[发明专利]多糖类保水剂及其制造方法

说明书

本发明涉及生物降解型保水剂及其制造方法，具体地说，是指一种多糖类保水剂及其制造方法。

已知所谓固态水，就是一种水凝胶网络结构中所包容的水，本发明的固态水，实质上是一种水凝胶，这种水凝胶具有蓄水、保水功能，适合农林、园艺、苗圃、禾苗的生长，在干旱或半干旱地区尤其有效，还可作保冷剂用于冰袋、冰帽，也可作含水炸药。

现有合成材料中，特别是消耗型的一些树脂、塑料，对城市、农村、江河、湖海的污染愈来愈严重，已成为世界各国十分关注的问题。近年来，可再生的天然资源(多糖等)越来越引起人们的重视，多糖类(主要是淀粉、纤维素等)衍生物的研究开发逐渐增多就是一个例证。在水溶性高分子中，淀粉衍生物、纤维素衍生物以其资源丰富、性能独特，具有广阔的发展前景。

现有相关技术中，美国专利中(USP4405387,USP4952550,USP5147343,USP5149335,USP5247072)将淀粉、纤维素衍生物与丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯等接枝共聚后，再用硫酸铈(Ce₂(SO₄)₃)、硫酸铈铵(Ce₂(NH₄)₄)(SO₄)₄·2H₂O、碳酸锆铵Zr(NH₄)₄(CO₃)₄作交联剂，其弊端在CN85104864A中曾有叙述：不但毒性较大而且价格也较高。在USP5147343中所公布的凝胶强度21000达因/cm²(21.43g/cm²)中，作为纸尿布是能满足要求的。

日本专利中(特开昭54-52189、特开昭54-163981、特开昭55-5007858,58-25160、特开平2-311549、特开平4-120111、特开平4-175319)所叙述的多糖衍生物与丙烯酸共聚后的凝胶强度(即使全是丙烯酸盐的均聚物)最多也只有3.5×10⁴达因/cm²(35.7g/cm²)，压力再高，凝胶破裂后容易出现游离水，主要用于纸尿布、卫生巾。

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种质量优良、凝胶强度达14.7×103～36×10³达因/cm²的多糖衍生物与乙烯基不饱和单体共聚合所得多糖类保水剂，主要供用于农林、园艺、苗圃的种植，还可作保冷剂、含水炸药等。

本发明的另一目的是提供一种容易操作、控制的多糖衍生物与乙烯基不饱和单体共聚合方法。

本发明的多糖类保水剂是为由多糖衍生物或多糖衍生物与乙烯基不饱和单体共聚合所得的产品，其中乙烯基不饱和单体与多糖类衍生物的重量比为160～0。

本发明中所用的多糖衍生物可选自：

(1)淀粉衍生物：它们可以是交联淀粉、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、乙酸酯淀粉或阳离子淀粉；

(2)纤维素衍生物：碱纤维素、羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)或乙基羟乙基纤维素(EHEC)。

本发明所用的乙烯基不饱和单体是一种阴离子型的单体，它含有乙烯基和与乙烯基相连的羧基、羧酸盐基、或羧酸酯基，这里指的羧酸盐可以是碱金属Na、K的盐，亦可以是碱土金属Ca、Mg的盐类，但最好是碱金属的盐，才有更强的亲水性能；本发明所用的乙烯基不饱和单体可以是甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、丙烯酸或丙烯酸酯等，上述乙烯基不饱和单体与多糖衍生物重量比为160～0。

以水溶剂为100重量份计，当是制成水凝胶时，多糖衍生物或乙烯基不饱和单体与多糖衍生物的用量为0.5～8重量份，最好是1～4重量份；制成固体粉末时为900～1500份，最好是600～1000重量份。

本发明的制备上述多糖类保水剂的方法是：采用间歇聚合，在凝胶反应器中，进行搅拌，能使各种物料混合均匀，反应器和搅拌器都是具有一定光洁度的不锈钢，聚合在低温下进行，或者是采用喷雾加料方式固相交联聚合。

本发明中所用的催化剂是水溶性氧化还原催化剂体系，如过硫酸钾-亚硫酸氢钠，过硫酸铵-亚硫酸氢钠等，亦可直接使用水溶性过氧化物，如过硫酸钾或过硫硫铵等，催化剂用量为乙烯不饱和单体0.001～10mmol/L，最好是0.002～8mmol/L。