[发明专利]天然营养型高吸水树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种高吸水树脂，尤其涉及一种以天然羊粪粉末、丙烯酸、坡缕石原矿物为基材的天然营养型高吸水树脂；本发明同时还涉及该高吸水树脂的制备方法。

背景技术

高吸水树脂（Superabsorbent Polymers 简称 SAP）是指通过水合作用能迅速吸收自重几百到几千倍蒸馏水或几十倍生理盐水而呈凝胶状，而且即使在加压的情况下也不易脱水的一种轻度交联的高分子聚合物，是近十几年来发展起来的一种新型化工制剂。高吸水树脂的性能优越，用途极为广泛，在众多领域如建筑材料、日用化工、石油工业、环保工业、纤维工业、电子工业等方面具有广阔的应用前景，尤其是农林园艺和医用卫生等方面已成为不可缺少的材料；同时，高吸水树脂具有极强的吸水性和保水性，加入肥料成分后还兼有肥效；不仅如此，发展高吸水树脂将大大丰富高分子科学，特别是丰富功能高分子材料科学的内容，将进一步促进高分子合成理论及材料的加工理论的发展，也丰富了弹性凝胶科学的内容，特别是将使高分子水凝胶理论带来新的发展；高吸水树脂的开发还将带来有关学科如医学、生物工程学、生理卫生学、水上学、生命科学等的发展。所以，在短短几十年中，高吸水树脂引起了世界各国的高度重视，从而得到如此迅速的发展。几年来我国的高吸水树脂的研究工作发展比较迅速，呈现出一派欣欣向荣的景象。

高吸水树脂一般采用淀粉、纤维素与不饱和有机单体接枝共聚制成，或用不饱和有机单体直接合成。常用的保水剂有固态和液态两种，固态的又有粉末、薄片和纤维状三种，以粉末状应用最广。美国在 60 年代初期首先研制和应用吸水剂，作为“改善水分状况的重要工具”在西部干旱地区推广应用，取得了良好的效果。日本吸水剂的研究和生产发展很快，其吸水剂产量接近世界总产的一半。我国沙漠和干旱地区的面积大，使用高分子吸水树脂做土壤保水剂是解决农作物节约用水该问题最有效的方法，但此类保水剂由于原料价格昂贵，价格高，普及使用存在一定的困难，因此围绕如何降低此类保水剂成本已开展了许多研究工作。

羊粪是一种速效、微碱性，有机质多，肥效快，适于各种土壤施用的天然绿色的热性肥料，其化学成分：羊粪含有机质24～27%，氮(N)0.7～0.8%，磷(P₂O₅)0.45～0.6%，钾(K₂O)0.4～0.5%。羊粪含有机质比其它畜粪多，粪质较细，肥分浓厚，可广范用于食用菌种植，树木，果园、花卉、蔬菜等农作物的生长；同时，羊粪经过发酵是一种很好的有机肥，使用它做肥料，可以改善土质，是防止土地板结，经济价值很好。

坡缕石土是一种含水富镁铝硅酸盐矿物，其分子式为 Mg₅Si₈O₂(OH)₄·4H₂O，属于硅酸盐的双链结构（角闪石）和层状结构（云母类）间的过渡类型，沿 c 轴发育双链结构，沿 a、b 轴发育层状结构,形成具有不同于层状矿物的特殊层链状晶体结构。在江苏、安徽、甘肃等省, 坡缕石土矿产资源丰富，其晶体呈棒状或纤维状，长径比大，是一种天然一维纳米材料。作为复合材料的填料，可有效提高复合材料的凝胶强度，耐热性等。

目前，利用天然原料制备的吸水性树脂有很多，例如，中国专利（CN101735396A）公开的采用麦秸秆制备的高吸水性树脂，中国专利（CN102093513A）公开了一种利用了马铃薯淀粉与丙烯酸来制备高吸水树脂，中国专利（CN 101143957A）公开了一种酸热处理凹凸棒土复合保水剂等，但利用天然羊粪为原料制备高吸水复合材料在目前的文献中均未报道过。

发明内容

本发明的目的是提供一种营养型高吸水树脂；

本发明的另一目的是提供一种营养型高吸水树脂的制备方法。

（一）天然营养型高吸水树脂的制备

本发明天然营养型高吸水树脂，是以羊粪粉末、坡缕石原矿物、丙烯酸、为基材，以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸钾为引发剂，在水中通过自由基引发，使丙烯酸、羊粪粉末与坡缕石原矿物接枝聚合而得。