专利名称：一种农林保水剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种农林保水剂的制备方法，尤其是一种农林领域应用的高分子吸水树脂保水剂的制备方法。
背景技术：
高分子吸水树脂(英文名为Super Absorbent Polymer,简写为SAP),是一种含有羧基等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型高分子聚合物。与传统吸水材料如海绵、纤维素、硅胶相比，它不溶于水，也不溶于有机溶剂，却又有着奇特的吸水性能和保水能力，同时又具备高分子材料的优点。高分子吸水树脂的吸水量高，最高可达到自重的千倍以上，而且保水性强，即使在受热、加压条件下也不易失水，对光、热、酸碱的稳定性好，还具有良好的生物降解性能。1973年美国Ucc公司开始将高分子吸水树脂应用于农林方面土壤保水，苗木培育、育种、沙漠治理等，取得了成效。但是，其产品在土壤内吸水后的凝胶离植物 根太近，根进入胶凝中，会与凝胶接触在一起，会引起根腐烂，且由于随着吸水树脂吸放水的体积变化，可能切断细根的缺点，而且价格较贵，在农业方面的推广应用受到限制。目前，国内的高分子吸水树脂研究开发工作起步较晚，还处于初级阶段，80年代初开始，20年来我国有20多个单位科研院所进行了研究开发，有的已转入小批量生产，但由于生产技术工艺复杂，产品质量不稳定，成本高等因素，难以推广。现有的农林保水剂在土壤内吸水后的凝胶离植物根太近，根进入胶凝中，会与凝胶接触在一起，会引起根腐烂，且由于随着吸水树脂吸放水的体积变化，可能切断细根对植物根系有伤害，从而制约了土壤保水剂在农林业的应用和发展。中国是农业大国，缺雨多旱，土地沙漠化面积大，干旱、半干旱地区约占国土面积的51 %，7. 7亿亩耕地中没有灌溉条件的旱地约占耕地面积的65%，从九十年代到2000年的国家有关部门的统计，全国年平均受旱面积4. 5亿亩，每年因干旱减产100-200亿公斤，直接经济损失200亿左右。如果能够通过改进生产工艺，降低生产成本，将高分子吸水树脂广泛应用于植树造林、种草植被、水土保持、改良土壤等农林业生产领域，提高农林业生产效率，将产生巨大的社会效益与良好的市场前景。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种农林保水剂的制备方法，缩短工艺流程，减少生产时间，降低生产成本，制备的农林保水剂产品质量稳定，可直接均匀放在植物根部，对植物的根系成活、生长、发育无伤害。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种农林保水剂的制备方法，包括下列内容(I)配制NaOH水溶液将纯度为93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反应将配制好的NaOH水溶液连续加入到1500g纯度大于99. 5%的丙烯酸中，进行中和反应，反应时间为10-28分钟，然后加入225g丙烯酰胺，再降温到30-40°C ；
(3)接枝共聚反应向中和反应后的溶液中，一次性加入350_450g玉米粉进行搅拌，转速为80-120转/分钟，再加入2g亚甲基双丙烯酰胺交联剂，然后加入2g过硫酸钾催化剂，进行接枝共聚反应，反应过程中的温度控制在60°C _115°C，反应时间为15-30分钟；(4)凝固干燥将反应混合液分流到聚合老化器中；反应10-20分钟后混合液聚合成固体，聚合过程中聚合热使物料自然干燥；(5)粉碎将固体产品粉碎成颗粒，即得吸水倍率300_700g/g的成品。上述的农林保水剂的制备方法，所使用的丙烯酸比重为20°C时I. 051克/厘米3，沸点为141. 3°C，闪点为54. 5°C。上述的农林保水剂的制备方法，包括下列内容(I)配制NaOH水溶液将浓度为93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反应将配制好的NaOH水溶液连续加入到1500g纯度大于99. 5%的丙烯酸中，进行中和反应，反应时间为22分钟，加入225g丙烯酰胺；然后降温到37°C ；(3)接枝共聚反应向中和反应后的溶液中，一次性加入360g玉米粉进行搅拌，转速为110转/分钟，再加入2g亚甲基双丙烯酰胺交联剂，然后加入2g过硫酸钾催化剂，进行接枝共聚反应，反应过程中的温度控制在110°C，反应时间为20分钟；(4)凝固干燥将反应混合液分流到聚合老化器中；反应20分钟后混合液聚合成固体，聚合过程中聚合热使物料自然干燥；(5)粉碎将固体产品粉碎成颗粒，即得吸水倍率400_700g/g的成品。本发明的农林保水剂的制备方法具有如下优点及有益效果I、应用本发明的制备方法可直接聚合成产品，无需烘烤干燥，聚合放热的过程就是干燥的过程，无需淀粉糊化，无需洗涤、皂化等过程，使生产工艺流程缩短了 5倍，可在I 小时左右生产出成品，降低生产成本，生产周期短、成本低。生产过程中无三废排放，对环境无污染，安全环保。2、应用本发明的方法制备的产品为黄白色，质量稳定，可直接放在植物根部，对植物根系的生长无伤害，与土壤均匀混合后，能大量的储存土壤中的水肥，长时间不蒸发不流失，提高土壤保墒、保水、保肥能力，根据植物生长需求均匀的供给营养，有效促进植物的成活、生长和发育，确保植物生长抗御干旱能力。还可改良土壤团粒结构，防止土壤板结和盐碱化，使土壤的水肥不易流失，提高土壤水肥利用率。生产的农林保水剂产品符合NY886-2004农林行业标准的要求，产品经青岛市质量监督检验所检验合格(NO QIQ-11300453):其产品卫生标准和无害化指标符合国家GB15979 —次性使用卫生标准要求。
具体实施例方式实施例I本实施例的农林保水剂的制备方法，包括下列内容(I)配制NaOH水溶液将浓度为93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反应将配制好的NaOH水溶液连续加入到1500g纯度大于99. 5%的丙烯酸中，进行中和反应，反应时间为10分钟，加入225g丙烯酰胺；然后降温到30°C ；(3)接枝共聚反应向中和反应后的溶液中，一次性加入350g玉米粉进行搅拌，转速为120转/分钟，再加入2g亚甲基双丙烯酰胺交联剂，然后加入2g过硫酸钾催化剂，进行接枝共聚反应，反应过程中的温度控制在60°C，反应时间为15分钟；(4)凝固干燥将反应混合液分流到聚合老化器中；反应20分钟后混合液聚合成固体，聚合过程中聚合热使物料自然干燥；(5)粉碎将固体产品粉碎成颗粒，即得吸水倍率300_600g/g的成品。实施例2本实施例的农林保水剂的制备方法，包括下列内容 (I)配制NaOH水溶液将浓度为93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反应将配制好的NaOH水溶液连续加入到1500g纯度大于99. 5%的丙烯酸中，进行中和反应，反应时间为20分钟，加入225g丙烯酰胺；然后降温到40°C ；(3)接枝共聚反应向中和反应后的溶液中，一次性加入380g玉米粉进行搅拌，转速为80转/分钟，再加入2g亚甲基双丙烯酰胺交联剂，然后加入2g过硫酸钾催化剂，进行接枝共聚反应，反应过程中的温度控制在115°C，反应时间为25分钟；(4)凝固干燥将反应混合液分流到聚合老化器中；反应10分钟后混合液聚合成固体，聚合过程中聚合热使物料自然干燥；(5)粉碎将固体产品粉碎成颗粒，即得吸水倍率400_700g/g的成品。实施例3本实施例农林保水剂的制备方法，包括下列内容(I)配制NaOH水溶液将浓度为93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反应将配制好的NaOH水溶液连续加入到1500g纯度大于99. 5%的丙烯酸中，进行中和反应，反应时间为15分钟，加入225g丙烯酰胺；然后降温到32°C ；(3)接枝共聚反应向中和反应后的溶液中，一次性加入450g玉米粉进行搅拌，转速为90转/分钟，再加入2g亚甲基双丙烯酰胺交联剂，然后加入2g过硫酸钾催化剂，进行接枝共聚反应，反应过程中的温度控制在80°C，反应时间为30分钟；(4)凝固干燥将反应混合液分流到聚合老化器中；反应15分钟后混合液聚合成固体，聚合过程中聚合热使物料自然干燥；(5)粉碎将固体产品粉碎成颗粒，即得吸水倍率350_680g/g的成品。实施例4本实施例的农林保水剂的制备方法，包括下列内容(I)配制NaOH水溶液将浓度为93%的NaOH 229g，溶解在600g水中；(2)中和反应将配制好的NaOH水溶液连续加入到1500g纯度大于99. 5%的丙烯酸中，进行中和反应，反应时间为22分钟，加入225g丙烯酰胺；然后降温到37°C ；(3)接枝共聚反应向中和反应后的溶液中，一次性加入360g玉米粉进行搅拌，转速为110转/分钟，再加入2g亚甲基双丙烯酰胺交联剂，然后加入2g过硫酸钾催化剂，进行接枝共聚反应，反应过程中的温度控制在110°C，反应时间为20分钟；(4)凝固干燥将反应混合液分流到聚合老化器中；反应20分钟后混合液聚合成固体，聚合过程中聚合热使物料自然干燥；(5)粉碎将固体产品粉碎成颗粒，即得吸水倍率400_700g/g的成品。上述各实施例制得的农林保水剂可直接均匀放在植物根部，对植物的根系成活、生长、发育无伤害。农林保水剂具体性能如下农林保水剂具有吸水、保水、保肥、保温和抗旱、抗沙漠化、激活草木植物生长等功能，吸水后成为无色透明凝胶状，具有三维网状结构，它能吸收自身重量300-700倍的水分，可将雨水和浇灌的水肥、快速吸收储存起来，根据植物生长需求均匀的供给营养，确保植物生长抗御干旱能力。农林保水剂在土壤内能使80%以上的肥料养分不蒸发流失、达到保水保肥的效果，是草木植物和农林作物的小型水肥库。可改良土壤成团粒结构，防止土壤板结和盐碱化，使土壤的水肥不易流失，提高土壤水肥的利用率。农林保水剂在土壤内反复的吸收水分、形成凝胶收缩膨胀，给土壤造成大量微型空隙，提高土壤的透气性，改良根系环境促使根系微生物的生长，防止土壤的板结和盐溃化。使用农林保水剂改良后的土壤内部昼夜温差小，可提高地温3度左右，可使农作物提前收获5-10天，增产20%以上；又是草木植物的激活生长素，提高干旱地区植树造林成 活率，最高可达95%以上；同时也可做到树木花卉当日内带土无季节性移植,成活率可达90%以上；农作物蔬菜移栽苗不缓苗，成活率可达97%以上；农林保水剂无味、无毒、无害，即是土壤的保水库、又是植物激活的生长素，更是农林业的增产增收素。
权利要求
1.一种农林保水剂的制备方法，包括下列内容 (1)配制NaOH水溶液将纯度为93%的NaOH229g，溶解在600g水中； (2)中和反应将配制好的NaOH水溶液连续加入到1500g纯度大于99.5%的丙烯酸中，进行中和反应，反应时间为10-28分钟，然后加入225g丙烯酰胺，再降温到30-40°C ； (3)接枝共聚反应向中和反应后的溶液中，一次性加入350-450g玉米粉进行搅拌，转速为80-120转/分钟，再加入2g亚甲基双丙烯酰胺交联剂，然后加入2g过硫酸钾催化剂，进行接枝共聚反应，反应过程中的温度控制在60°C _115°C，反应时间为15-30分钟； (4)凝固干燥将反应混合液分流到聚合老化器中；反应10-20分钟后混合液聚合成固体，聚合过程中聚合热使物料自然干燥； (5)粉碎将固体产品粉碎成颗粒，即得吸水倍率300-700g/g的成品。
2.根据权利要求I所述的农林保水剂的制备方法，其特征在于，包括下列步骤 (1)配制NaOH水溶液将浓度为93%的NaOH229g，溶解在600g水中； (2)中和反应将配制好的NaOH水溶液连续加入到1500g纯度大于99.5%的丙烯酸中，进行中和反应，反应时间为22分钟，加入225g丙烯酰胺；然后降温到37°C ； (3)接枝共聚反应向中和反应后的溶液中，一次性加入360g玉米粉进行搅拌，转速为110转/分钟，再加入2g亚甲基双丙烯酰胺交联剂，然后加入2g过硫酸钾催化剂，进行接枝共聚反应，反应过程中的温度控制在110°C，反应时间为20分钟； (4)凝固干燥将反应混合液分流到聚合老化器中；反应20分钟后混合液聚合成固体，聚合过程中聚合热使物料自然干燥； (5)粉碎将固体产品粉碎成颗粒，即得吸水倍率400-700g/g的成品。
全文摘要
本发明公开了一种农林保水剂的制备方法，包括下列步骤配制NaOH水溶液，将配制好的NaOH水溶液与丙烯酸进行中和反应，然后进行接枝共聚反应，经凝固干燥和粉碎制得吸水倍率300-700g/g的成品。本发明的农林保水剂的制备方法，生产周期短、成本低，生产过程中无三废产生，对环境无污染，安全环保。使用该方法制备的农林保水剂产品质量稳定，可直接均匀放在植物根部，对植物的根系成活、生长、发育无伤害。
文档编号C08F251/00GK102898587SQ20121033011
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者朱彦芳 申请人:青岛鑫垚保水高新材料有限公司