一種耐鹽性好、低吸水倍率農(nóng)業(yè)抗旱型保水劑的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了屬于農(nóng)業(yè)抗旱保水【技術(shù)領(lǐng)域】的一種，制備農(nóng)業(yè)抗旱保水劑的技術(shù)。該技術(shù)的主要特點(diǎn)在于：在低壓加熱的條件下，采用納米二氧化硅與過(guò)硫酸銨復(fù)合體系來(lái)引發(fā)丙烯酸及丙烯酰胺單體聚合。采用該技術(shù)制備出來(lái)的保水劑具有較強(qiáng)的耐鹽性（吸生理鹽水70～120倍），適中的吸水能力（300～500倍），在土壤中起到抗旱保水作用的同時(shí)不與植物爭(zhēng)奪水分，不板結(jié)，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)及治沙領(lǐng)域的抗旱保水。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種耐鹽性好、低吸水倍率農(nóng)業(yè)抗旱型保水劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)抗旱【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及利用納米改性劑的一種耐鹽性好、低吸水倍率農(nóng)業(yè)抗旱型保水劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]保水劑是一種新型功能高分子材料，它能夠吸收其自身重量幾百至數(shù)千倍的純水，水被吸入保水劑內(nèi)部后即使加壓力也不脫出，還可以反復(fù)吸水，緩慢釋水。因此，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、化工、環(huán)保等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]20世紀(jì)九十年代以來(lái)，世界上“綠色地球計(jì)劃” “治理沙漠計(jì)劃”等宏偉工程相繼出臺(tái)，高吸水樹(shù)脂在農(nóng)業(yè)節(jié)水，沙漠治理等領(lǐng)域逐漸發(fā)揮出越來(lái)越重要的地位。
[0004]保水劑具有較高的吸水倍率，較低的吸鹽水倍率，由于土壤中含有較多的鹽分，所以提高保水劑耐鹽性的研究受到了越來(lái)越多的關(guān)注和研究。通過(guò)科研工作者的大量研究，保水劑的耐鹽性能得到了很大的提高(吸生理鹽水的質(zhì)量為自身重量的50-100倍)，在提高耐鹽性的同時(shí)也極大地提高了其吸去離子水能力(自身重量的1000倍以上)。存在的問(wèn)題是:過(guò)高的吸水能力使保水劑內(nèi)部具有較高的滲透壓，植物不能吸收及利用其內(nèi)部的水分；吸水后形成水凝膠具有較低的強(qiáng)度，容易形成板結(jié)。所以我國(guó)農(nóng)林用保水劑標(biāo)準(zhǔn)NY-886-2010規(guī)定，農(nóng)用保水劑的吸生理鹽水倍率應(yīng)在30倍以上，吸去離子水的倍率須在100-700倍之間，所以開(kāi)發(fā)高耐鹽性，適當(dāng)吸水倍率的高吸水樹(shù)脂對(duì)農(nóng)業(yè)保水意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種耐鹽性好、適當(dāng)吸水倍率農(nóng)業(yè)抗旱型保水劑的制備方法，其特征在于，該保水劑以丙烯酰胺和納米硅改性劑為原料，以硫酸銨作引發(fā)劑和N-N’交聯(lián)劑制備農(nóng)業(yè)抗旱保水劑，制備步驟如下:
1)將氫氧化鈉完全溶于蒸餾水中，并在冷水浴中緩慢滴加蒸餾水體積的2-10分之一的丙烯酸；
2)取步驟I)中的混合溶液，依次加入丙烯酰胺和納米二氧化硅改性劑，并在50~90°C下低壓反應(yīng)0.5~Ih并取出；
3)向步驟2)中依次加入過(guò)硫酸銨引發(fā)劑和N-N’交聯(lián)劑，并在50~70°C下低壓反應(yīng)4h后在70°C條件下干燥，便可制得農(nóng)業(yè)抗旱保水劑。
[0006]所述氫氧化鈉:丙烯酰胺的質(zhì)量比為1: (5-10)。
[0007]所述納米二氧化硅改性劑、過(guò)硫酸銨引發(fā)劑和N-N 二亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑的質(zhì)量比為(1~2):(0.08~1):1
所述將引發(fā)劑過(guò)硫酸銨溶于蒸餾水，濃度為I~5wt%。
[0008]所述N-N交聯(lián)劑為N-N 二亞甲基雙丙烯酰胺，溶于蒸餾水，濃度為1~5wt%。
[0009]所述納米二氧化硅改性劑為:粒徑在2~1OOnm的納米二氧化硅。
[0010]該保水劑是采用納米材料為改性劑，特殊的制備工藝方法使之具有獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)及性質(zhì)特點(diǎn)，具有較強(qiáng)耐鹽性，適當(dāng)?shù)奈芰Γ笮纬傻乃z具有較高的強(qiáng)度。 制備出一種耐鹽性好、吸水倍率適中的農(nóng)業(yè)抗旱型保水劑。采用該技術(shù)制備出來(lái)的保水劑具有較強(qiáng)的耐鹽性(吸生理鹽水70~120倍)，適中的吸水能力(300~500倍)，在土壤中起到抗旱保水作用的同時(shí)不與植物爭(zhēng)奪水分，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)及治沙領(lǐng)域的抗旱保水。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明提供一種耐鹽性好、低吸水倍率農(nóng)業(yè)抗旱型保水劑的制備方法，下面結(jié)合實(shí)施例予以說(shuō)明。
[0012]實(shí)施例1
將0.5g氫氧化鈉與IOml蒸餾水混合，并在冷水浴中緩慢滴加5ml丙烯酸；依次加入 5g丙烯酰胺和0.1g納米二氧化硅改性劑，并在70°C下低壓反應(yīng)0.5h ;取出混合液，依次加入0.005g過(guò)硫酸銨引發(fā)劑和0.05g N-N 二亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，并在70°C下低壓反應(yīng)4h，在70°C條件下干燥，便可制得農(nóng)業(yè)抗旱保水劑。
[0013]實(shí)施例2
將Ig氫氧化鈉與20ml蒸餾水混合，并在冷水浴中緩慢滴加7ml丙烯酸；依次加入7g 丙烯酰胺和0.8ml質(zhì)量濃度為1?丨％納米二氧化硅改性劑，并在70°C下低壓反應(yīng)0.5h ;取出混合液，依次加入0.4ml質(zhì)量濃度為lwt%的過(guò)硫酸銨溶液和6ml質(zhì)量濃度為lwt%的N-N 二亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，并在70°C下低壓反應(yīng)4h，在70°C條件下干燥，便可制得農(nóng)業(yè)抗旱保水劑。
[0014]從結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系出發(fā)，通過(guò)調(diào)節(jié)納米硅改性劑、N- N 二亞甲基雙丙烯酰胺、過(guò)硫酸銨及丙烯酰胺的用量，調(diào)整丙烯酸的中和度和改變反應(yīng)溫度，使樹(shù)脂的耐鹽 性得到最大優(yōu)化。
【權(quán)利要求】
1.一種耐鹽性好、低吸水倍率農(nóng)業(yè)抗旱型保水劑的制備方法，其特征在于，該保水劑以丙烯酰胺和納米硅改性劑為原料，以硫酸銨作引發(fā)劑和N-N’交聯(lián)劑制備農(nóng)業(yè)抗旱保水劑，制備步驟如下: I)將氫氧化鈉完全溶于蒸餾水中，并在冷水浴中緩慢滴加蒸餾水體積的2-10分之一的丙烯酸； 2)取步驟I)中的混合溶液，依次加入丙烯酰胺和納米二氧化硅改性劑，并在50~70°C下低壓反應(yīng)0.5~Ih ; 3)向步驟2)中依次加入過(guò)硫酸銨引發(fā)劑和N-N二亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，并在50~70°C下低壓反應(yīng)4小時(shí)，并在70°C條件下干燥，便可制得農(nóng)業(yè)抗旱保水劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐鹽性好、低吸水倍率農(nóng)業(yè)抗旱型保水劑的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鈉:丙烯酰胺的質(zhì)量比為1:(5-10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐鹽性好、低吸水倍率農(nóng)業(yè)抗旱型保水劑的制備方法，其特征在于，所述納米硅改性劑、過(guò)硫酸銨引發(fā)劑和N-N 二亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑的質(zhì)量份數(shù)比為(I ~2):(0.08 ~I):1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐鹽性好、低吸水倍率農(nóng)業(yè)抗旱型保水劑的制備方法，其特征在于，所述過(guò)硫酸銨引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨溶于蒸餾水，濃度為I~5wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐鹽性好、低吸水倍率農(nóng)業(yè)抗旱型保水劑的制備方法，其特征在于，所述N-N 二亞甲基雙丙 烯酰胺交聯(lián)劑溶于蒸餾水，濃度為I~5wt%。
【文檔編號(hào)】C08K3/36GK103554358SQ201310506682
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】王海旺, 邢藝飛, 成美玲, 倪冬冬, 魏新芳, 王海新 申請(qǐng)人:東北大學(xué)秦皇島分校