[发明专利]一种营养型复合保水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及保水剂的制备，尤其涉及一种营养型复合保水剂及其制备方法。

背景技术

本世纪以来环境恶化、土体沙漠化日益严重，水资源日益紧缺，面对这些问题，很多科研人员开始研究具有良好保水性能的保水剂。20世纪50年代之前，人们主要以原生态物质制作保水材料。20世纪中期后，美国研发出了以聚丙烯酸为原料的保水材料。60年代初世界上又开发了具有巨大吸水功效的吸水性树脂的生产技术，制得的产品在保水、吸附、优化土壤等方面都有很大的作用。自此，保水剂迅速发展，20世纪80年代出现了复合吸水性材料，它不仅可以改变吸取溶液之后的强度还可以改变抗盐性，由于其性能良好而广泛应用于各方面。但是由于其降解性能比较差，若应用在土地中容易造成土壤板结，而且生产成本比较高。近年来有以膨润土、沸石、淀粉等为原料研制单一性的吸水保水剂，由于其资源丰富、性能良好、应用广泛而成为研究吸水保水材料的新宠。

膨润土是天然高分子矿物，它的大部分组分是蒙脱石，蒙脱石晶胞层有一些阳离子。因此膨润土在遇到水时会产生阳离子交换使得膨润土遇水膨胀。膨润土遇水会膨胀的另一个原因是由于其晶层间距较大，将其放到水中时，水分子可以进入空隙，使得其体积变大。淀粉是天然高分子物质，来源广泛，具有可生物降解性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种营养型复合保水剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种营养性复合保水剂，它是由尿素和膨润土、淀粉、丙烯酸一起作为主要原料，采用水溶液聚合法来制备。

所述营养性复合保水剂的制备方法包括以下步骤：将糊化后淀粉加入被一定程度中和后的丙烯酸中，然后依次将一定比例的膨润土、引发剂、交联剂、尿素加入上述混合物中，搅拌均匀。置于水浴锅中，控制反应温度80℃-90℃，在不断搅拌下使其充分发生聚合反应，直到从浑浊液变成具有一定硬度的凝胶后，取出将其剪成小块，100℃下烘干即得产品。

优选的，所述糊化淀粉按以下步骤制备：称取适量淀粉放在蒸发皿中，加少量水搅匀放在在恒温水浴锅上于85℃下糊化。

优选的，所述被一定程度中和的丙烯酸按以下步骤制备：准确称取合适量的丙烯酸置于烧杯中，用配制好的浓度为20％的氢氧化钠溶液滴定中和丙烯酸，控制丙烯酸的中和度为80％。

优选的，所述引发剂为过二硫酸钾。

优选的，所述交联剂为N--N亚甲基双丙烯酰胺。

优选的，所述控制温度为85℃。

优选的，所述淀粉、膨润土、引发剂、交联剂、尿素与丙烯酸单体的质量比为：0.5％～5％∶10％～25％∶0.4％～1.6％∶0.02％～0.06％∶5％～25％∶1。

优选的，所述淀粉、膨润土、引发剂、交联剂、尿素与丙烯酸单体质量的最优比为：2％∶18％∶0.8％∶0.04％∶10％∶1。

所述营养型复合保水剂的吸水倍率可达369.07g/g，36h养分的溶出率为0.96％。

本发明相对于现有技术产生的有益效果是：本发明将尿素和膨润土、淀粉、丙烯酸一起作为主要原料，采用水溶液聚合法来制备具有营养型的复合保水剂，本发明产品吸水、保水性能良好，养料溶出率较低，在农业保水和缓释肥料方面具有很好的应用前景，本发明使用淀粉做原料，使得本发明产品兼具生物可降解性、成本低廉、绿色环保的特点，另外，本发明复合保水剂的制备工艺简单，操作简便，有利于工业化推广。

附图说明

图1为本发明产品的红外光谱图；

图2为本发明产品的吸水率随时间变化曲线；

图3为本发明产品的保水性能测试曲线；

图4为本发明产品的缓释性能测试曲线

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

1)称取0.1g淀粉放在蒸发皿中，加少量水搅匀放在在恒温水浴锅上于85℃下糊化。

2)准确称取5.000g的丙烯酸置于烧杯中，用浓度为20％的氢氧化钠溶液滴定中和丙烯酸，滴定过程中注意反应均匀，滴定速度要慢，温度保持在室温，控制丙烯酸的中和度为80％。