一種能夠提高植物出芽率的復(fù)合型保水劑、制備及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種能夠提高植物出芽率的復(fù)合型保水劑、制備及應(yīng)用，屬于保水劑【技術(shù)領(lǐng)域】。質(zhì)量份數(shù)為6份的丙烯酸和5份的丙烯酰胺為單體，占單體總質(zhì)量0.25～0.35％的引發(fā)劑過硫酸鉀，占單體總質(zhì)量0.01～0.03％的交聯(lián)劑N-N'亞甲基雙丙烯酰胺，占單體總質(zhì)量25％～35％的膨潤(rùn)土以及占單體總質(zhì)量5％～6％的海藻酸鈉。加入丙烯酸，并進(jìn)行機(jī)械攪拌，加入去離子水后引入NaOH固體并調(diào)節(jié)PH值，在攪拌下用丙烯酸緩慢中和，然后分別加入丙烯酰胺、交聯(lián)劑、膨潤(rùn)土、海藻酸鈉和引發(fā)劑，混合均勻后，密閉靜止聚合。將聚合后的固體產(chǎn)物經(jīng)切割、干燥以及粉碎等處理。吸水倍率500～750倍?？捎行岣叻N子出芽率。
【專利說明】一種能夠提高植物出芽率的復(fù)合型保水劑、制備及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種由水溶液聚合法制備復(fù)合型保水劑及其制備方法，屬于保水劑技 術(shù)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 高分子保水劑（Super Absorbent Resin,簡(jiǎn)稱SAR)，是一種出現(xiàn)于20世紀(jì)60年 代的一種經(jīng)交聯(lián)劑適度交聯(lián)的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型功能高分子材料，通常又稱為"保 水劑"、"高吸水性聚合物（Super Absorbent Polymer,簡(jiǎn)稱SAP)"、"吸水性高分子材料"、 "吸水性高分子樹脂"、"超強(qiáng)吸水劑"等。由于高分子保水劑含有強(qiáng)親水性基團(tuán)，可通過水 合作用迅速地吸收自重幾十倍乃至上千倍的水分或數(shù)十倍的鹽溶液而呈凝膠狀，具有吸 水倍率高、吸水速度快、保水能力強(qiáng)、有效持續(xù)性強(qiáng)、無毒無味等優(yōu)越性能，廣泛用于農(nóng)林 園藝、沙漠治理、醫(yī)療衛(wèi)生、土木建筑、食品加工、石油化工等領(lǐng)域。
[0003] 保水劑主要有4種類型：一是以有機(jī)單體（丙烯酸、丙烯酰胺）為原料的全合成 型；二是以纖維素為原料的纖維素接枝改性型；三是以淀粉為原料的淀粉接枝改性型；四 是以天然礦物質(zhì)等（如蛭石、蒙脫石、海泡石等）為原料的天然型。目前廣泛上使用的為 丙烯酸-丙烯酰胺的合成型，但是單純的丙烯酸-丙烯酰胺共聚產(chǎn)品效果已不能滿足現(xiàn)在 人們的需求使用，如中國(guó)專利（CN101104664A)公布了《丙烯酸與丙烯酰胺共聚制備保水劑 的方法》其原料采用丙烯酸、丙烯酰胺水溶液共聚反應(yīng)，生產(chǎn)出無污染、保水性能好的保水 齊U，但其吸水倍率大約只在200倍左右，吸水性能有待提高。而現(xiàn)在主要是以復(fù)合型保水 劑為主，如中國(guó)專利（CN 102060959A)公布了《一種聚丙烯酸保水劑的制備方法》便是以丙 烯酸、丙烯酰胺與高嶺土進(jìn)行混合共聚的復(fù)合型保水劑，其吸水倍率能達(dá)到180-520倍，而 本發(fā)明采用丙烯酸、丙烯酰胺與膨潤(rùn)土進(jìn)行共聚，通過調(diào)整配方，使其吸水倍率達(dá)到500? 750倍，極大地提高了其性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供了 一種能夠提高植物出芽率的復(fù)合型保水劑、制備及應(yīng)用方法。
[0005] 本發(fā)明提供的復(fù)合型保水劑，其特征在于，以質(zhì)量份數(shù)為6份的丙烯酸和5份的 丙烯酰胺為單體，以占單體總質(zhì)量〇. 25?0. 35%的過硫酸鉀為引發(fā)劑，以占單體總質(zhì)量 0· 01?0· 03% (優(yōu)選0· 015?0· 02% )的N-N'亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑。另外，膨潤(rùn) 土占單體總質(zhì)量25%?35% (優(yōu)選30% )，海藻酸鈉占單體總質(zhì)量5%?6%，以上各主要 成分經(jīng)水溶液聚合法制備得到復(fù)合型保水劑。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0007] 冰浴環(huán)境下，在反應(yīng)器中，加入一定量的丙烯酸，并進(jìn)行機(jī)械攪拌，加入去離子水 后引入NaOH固體并調(diào)節(jié)PH值，在攪拌下用丙烯酸緩慢中和，然后分別加入丙烯酰胺、交聯(lián) 齊U、膨潤(rùn)土、海藻酸鈉和引發(fā)劑，混合均勻后，在45?55°C下密閉靜止聚合。將聚合后的固 體產(chǎn)物經(jīng)切割、干燥以及粉碎等處理，得到最終產(chǎn)品。
[0008] 復(fù)合型保水劑制備方法如下：
[0009] a)在冰浴中，用氫氧化鈉中和質(zhì)量份數(shù)為6份的丙烯酸，中和度在60%?70%范 圍內(nèi)，后加入質(zhì)量份數(shù)為5份的丙烯酰胺組成聚合反應(yīng)單體，并依次加入N-N'亞甲基雙丙 烯酰胺、膨潤(rùn)土、海藻酸鈉以及過硫酸鉀，通過機(jī)械攪拌，完全溶解，得到帶有粘稠度的土黃 色溶液；
[0010] b)將步驟a) 土黃色水相混合液置入聚合槽中，放入高溫反應(yīng)箱內(nèi)，進(jìn)行階梯升溫 反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間2?4h，使其完全反應(yīng)，得到凝膠狀產(chǎn)物；
[0011] C)待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，對(duì)其進(jìn)行切割、烘干、粉碎和過篩等步驟之后，使其顆粒度 達(dá)到40?100 μ m，從而獲得最終產(chǎn)物。
[0012] 優(yōu)選所述步驟b)中的階梯升溫反應(yīng)，其反應(yīng)過程為45°C反應(yīng)1小時(shí)，50°C反應(yīng) 1. 5 小時(shí)，55°C反應(yīng) 1. 5h。
[0013] 本發(fā)明方法制備得到的復(fù)合型保水劑與培養(yǎng)土混合使用用于提高植物出芽率。應(yīng) 用過程中與土壤混合質(zhì)量比例為0. 1%?1% (優(yōu)選0.25%?0.5% )。
[0014] 本發(fā)明提供的一種彩色高分子花土及其制備方法具有以下有益效果：
[0015] 采用本方法制備的復(fù)合型保水劑其吸水倍率達(dá)到500-750gg4,吸鹽倍率達(dá)到 50-SOgg- 1，在80°C的敞開環(huán)境下保溫12h后，保水率仍在85%以上。其中，海藻酸鈉的引入 有效地提高了本發(fā)明的體系粘度，使其在土壤中能夠促使土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，改善土壤環(huán) 境，且由于海藻酸鈉的存在，提升了體系的交聯(lián)程度，從而可以減少交聯(lián)劑--N，N亞甲基 雙丙烯酰胺的用量，是整個(gè)發(fā)明的成本降低，提高了其商用價(jià)值。同時(shí)，其使用在農(nóng)作物上， 可以將農(nóng)作物的出芽率由65%，提高到88%以上，且出芽時(shí)間可以提前1?1.5天。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0017] 使用方法的對(duì)比例：在培養(yǎng)土中不添加任何物質(zhì)，直接種植小麥種子，實(shí)驗(yàn)得到小 麥種子出芽率大約在65%左右，以此為標(biāo)準(zhǔn)樣與添加了本發(fā)明的復(fù)合型保水劑的培養(yǎng)土種 植小麥作物相比較。其中小麥種子通過催苗處理，保證其發(fā)芽的可能近似相同。
[0018] 實(shí)施例1
[0019] 一種能夠提高植物出芽率的復(fù)合型保水劑及其制備方法，其方法是在冰浴環(huán)境 中，取丙烯酸30g，加入帶有攪拌器的反應(yīng)釜中，用NaOH溶液調(diào)節(jié)，控制中和度在65%，待攪 拌完全后，緩慢加入25g丙烯酰胺，持續(xù)攪拌，充分溶解后，依次加入0. 0054g的N-N'亞甲 基雙丙烯酰胺、13. 5g的膨潤(rùn)土、2. 7g的海藻酸鈉，待全部溶解后，加入0. 135g的過硫酸鉀、 攪拌直至溶液混合完全。將溶液移至高溫反應(yīng)箱中，依次在在45°C、50°C和55°C下分別保 溫lh、l. 5h和1. 5h，取出產(chǎn)物，待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，進(jìn)行切割、烘干、粉碎以及過篩處理，得 到的彩色高分子花土。吸水倍率為502gg4,吸鹽倍率為53gg'在80°C的環(huán)境下保溫12h， 保水率89%。
[0020] 使用方法：
[0021] 與培養(yǎng)土混合使用：在培養(yǎng)土中添加0. 25% -0. 5%的復(fù)合型保水劑，栽種小麥作 物，其出芽率為88%，提前出芽26h。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] -種能夠提高植物出芽率的復(fù)合型保水劑及其制備方法，其方法是在冰浴環(huán)境 中，取丙烯酸30g，加入帶有攪拌器的反應(yīng)釜中，用NaOH溶液調(diào)節(jié)，控制中和度在65%，待攪 拌完全后，緩慢加入25g丙烯酰胺，持續(xù)攪拌，充分溶解后，依次加入0. 0162g的N-N'亞甲 基雙丙烯酰胺、18. 9g的膨潤(rùn)土、3. 24g的海藻酸鈉，待全部溶解后，加入0. 189g的過硫酸 鉀、攪拌直至溶液混合完全。將溶液移至高溫反應(yīng)箱中，依次在在45°C、50°C和55°C下分別 保溫lh、l. 5h和1. 5h，取出產(chǎn)物，待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，進(jìn)行切割、烘干、粉碎以及過篩處理， 得到的彩色高分子花土。吸水倍率為580gg'吸鹽倍率為62gg'在80°C的環(huán)境下保溫12h， 保水率85%。
[0024] 使用方法：
[0025] 與培養(yǎng)土混合使用：在培養(yǎng)土中添加 0. 25% -0. 5%的復(fù)合型保水劑，栽種小麥作 物，其出芽率為90%，提前出芽23h。
[0026] 實(shí)施例3
[0027] -種能夠提高植物出芽率的復(fù)合型保水劑及其制備方法，其方法是在冰浴環(huán)境 中，取丙烯酸30g，加入帶有攪拌器的反應(yīng)釜中，用NaOH溶液調(diào)節(jié)，控制中和度在65%，待攪 拌完全后，緩慢加入25g丙烯酰胺，持續(xù)攪拌，充分溶解后，依次加入0. 0092g的N-N'亞甲 基雙丙烯酰胺、16. 2g的膨潤(rùn)土、2. 97g的海藻酸鈉，待全部溶解后，加入0. 162g的過硫酸 鉀、攪拌直至溶液混合完全。將溶液移至高溫反應(yīng)箱中，依次在在45°C、50°C和55°C下分別 保溫lh、l. 5h和1. 5h，取出產(chǎn)物，待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，進(jìn)行切割、烘干、粉碎以及過篩處理， 得到的彩色高分子花土。吸水倍率為732gg'吸鹽倍率為79gg'在80°C的環(huán)境下保溫12h， 保水率95%。
[0028] 使用方法：
[0029] 與培養(yǎng)土混合使用：在培養(yǎng)土中添加0. 25% -0. 5%的復(fù)合型保水劑，栽種小麥作 物，其出芽率為98%，提前出芽35h。
[0030] 此組為最優(yōu)解。
[0031] 實(shí)施例4
[0032] -種能夠提高植物出芽率的復(fù)合型保水劑及其制備方法，其方法是在冰浴環(huán)境 中，取丙烯酸30g，加入帶有攪拌器的反應(yīng)釜中，用NaOH溶液調(diào)節(jié)，控制中和度在65%，待攪 拌完全后，緩慢加入25g丙烯酰胺，持續(xù)攪拌，充分溶解后，依次加入0. 0054g的N-N'亞甲 基雙丙烯酰胺、18. 9g的膨潤(rùn)土、3. 24g的海藻酸鈉，待全部溶解后，加入0. 135g的過硫酸 鉀、攪拌直至溶液混合完全。將溶液移至高溫反應(yīng)箱中，依次在在45°C、50°C和55°C下分別 保溫lh、l. 5h和1. 5h，取出產(chǎn)物，待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，進(jìn)行切割、烘干、粉碎以及過篩處理， 得到的彩色高分子花土。吸水倍率為648gg'吸鹽倍率為70gg'在80°C的環(huán)境下保溫12h， 保水率92%。
[0033] 使用方法：
[0034] 與培養(yǎng)土混合使用：在培養(yǎng)土中添加0. 25% -0. 5%的復(fù)合型保水劑，栽種小麥作 物，其出芽率為92%，提前出芽29h。
[0035] 實(shí)施例5
[0036] -種能夠提高植物出芽率的復(fù)合型保水劑及其制備方法，其方法是在冰浴環(huán)境 中，取丙烯酸30g，加入帶有攪拌器的反應(yīng)釜中，用NaOH溶液調(diào)節(jié)，控制中和度在65%，待攪
【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)合型保水劑，其特征在于，以質(zhì)量份數(shù)為6份的丙烯酸和5份的丙烯酰胺為單 體，以占單體總質(zhì)量0. 25?0. 35%的過硫酸鉀為引發(fā)劑，以占單體總質(zhì)量0. 01?0. 03% 的N-N'亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑。另外，膨潤(rùn)土占單體總質(zhì)量25%?35%，海藻酸鈉占 單體總質(zhì)量5%?6%，以上各主要成分經(jīng)水溶液聚合法制備得到復(fù)合型保水劑。
2. 按照權(quán)利要求1的一種復(fù)合型保水劑，其特征在于，N-N'亞甲基雙丙烯酰胺為 0. 015 ?0. 02%。
3. 按照權(quán)利要求1的一種復(fù)合型保水劑，其特征在于，膨潤(rùn)土占單體總質(zhì)量30%。
4. 制備權(quán)利要求1的一種復(fù)合型保水劑的方法，其特征在于，包括以下步驟： a) 在冰浴中，用氫氧化鈉中和質(zhì)量份數(shù)為6份的丙烯酸，中和度在60%?70%范圍內(nèi)， 后加入質(zhì)量份數(shù)為5份的丙烯酰胺組成聚合反應(yīng)單體，并依次加入N-N'亞甲基雙丙烯酰 胺、膨潤(rùn)土、海藻酸鈉以及過硫酸鉀，通過機(jī)械攪拌，完全溶解，得到帶有粘稠度的土黃色溶 液； b) 將步驟a) 土黃色水相混合液置入聚合槽中，放入高溫反應(yīng)箱內(nèi)，進(jìn)行階梯升溫反 應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間2?4h，使其完全反應(yīng)，得到凝膠狀產(chǎn)物； c) 待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，對(duì)其進(jìn)行切割、烘干、粉碎和過篩等步驟之后，使其顆粒度達(dá)到 40?100 μ m，從而獲得最終產(chǎn)物。
5. 按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，步驟b)反應(yīng)溫度45?55°C。
6. 按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，步驟b)其反應(yīng)過程為45°C反應(yīng)1小時(shí)，50°C 反應(yīng)1. 5小時(shí)，55°C反應(yīng)1. 5h。
7. 權(quán)利要求1-6的任一方法制備得到的復(fù)合型保水劑。
8. 權(quán)利要求1-6的任一方法制備得到的復(fù)合型保水劑與培養(yǎng)土混合使用用于提高植 物出芽率。
9. 權(quán)利要求1-6的任一方法制備得到的復(fù)合型保水劑與土壤混合使用用于提高植物 出芽率，應(yīng)用過程中與土壤混合質(zhì)量比例為〇. 1%?1%。
10. 權(quán)利要求1-6的任一方法制備得到的復(fù)合型保水劑與土壤混合使用用于提高植物 出芽率，應(yīng)用過程中與土壤混合質(zhì)量比例為〇. 25%?0. 5%。
【文檔編號(hào)】C08F2/44GK104086706SQ201410310779
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】索紅莉, 王鼎元, 陳立佳, 司乃國(guó), 劉君麗, 劉敏, 王毅, 馬麟, 郭艾東, 張騰 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)