專利名稱：具有肥料緩釋功能的有機－無機復(fù)合保水劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有肥料緩釋功能的有機-無機復(fù)合保水劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
保水劑是一種功能高分子材料，施用到土壤中不僅可以充分吸收灌溉水或自然降雨，防止水分滲漏和流失，提高水分利用率，而且可促進土壤團聚體的形成，改善土壤孔隙結(jié)構(gòu)，防止水土流失。因而，保水劑已在農(nóng)業(yè)、林業(yè)和其他節(jié)水領(lǐng)域得到了較為廣泛的使用。但是目前已商品化的保水劑，大多是以丙烯酸或丙烯酰胺聚合制備的，還存在成本高和耐鹽堿性能差等不足。為了進一步降低成本和改善保水劑的性能，近年來有機無機雜化保水劑的開發(fā)成為熱點之一。
我們曾以凹凸棒土為無機組分，研制了系列有機無機復(fù)合型保水劑(申請?zhí)?3120346.9)，這些有機無機復(fù)合保水劑不僅有高的吸水倍數(shù)和好的重復(fù)使用性能，而且還有較高的凝膠強度和低的生產(chǎn)成本。但在西部干旱和半干旱地區(qū)立地條件很差，尤其是生態(tài)恢復(fù)用地，土壤的有機質(zhì)非常有限。因此，對保水劑的需求除要低成本和耐鹽堿外，還必須同時具備多功能，這就對具有緩釋肥料功能的保水劑的需求非常迫切。
目前多以保水劑與肥料混合用于困難立地條件的土壤，一方面是肥料會影響保水劑的吸水性能，另一方面用這種方法施用的肥料具有速釋性。因此，開發(fā)具有成本低、保水能力強和具有緩釋肥料功能的保水劑，對于發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)和改善生態(tài)環(huán)境，具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對保水劑目前的不足，提供一種成本較低、吸水性好和具有緩釋肥料功能的有機-無機復(fù)合保水劑及其制備方法。
本發(fā)明可以通過以下措施來實現(xiàn)我們采用廉價的凹凸棒土和具有改善土壤有機質(zhì)的腐殖酸以及丙烯酸、丙烯酰胺作為復(fù)合保水劑的主要原料，添加引發(fā)劑和交聯(lián)劑，在水溶液中經(jīng)接枝共聚、交聯(lián)、洗滌、干燥、粉碎制成緩釋型保水劑。
凹凸棒土在我國儲量豐富，價格低廉。酸化凹凸棒土表面存在大量的親水性硅羥基，可以與丙烯酸有效的接枝，形成具有高吸水性的有機-無機復(fù)合吸水劑。同時凹凸棒鏈層中有多種作物所需的微量元素如鉀、鐵等，應(yīng)用于農(nóng)林業(yè)時不但可以發(fā)揮保水劑所固有的作用，而且可以起到營養(yǎng)的作用。
腐殖酸不僅具有改善土壤結(jié)構(gòu)、土壤肥力和促進土壤微生物生長等方面的作用，而且可以促進植物根系發(fā)育、提高根系活力，增強光合作用，提高作物的抗病、抗凍等抗逆能力。因此，將其引入到保水劑中，可改善土壤的有機質(zhì)含量。
一種具有肥料緩釋功能的有機-無機復(fù)合保水劑，其特征在于保水劑的原料的重量份數(shù)為丙烯酸100份，丙烯酰胺20-60份，凹凸棒土10-40份，腐殖酸10-50，引發(fā)劑0.05-1.0份，交聯(lián)劑0.05-1.0份；其中引發(fā)劑選自過硫酸銨或者過硫酸鉀，交聯(lián)劑選自N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺或甘油。
復(fù)合保水劑的制備方法是，先用氫氧化鉀中和丙烯酸，中和度為40％-80wt％，加入丙烯酰胺并在攪拌下使其溶解，然后加入凹凸棒土、腐殖酸、交聯(lián)劑和引發(fā)劑，升溫至60-90℃反應(yīng)3-5小時，產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥后粉碎。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點由于使用了廉價的凹凸棒土和腐殖酸，使復(fù)合保水劑的成本大大降低。保水劑中凹凸棒土含有多種植物生長所需的微量元素，可供作物吸收。該復(fù)合保水劑具有較高的吸水率，其吸蒸餾水的質(zhì)量倍數(shù)為400-600g/g。大量的試驗表明，該復(fù)合保水劑施用后，保水劑中腐殖酸緩慢釋放時間可達2個月，同時還可改善土壤團粒結(jié)構(gòu)。


圖1是本發(fā)明保水劑制備的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合圖1，對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1將2克凹凸棒土和2克腐殖酸加入有15mL蒸餾水的燒杯中。稱取丙烯酸4.2克加入15mL蒸餾水中，滴加5M的氫氧化鉀4mL。然后加入丙烯酰胺1.8克攪拌至溶解。將已攪拌成懸浮液的凹凸棒和腐殖酸液加入丙烯酸和丙烯酰胺的混合溶液中，再加入交聯(lián)劑0.0143克和引發(fā)劑0.0713克。升溫至70℃，保持3-5小時。將產(chǎn)物在70℃下烘至恒重，粉碎，過40目網(wǎng)篩。得到的產(chǎn)品每克吸蒸餾水664克，色澤為黑色。
實施例2將1克凹凸棒土和3克腐殖酸加入有15mL蒸餾水的燒杯中。稱取丙烯酸4.2克加入15mL蒸餾水中，滴加5M的氫氧化鉀4mL。然后加入丙烯酰胺1.4克攪拌至溶解。將已攪拌成懸浮液的凹凸棒和腐殖酸液加入丙烯酸和丙烯酰胺的混合溶液中，再加入交聯(lián)劑0.0127克克和引發(fā)劑0.0713克。升溫至80℃，保持3-5小時。將產(chǎn)物在70℃下烘至恒重，粉碎，過40目網(wǎng)篩。得到的產(chǎn)品每克吸蒸餾水486克，色澤為黑色。
權(quán)利要求
1.一種具有肥料緩釋功能的有機-無機復(fù)合保水劑，其特征在于保水劑的原料的重量份數(shù)為丙烯酸100份，丙烯酰胺20-60份，凹凸棒土10-40份，腐殖酸10-50，引發(fā)劑0.05-1.0份，交聯(lián)劑0.05-1.0份；其中引發(fā)劑選自過硫酸銨或者過硫酸鉀，交聯(lián)劑選自N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺或甘油。
2.如權(quán)利要求1所述保水劑的制備方法，其特征在于先用氫氧化鉀中和丙烯酸，中和度為40％-80wt％，加入丙烯酰胺并在攪拌下使其溶解，然后加入凹凸棒土、腐殖酸、交聯(lián)劑和引發(fā)劑，升溫至60-90℃反應(yīng)3-5小時，產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥后粉碎。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有肥料緩釋功能的有機－無機復(fù)合保水劑及其制備方法。采用廉價的凹凸棒土和具有改善土壤有機質(zhì)的腐殖酸以及丙烯酸、丙烯酰胺作為復(fù)合保水劑的主要原料，添加引發(fā)劑和交聯(lián)劑，在水溶液中經(jīng)接枝共聚、交聯(lián)、洗滌、干燥、粉碎制成緩釋型保水劑。保水劑吸蒸餾水的倍數(shù)為400－600g/g，成本比有機原料聚合保水劑下降30－40％。本發(fā)明工藝所制產(chǎn)品，具有吸水保水和肥料緩釋功能，可在條件差的節(jié)水農(nóng)業(yè)和生態(tài)恢復(fù)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
文檔編號C08F2/44GK1781982SQ20041010090
公開日2006年6月7日 申請日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者王愛勤, 李安, 張俊平 申請人:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所