721252平方公里总面积中，水土流失面积即达334084平方公里之多(占全省总土地面积的46.32％)，年土壤侵蚀量11495万吨(其中黄河流域8814万吨)，年平均土壤侵蚀模数1000—8000L/KMW，该省的贵德、乐都两县年最大土壤侵蚀模数高达1.9万吨/平方公里，水蚀面积占全省水土流失面积的11.9％，风蚀面积占全省水土流失面积的42.7％，冻融侵蚀面积占全省水土流失面积的45.3％。因此，每年雨季山洪过后，常有泥石流、滑坡、崩塌、泻溜等重力侵蚀现象发生，屡次给当地人民生命财产造成巨大损失。建国以来，我国政府对水土保持工作极为重视，水利部专门成立了黄河水利委员会，淮河水利委员会等专业职能部门，农业部、林业部也设立专门机构主管水土保持工作。在广泛试验，总结多种水土治理经验与措施的基础上，水利部大力推行以梯田、拦水沟埂，水平沟、水平阶、水簸箕、浅鳞坑、山坡截流沟、水窖(旱井)及坡脚挡土墙为主要内容的坡面防护工程；以固定沟床，修筑谷坊，拦沙坝，防冲槛，沟底防冲林(草)为主要内容的山沟治理工程；以排洪沟，导流堤为主要内容的山洪排导工程；以小水库、蓄水塘为主要内容的小型蓄水工程。农业部及水利部则大力推行以封山育林、营造植被、涵养水源、拦截地表径流等为主要内容的水土保持工程。根据黄河水利委员会统计，截止到上世纪末，黄土高原水土流失累计治理面积16.6万平方公里，其中水土保持林8万平方公里，其它基本农田1.33万平方公里，在沟道和田间修建各类小型水库300多万处(座)，淤地坝10万座，建设治沟骨干工程984处。这一切，有效地控制了黄河中游流域的水土流失量，使多年来整个黄河流域年水土流失总量由16亿吨降低到13亿吨，为改善黄土高原的生态环境起到良好作用。水土流失是一个世界性问题。我国是世界上水土流失最严重的国家之一，水土流失面积达367万hm2，占国土面积的38.2％。据推算，每年水土流失的土壤至少50亿t以上，仅黄土高原每年因水土流失带走的氮、磷、钾就有约4000万t，相当于全国每年生产的化肥总量。据不完全统计，40多年来因水土流失减少的耕地达267万hm2以上，造成经济损失每年约100亿元。水土流失已成为中国的头号环境问题。“荒漠化”是全球又一重大环境问题。根据1994年6月17日正式通过的《联合国关于在发生严重干旱或荒漠化的国家特别是在非洲防治荒漠化的公约》所采用的对荒漠化的定义是“包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润地区的土地退化。”“荒漠化”致使干旱、半干旱和亚湿润地区的旱地、灌溉地或草原、牧场、森林和林地的生物或绝对生产力下降或丧失。其中包括(1)风蚀和水蚀致使土壤物质流失；(2)土壤的物理、化学和生物特性呈经济特性退化；(3)自然植被长期丧失。治理水土流失和治理荒漠化，实施水土保持是我国一项基本国策，也是一项系统工程。在众多的技术措施中，应用高吸水性树脂治理水土流失和荒漠化，用于节水农业，因其概念明确、见效较快、最为经济，已成为研究的新热点。
技术介绍
吸水树脂的吸水机理树脂吸水剂与水的作用过程实质上是聚合物在水中的溶胀过程，是溶解过程的特殊情形。一般聚合物的溶解过程要经过两个阶段a.溶胀水分子渗入聚合物分子内部，使其重量和体积都相对地增加和膨胀；b.溶解高分子树脂均匀地分散在溶剂中，得到完全溶解形成的均一溶液。由交联形成的网状结构仅使之发生溶胀，而不发生溶解，此为高吸水性树脂作为吸水材料的关键。当树脂与水混合时，依靠离子基团如COO-和COOH基团的亲水性以及Na+在树脂与水的界面上产生的渗透作用进行吸水，这就是高吸水性树脂吸收大量水的原因。同时，由于交联作用使树脂形成空间网状结构，即使吸收大量水分也不发生溶解，并在很长时间内保持足够的强度。国内外研究现状1989年Stone、Eugene M曾采用吸水树脂稳定吸水性土壤和颗粒，用来降低铺路沥青的渗透性。1995年日本Horikawa、Takeshi等人采用含有80％羧甲基纤维素钠(NaCMC)和20％交联聚丙烯酸树脂的浓度为0.6％的水溶液，用于土壤挖掘，表现出优异的保水性和柔韧性。1998年日本Sumitani、Takashi等人研究出高吸水性树脂作为土壤改良的保水剂。它是由不饱和乙烯型水溶性单体形成的交联聚合物，含有非离子或阴离子基团，非离子单体可以是甲基丙烯酰胺或羟烷基丙烯酸酯。该吸水剂即使在高价金属离子的存在下也能保持大量的水，因而可以与含钙镁的肥料复合使用，与普通的土壤改良剂相比可以明显促进番茄生长和保证草场和杉树的成活。我国在高吸水性树脂合成领域的研究日趋增多，从文献报导来看，高吸水性树脂的品种很多，比较典型的有淀粉接枝丙烯腈、淀粉接枝丙烯酸合成的树脂，交联聚丙烯酸钠、交联聚丙烯酰胺水解体合成树脂等，主要是含阴离子基团，也有少数含有阳离子基团。目前，高吸水性树脂大多是通过化学方法合成，通常由含乙烯基型单体如丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DM)等与交联剂如N，N，-亚甲基双丙烯酰胺等共聚，或与天然产物如淀粉等接枝来合成。引发手段主要为过硫酸盐等化学引发剂，也有采用微波法或γ射线辐射引发来合成高吸水性树脂的。80年代初我国开始进行“超快速高吸水性树脂(SSAP)”研究，现已完成中试即将进行批量生产。SSAP在植物根部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能水土保持剂，其特征在于它是由下述重量配比的原料制成的多功能水土保持剂：丙烯酸１５～２０ｋｇ二甲基二烯丙基氯化铵５～１０ｋｇ丙烯酰胺５～１０ｋｇ水３０ｋｇ氢氧化钠６～１０ｋｇ过硫酸钾０．０５～０．０６ｋｇＮ，Ｎ’－亚甲基双丙烯酰胺０．００８～０．００９ｋｇ山梨糖醇酐单月桂酸酯０．９～１ｋｇ正己烷６６～７０ｋｇ腐植酸１０～１５ｋｇ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗萌，
申请(专利权)人：罗萌，
类型：发明
国别省市：66[中国|海南]