一種園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及園林綠化和生態(tài)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體為一種園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑及其制備方法。所述的保水劑是由以下重量份數(shù)的物質(zhì)組成的:羧甲基纖維素、工業(yè)級(jí)丙烯酸、中和劑、營(yíng)養(yǎng)型添加劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑組成。所述保水劑的制備方法：采用丙烯酸為單體，以堿液為中和劑，采用水溶液聚合方法，以羧甲基纖維素和營(yíng)養(yǎng)型添加劑作為原料，加入交聯(lián)劑與引發(fā)劑，在氮?dú)夥毡Ｗo(hù)下，經(jīng)交聯(lián)，聚合反應(yīng)，再經(jīng)干燥，粉碎制成。本發(fā)明具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、高吸水性、營(yíng)養(yǎng)型、可降解、環(huán)保無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)抗旱、保墑、改良土壤、植樹(shù)、種草等都有顯著效果，可廣泛應(yīng)用于園林苗圃生產(chǎn)、綠化工程施工、綠地維護(hù)等眾多園林綠化領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】一種園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及園林綠化和生態(tài)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體為一種園林綠化用的高效環(huán)保型 保水劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市化的進(jìn)程，城市綠地面積不斷擴(kuò)大，園林施工和綠地管養(yǎng)的工作越加繁 重，需要消耗大量的水資源。據(jù)新會(huì)園林管理處2006年統(tǒng)計(jì)，維護(hù)lha的城市綠地一年要 消耗1500m 3凈水，淋水總費(fèi)用（水費(fèi)、機(jī)械費(fèi)和人工費(fèi)）達(dá)5925. 00元/ha，淋水總費(fèi)用占 綠地維護(hù)總成本的16.9%。因此發(fā)揮保水劑在園林綠化一節(jié)水、保水保肥與改良土壤的作 用，有效降低資源消耗，減少因施用化肥農(nóng)藥對(duì)環(huán)境造成的污染，這對(duì)改善人居生態(tài)環(huán)境， 具有重大的社會(huì)效益。
[0003] 保水劑是具有強(qiáng)力吸水和保水能力的高分子聚合物，在吸附幾百上千倍的水后 又能緩慢釋放供植物生長(zhǎng)利用，具有重復(fù)吸水的功能。保水劑除了保水性以外，還起到土壤 改良劑、化肥緩釋劑的功能。保水劑作為新型功能性材料，應(yīng)用已涉及多個(gè)領(lǐng)域，但在城市 園林綠化中卻鮮見(jiàn)使用，原因在于對(duì)保水劑的認(rèn)識(shí)不足，其次是市場(chǎng)上保水劑品種分類混 舌L選擇不當(dāng)或使用不當(dāng)都會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0004] 目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的保水劑產(chǎn)品存在以下幾方面問(wèn)題：
[0005] 1、目前市場(chǎng)上常用的保水劑只具有保水這種單一的功能。但由于植物生長(zhǎng)中還需 要各種不同的微量元索，這時(shí)就需要添加其它的添加劑，因此會(huì)導(dǎo)致成本升高，操作過(guò)程復(fù) 雜。
[0006] 2、目前現(xiàn)有技術(shù)中的農(nóng)用保水劑，一般都是淀粉型的保水劑。雖然在普通土囊中 具有不錯(cuò)的使用效果，但是卻完全不適用于鹽堿地的保水。而我國(guó)北方地區(qū)具有大量的鹽 堿地，由于無(wú)法種植植物，導(dǎo)致大量土地的荒廢和沙漠化，造成非常嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。在鹽 堿地上使用普通的淀粉型保水劑，保水劑分子會(huì)很快被鹽堿侵蝕而失去保水的效果。
[0007] 3、目前土壤用保水劑經(jīng)常使用鈉型保水劑。如果鈉型保水劑長(zhǎng)期施用與土壤，則 土壤中的鈉離子含量過(guò)高，會(huì)造成板土壤結(jié)，從而對(duì)植物生長(zhǎng)，以及環(huán)境帶來(lái)危害。
[0008] 因此，市場(chǎng)缺乏適合于園林綠化專用的一種高效保水劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑及其制備方法。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0011] 一種園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑，保水劑按重量份計(jì)，丙烯酸鹽溶液100-200 份，羧甲基纖維素溶液100-150份，營(yíng)養(yǎng)型添加劑5-17份，引發(fā)劑溶液5-20份，交聯(lián)劑溶液 1-12 份。
[0012] 其中，丙烯酸鹽溶液的配制為冰浴條件下，向丙烯酸溶液中攪拌條件下加入濃度 為20% -40% (質(zhì)量百分比）的中和劑溶液，使混合液pH值為6. 5-7. 5,即得到丙烯酸鹽溶 液。
[0013] 所述的中和劑為氫氧化鉀溶液或氨水溶液。
[0014] 所述的羧甲基纖維素為羧甲基纖維素鈉。
[0015] 所述的營(yíng)養(yǎng)型添加劑為硫酸鋅、硫酸錳、硼砂、磷酸二氫鉀和硝酸鉀中至少兩種物 質(zhì)的混合。
[0016] 所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸氨。
[0017] 所述的交聯(lián)劑為丙三醇、環(huán)氧氯丙烷或N，N -亞甲基雙丙烯酰胺。
[0018] 一種園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑的制備方法，
[0019] a.冰浴條件下，向丙烯酸溶液中攪拌條件下加入濃度為20% -40% (質(zhì)量百分 比）的中和劑溶液，使混合液pH值為6. 5-7. 5,即得到丙烯酸鹽溶液；
[0020] b.向上述丙烯酸鹽溶液中加入營(yíng)養(yǎng)型添加劑，待溶解后，再按上述比例加入羧甲 基纖維素水溶液和交聯(lián)劑水溶液，攪拌均勻；
[0021] c.向上述步驟b混合液中持續(xù)通入氮?dú)猓够旌弦褐锌諝馀懦?，而后將混合液?度提高到20°C?40°C，反應(yīng)0. 5?1小時(shí)；
[0022] d.按上述重量份數(shù)將引發(fā)劑水溶液加入到步驟c的混合液中攪拌均勻，而后緩慢 將溫度控制在50°C?90°C，待溶液呈粘稠狀后，干燥粉碎過(guò)30?80目篩子即得高效保水 劑膠體。
[0023] 按重量份數(shù)計(jì)，所述丙烯酸溶液為30-50份；所述中和劑溶液為20?40份氫氧化 鉀或氨水，緩慢攪拌下加入60-160份水；所述羧甲基纖維素水溶液是將0. 8-2份羧甲基纖 維素，放入100?150份水中，攪拌均勻得到溶液；所述交聯(lián)劑水溶液為0. 5?2份丙三醇 或環(huán)氧氯丙烷或N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，加入30?50份水中攪拌均勻；所述引發(fā)劑水溶 液為20?50份水溶解1?5份過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸氨。
[0024] 本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：
[0025] 1、本發(fā)明提供的含有微量元素的復(fù)合型保水劑不僅對(duì)植物具有保水作用，而且還 可以提供氮、磷、鉀等植物生長(zhǎng)所必需的微量元素，因此只施用本保水劑即可滿足保水及提 供微量元素雙重作用，這樣就可以降低成本，并且能夠簡(jiǎn)化操作過(guò)程。
[0026] 2、本發(fā)明方法中對(duì)丙烯酸進(jìn)行中和用的中和劑是氨水或氫氧化鉀而非氫氧化鈉， 引入的氮素部分提高了保水劑的N/C比，有利于在保水劑土壤環(huán)境中自然降解；氫氧化鉀 的引入可以作為肥力因子，在降解后發(fā)揮作用。同時(shí)最終分解物為二氧化碳，水，氨態(tài)氮或 鉀離子，可以被作物吸收利用。一方面是可給保水劑帶來(lái)營(yíng)養(yǎng)型成分，另一方面更可避免因 使用含鈉的高分子保水劑，降解后不易被作物吸收而造成的土壤板結(jié)和鹽堿化現(xiàn)象。
[0027] 3、本發(fā)明中直接采用合成的羧甲基纖維素鈉可直接溶于水，使接枝反應(yīng)在均相溶 液狀態(tài)下進(jìn)行，比直接利用玉米皮制備保水劑時(shí)的反應(yīng)效率要高很多，可以有效提高接枝 反應(yīng)速度和反應(yīng)效率。
[0028] 4、本發(fā)明與合成類、淀粉類高吸水性樹(shù)脂相比，纖維素高吸水性樹(shù)脂其耐鹽性好， 其pH值易調(diào)節(jié)，抗生物降解的性能較好，具有重要的環(huán)保意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。解決目前保水 劑在鹽堿地生態(tài)植被綠化修復(fù)中不可降解、價(jià)格較高和耐鹽性較差的問(wèn)題。
[0029] 5.本發(fā)明生產(chǎn)工藝較簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，不需要大型儀器設(shè)備，在普通實(shí)驗(yàn)室即可完 成。保水劑為固體形態(tài)，有利于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、推廣和應(yīng)用。
[0030] 6.本發(fā)明保水劑克服了現(xiàn)有化學(xué)保水劑品種和功能相對(duì)單一、應(yīng)用價(jià)格過(guò)高、不 耐鹽堿、易造成污染環(huán)境、缺乏植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)等問(wèn)題，進(jìn)而本發(fā)明保水劑具有低成本、 高吸水性、可降解、環(huán)保、無(wú)毒、富含營(yíng)養(yǎng)型成分等優(yōu)點(diǎn)的園林綠化專用高效環(huán)保型保水劑 及其制備方法。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 下述實(shí)施例中各物質(zhì)的量均按照重量份數(shù)來(lái)進(jìn)行換算。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 本實(shí)施例按如下步驟制備園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑：
[0034] a、先將30份丙烯酸加入中和混合器中，在攪拌狀態(tài)下將質(zhì)量濃度為20% (20gK0H 與80g水混合）氫氧化鉀溶液加入中合反應(yīng)器內(nèi)，在冰浴條件下中和pH值至6. 8,控制反應(yīng) 的最大溫度不超過(guò)60°C，制成丙烯酸鹽溶液；
[0035] b、隨后加入5份營(yíng)養(yǎng)型添加劑，待溶解后，再加入100份羧甲基纖維素水溶液與10 份交聯(lián)劑水溶液，攪拌均勻。
[0036] c、向混合液中持續(xù)通入3?7升/分鐘流量的氮?dú)?，使混合液中空氣排除，而后?混合液溫度提高到30°C，反應(yīng)0. 5小時(shí)；
[0037] d、加入6份引發(fā)劑水溶液，攪拌均勻并緩慢將溫度控制在70°C，待溶液呈粘稠狀 后，干燥粉碎過(guò)30目篩子即得高效保水劑膠體。
[0038] 按重量份數(shù)計(jì)，所述的中和劑為20份氫氧化鉀，緩慢攪拌下加入80份水；所述的 羧甲基纖維素水溶液是將0. 8份羧甲基纖維素鈉，放入99. 2份水中，攪拌均勻得到溶液；所 述的交聯(lián)劑水溶液為〇. 6份N，N -亞甲基雙丙烯酰胺，加入50份水中攪拌均勻；所述的引 發(fā)劑水溶液為20份水溶解2. 4份過(guò)硫酸氨。
[0039] 吸水能力測(cè)試：所得保水劑在去離子水、自來(lái)水和生理鹽水中的最大吸水倍率為 (克 / 克）634、440、89 ;
[0040] 保水能力測(cè)試：所得保水劑經(jīng)過(guò)12h，在室溫（約24°C )下，水分損失只有2. 7% ;
[0041] 再生能力測(cè)試：所得保水劑測(cè)得其吸水倍率后進(jìn)行烘干，并再次讓其吸水，測(cè)得其 對(duì)去離子水的吸水倍數(shù)為618克/克。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] 本實(shí)施例按如下步驟制備園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑：
[0044] a、先將40份丙烯酸加入中和混合器中，在攪拌狀態(tài)下將質(zhì)量濃度20%氨水溶液 加入中合反應(yīng)器內(nèi)，在冰浴條件下中和pH值至7. 0,控制反應(yīng)的最大溫度不超過(guò)60°C，來(lái)制 成丙烯酸鹽溶液；
[0045] b、隨后加入11份營(yíng)養(yǎng)型添加劑，待溶解后，再加入120份羧甲基纖維素水溶液與 10份交聯(lián)劑水溶液，攪拌均勻。
[0046] c、向混合液中持續(xù)（以3-7升/分鐘）的流量速度通入氮?dú)?，使混合液中空氣?除，而后將混合液溫度提高到35°C °C，反應(yīng)0. 65小時(shí)；
[0047] d、加入10份引發(fā)劑水溶液，攪拌均勻并緩慢將溫度控制在75°C，待溶液呈粘稠狀 后，干燥粉碎過(guò)50目篩子即得高效保水劑膠體。
[0048] 按重量份數(shù)計(jì)，所述的中和劑為20份氨水，緩慢攪拌下加入80份水；所述的羧甲
【權(quán)利要求】
1. 一種園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑，其特征在于：保水劑按重量份計(jì)，丙烯酸鹽 溶液100-200份，羧甲基纖維素溶液100-150份，營(yíng)養(yǎng)型添加劑5-17份，引發(fā)劑溶液5-20 份，交聯(lián)劑溶液1 _12份。
2. 按權(quán)利要求1所述的園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑，其特征在于：所述丙烯酸鹽 溶液為冰浴條件下，向丙烯酸溶液中攪拌條件下加入濃度為20%-40% (質(zhì)量百分比）的 中和劑溶液，使混合液pH值為6. 5-7. 5,即得到丙烯酸鹽溶液。
3. 按權(quán)利要求2所述的園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑，其特征在于：所述的中和劑 為氫氧化鉀溶液或氨水溶液。
4. 按權(quán)利要求1所述的園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑，其特征在于：所述的羧甲基 纖維素為羧甲基纖維素鈉。
5. 按權(quán)利要求1所述的園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑，其特征在于：所述的營(yíng)養(yǎng)型 添加劑為硫酸鋅、硫酸錳、硼砂、磷酸二氫鉀和硝酸鉀中至少兩種物質(zhì)的混合。
6. 按權(quán)利要求1所述的園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑，其特征在于：所述的引發(fā)劑 為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸氨。
7. 按權(quán)利要求1所述的園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑，其特征在于：所述的交聯(lián)劑 為丙三醇、環(huán)氧氯丙烷或N，N -亞甲基雙丙烯酰胺。
8. -種權(quán)利要求1所述的園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑的制備方法，其特征在于： a. 冰浴條件下，向丙烯酸溶液中攪拌條件下加入濃度為20%-40% (質(zhì)量百分比）的 中和劑溶液，使混合液pH值為6. 5-7. 5,即得到丙烯酸鹽溶液； b. 向上述丙烯酸鹽溶液中加入營(yíng)養(yǎng)型添加劑，待溶解后，再按上述比例加入羧甲基纖 維素水溶液和交聯(lián)劑水溶液，攪拌均勻； c. 向上述步驟b混合液中持續(xù)通入氮?dú)?，使混合液中空氣排除，而后將混合液溫度?高到20°C?40°C，反應(yīng)0. 5?1小時(shí)； d. 按上述重量份數(shù)將引發(fā)劑水溶液加入到步驟(：的混合液中攪拌均勻，而后緩慢將溫 度控制在50°C?90°C，待溶液呈粘稠狀后，干燥粉碎過(guò)30?80目篩子即得高效保水劑膠 體。
9. 按權(quán)利要求8所述的園林綠化用的高效環(huán)保型保水劑的制備方法，其特征在于：按 重量份數(shù)計(jì)，所述丙烯酸溶液為30-50份；所述中和劑溶液為20?40份氫氧化鉀或氨水， 緩慢攪拌下加入60-160份水；所述羧甲基纖維素水溶液是將0. 8-2份羧甲基纖維素，放入 100?150份水中，攪拌均勻得到溶液；所述交聯(lián)劑水溶液為0. 5?2份丙三醇或環(huán)氧氯丙 烷或N，N -亞甲基雙丙烯酰胺，加入30?50份水中攪拌均勻；所述引發(fā)劑水溶液為20? 50份水溶解1?5份過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸氨。
【文檔編號(hào)】C08F251/02GK104087303SQ201410280846
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】苗永剛, 鄒江寧, 孫仲桂, 盧麟麟, 董博, 王立豐 申請(qǐng)人:遼寧山水城市園林景觀有限公司