自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂及其制备方法，采用三维网络状结构的阳离子聚丙烯酰胺包覆腐殖酸得到，具体是：以丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸丁酯为单体，加入交联剂和引发剂，通过胶束聚合法制得三维网络状结构的阳离子聚丙烯酰胺；向阳离子聚丙烯酰胺中加入腐殖酸盐溶液，得到包覆物，烘干粉碎，得到固沙缓释剂。本发明专利技术固沙缓释剂本身所带阳离子与沙粒表面阴离子形成静电作用，达到固沙目的，阳离子聚丙烯酰胺本身是三维网状结构，具有亲水保水性能，且腐殖酸具有亲水官能团，也具有保水作用。腐殖酸具有增加土壤的养分、改良土壤的能力。

【技术实现步骤摘要】
自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂及其制备方法
本专利技术属于化学固沙领域，涉及一种具备保水、固沙、改良土壤环境的固沙剂，尤其涉及自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂及其制备方法。
技术介绍
由于某些地区干旱少雨，导致大量土地沙漠化，甚至是荒漠化，这些地区易产生沙尘灾害，为此需要投入巨资进行沙害治理。沙漠化甚至是荒漠化地区主要是细沙粒，主要由二氧化硅和石英砂组成，基本不含有机质，无粘性，不保水，不保肥。现有化学固沙方法均是靠固沙剂与沙粒之间的粘结性进行固沙，固沙效果差，且只是纯粹的对土壤进行固结，而没有对土壤进行改良以达到种植农作物的目的。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂及其制备方法，实现对沙漠化土壤的保水、固沙、改良土壤肥力的目的，其制备工艺简单，成本低廉，使用方便。本专利技术是通过以下技术方案来实现：自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂，采用三维网络状结构的阳离子聚丙烯酰胺包覆腐殖酸得到，原料包括：丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、引发剂、交联剂、腐殖酸盐；按照质量份数计，丙烯酰胺8～12份，丙烯酸丁酯1～2份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵6～10份，腐殖酸盐1～5份；按照质量百分比计，引发剂用量为丙烯酰胺、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵总质量的1～2％，交联剂用量为丙烯酰胺、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵总质量的0.2～0.3％。优选的，引发剂为过硫酸钾，交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。优选的，腐殖酸盐采用腐殖酸钾或腐殖酸钠。一种自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂的制备方法，以丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸丁酯为单体，加入交联剂和引发剂，通过胶束聚合法制得三维网络状结构的阳离子聚丙烯酰胺；向阳离子聚丙烯酰胺中加入腐殖酸盐溶液，得到包覆物，烘干粉碎，得到固沙缓释剂。优选的，包括如下步骤：步骤1，溶解、混合；将丙烯酰胺、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于水中，混合均匀；步骤2，聚合；向步骤1得到的溶液中加入引发剂，再加入交联剂，混合均匀，引发聚合反应，得三维网状结构的阳离子聚丙烯酰胺溶液；步骤3，包覆；向三维网状结构的阳离子聚丙烯酰胺溶液中加入腐殖酸盐溶液，使阳离子聚丙烯酰胺对腐殖酸分子进行包覆，得到包覆物；步骤4，烘干粉碎；将包覆物烘干、粉碎，得到固沙缓释剂。进一步的，步骤1中，溶解和混合操作在氮气气氛下45～55℃条件下进行。进一步的，步骤2中，聚合反应的温度为55～65℃，时间为8～10h。进一步的，步骤4中，干燥是在80℃下烘干24h。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术的疏水缔合阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂，采用三维网络状结构的阳离子聚丙烯酰胺包覆腐殖酸得到，通过固沙缓释剂本身所带阳离子与沙粒表面阴离子形成静电作用，从而达到固沙目的，相比靠单纯的粘结作用固沙效果更好。阳离子聚丙烯酰胺本身是三维网状结构，具有一定的亲水、保水性能，而且腐殖酸本身具有一些亲水官能团，因此所得固沙缓释剂具有保水作用。且腐殖酸具有增加土壤的养分、改良土壤的能力，具有保肥作用，故宜于固沙应用，阳离子聚丙烯酰胺包覆腐殖酸让其具有一定的肥料特性。由于阳离子聚丙烯酰胺形成的树脂层是三维网络状的，具有多孔结构，可以对腐殖酸有一定的缓释作用，腐殖酸慢慢释放起到改良土壤的作用。本专利技术的制备方法利用包覆技术，使丙烯酰胺先进行聚合然后对腐殖酸进行包覆。工艺简单，成本低廉。附图说明图1为本专利技术固沙缓释剂的制备过程示意图。图2为本专利技术固沙缓释剂的固沙原理图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术所述自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂，以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酸丁酯(BA)为单体，以水为分散介质，采用引发剂和交联剂，通过胶束聚合法制得AM/DMC/BA三元共聚物，形成三维网络状结构的阳离子聚丙烯酰胺溶液，以腐殖酸盐为溶质，以水为溶剂，制备腐殖酸盐溶液，让得到的聚合物对腐殖酸分子进行包覆，最后将得到的包覆物进行烘干粉碎，可得固沙缓释剂。制备过程如图1所示。具体包括以下步骤，所有物质均为质量份数：(1)溶解、混合取去离子水、丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，加入三口烧瓶中，水浴加热，通氮气，进行搅拌，升温至45-55℃；(2)聚合待步骤(1)充分搅拌15min后，缓慢滴加用去离子水溶解的引发剂，升高温度至55～65℃，然后加入用去离子水溶解的交联剂，并搅拌使其充分混合，反应8-10h，即得三维网状结构的阳离子聚丙烯酰胺溶液。(3)包覆待上述过程完成后，对其滴加用去离子水溶解的腐殖酸盐，使阳离子聚丙烯酰胺对腐殖酸分子进行包覆，得到包覆物。(4)烘干粉碎待上述包覆过程完成后，取出包覆物在80℃下烘干24h，取出进行粉碎，即得固沙缓释剂。步骤(1)中，丙烯酰胺8～12份，丙烯酸丁酯1～2份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵6～10份，腐殖酸盐熔液10～50份，其中，腐殖酸盐熔液中腐殖酸盐为1～5份。引发剂占单体总质量的1～2％，交联剂占单体总质量的0.2～0.3％。本专利技术以过硫酸钾为引发剂，以N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，腐殖酸盐采用腐殖酸钾或腐殖酸钠。具体实施例如下。实施例1(1)溶解、混合取去离子水80份、8份丙烯酰胺、1份丙烯酸丁酯、6份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，加入三口烧瓶中，水浴加热，通氮气，进行搅拌，升温至45℃。(2)聚合待步骤(1)充分搅拌15min后，缓慢滴加用30份去离子水溶解的过硫酸钾0.15份，升高温度至65℃，然后用20份去离子水溶解的N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.03份，并搅拌使其充分混合，反应8h，即得三维网状结构的阳离子聚丙烯酰胺溶液。(3)包覆待上述过程完成后，对其滴加用7份去离子水溶解的腐殖酸钾3份，使阳离子聚丙烯酰胺对腐殖酸分子进行包覆，得包覆物。(4)烘干粉碎待上述包覆完成后，取出包覆物在80℃下烘干24h，取出进行粉碎，即得固沙缓释剂。实施例2(1)溶解、混合取去离子水80份、10份丙烯酰胺、1.5份丙烯酸丁酯、8份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，加入三口烧瓶中，水浴加热，通氮气，进行搅拌，升温至50℃。(2)聚合待步骤(1)充分搅拌15min后，缓慢滴加用30份去离子水溶解的过硫酸钾0.3份，升高温度至60℃，然后用20份去离子水溶解的N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.049份，并搅拌使其充分混合，反应9h，即得三维网状结构的阳离子聚丙烯酰胺溶液。(3)包覆待上述过程完成后，对其滴加用7份去离子水溶解的腐殖酸钾3份，是阳离子聚丙烯酰胺对腐殖酸分子进行包覆，得到包覆物。(4)烘干粉碎待上述包覆完成后，取出包覆物在80℃下烘干24h，取出进行粉碎，即得固沙缓释剂。实施例3(1)溶解、混合取去离子水80份、12份丙烯酰胺、2份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，加入三口烧瓶中，水浴加热，通氮气，进行搅拌，升温至55℃。(2)聚合待步骤(1)充分搅拌15min后，缓慢滴加用30份去离子水溶解的过硫酸钾0.48份，升高温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂，其特征在于，采用三维网络状结构的阳离子聚丙烯酰胺包覆腐殖酸得到，原料包括：丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、引发剂、交联剂、腐殖酸盐；按照质量份数计，丙烯酰胺8～12份，丙烯酸丁酯1～2份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵6～10份，腐殖酸盐1～5份；按照质量百分比计，引发剂用量为丙烯酰胺、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵总质量的1～2％，交联剂用量为丙烯酰胺、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵总质量的0.2～0.3％。

【技术特征摘要】
1.自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂，其特征在于，采用三维网络状结构的阳离子聚丙烯酰胺包覆腐殖酸得到，原料包括：丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、引发剂、交联剂、腐殖酸盐；按照质量份数计，丙烯酰胺8～12份，丙烯酸丁酯1～2份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵6～10份，腐殖酸盐1～5份；按照质量百分比计，引发剂用量为丙烯酰胺、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵总质量的1～2％，交联剂用量为丙烯酰胺、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵总质量的0.2～0.3％。2.根据权利要求1所述的自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂，其特征在于，引发剂为过硫酸钾，交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。3.根据权利要求1所述的自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂，其特征在于，腐殖酸盐采用腐殖酸钾或腐殖酸钠。4.一种权利要求1-3任一项所述的自缔合型阳离子聚合物包覆腐殖酸固沙缓释剂的制备方法，其特征在于，以丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸丁酯为单体，加入交联剂和引发剂，通过胶束聚合法制得三维网络状结构的阳离子聚丙烯酰胺；向阳离子聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛育华，杨通，宋洁，赵艳娜，柯如媛，费贵强，程明轩，阮欢，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61