[发明专利]一种沙漠绿化用保水剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种沙漠绿化用保水剂、制备方法及其应用，本发明的沙漠绿化用保水剂，具有环境友好、可生物降解、不污染土壤等优点，加入了淀粉、黄腐酸钾，大大提高了吸水和耐盐碱性能，降低了生产成本，可以满足荒漠化治理的需求，产品应用价值高；在制备保水剂时，通过辐照工艺调节，淀粉碱法低温糊化，选用弱碱性中和剂，凝胶分段干燥，降低了能耗，提高了辐照剂量利用率和生产效率；应用本发明的保水剂进行沙漠绿化保水，网格可以阻止沙土移动，加固植物生长环境；有机质层可以起到供给碳源，吸收多余的水分，透气的作用；保水层可以贮存水分和肥料供植物生长利用；三种措施协同作用可大大提高沙漠中栽植苗木的成活率。

技术领域

本发明属于保水剂材料技术领域，具体涉及一种沙漠绿化用保水剂、制备方法及其应用。

背景技术

沙漠是在纯自然因素作用下，形成于地质历史时期的产物。而沙漠的演变、发展却是自然和人类活动共同作用造成的，并逐渐对人们的生产、生活等发生着直接和间接的深刻影响。中国是世界上沙漠化危害比较严重的国家之一，沙漠面积较大，分布较广，全国近1/3的国土面积受到沙漠化威胁，每年因沙漠化危害造成的直接经济损失高达540亿元。

土壤沙漠化的主要原因是水资源缺乏和降水分布不均，因此防治沙漠化情况继续恶化，有效地开发利用大面积低肥力的风沙土，不仅需要合理开发和利用现有水资源，还需要不断发展节水保水技术，以提高水资源利用率。在目前的节水保水技术中，施用保水剂因为成本低、使用方便、效果明显等原因成为改良风沙土，提高风沙土作物产量的一个最为有效的途径。

保水剂(superabsorbent polymer,SAP)含有大量的羧基、羟基、酰胺基、磺酸基等强亲水基团和一定的交联度的三维空间网状结构，具有自身数十倍乃至数千倍的吸水能力和加压也不脱水的高保水性能，其吸收的水分可供植物缓慢利用。SAP具有节水抗旱、保持水土、改良土壤、保肥增产、提高造林成活率、防风固沙等诸多效应，在农林业生产、水土保持和荒漠化修复方面具有广阔的应用前景，对我国生态文明建设具有十分重大的现实意义。

SAP的类型比较多，可以通过它的亲水基团的类型、原料来源、制品形态以及交联方法等实施分类。根据原料来源分类，把SAP分为6大类：淀粉系、纤维素系、化学合成树脂系、蛋白质系，其他天然及衍生物系，共混物及复合系，目前国内外研究较多的主要是化学合成树脂系SAP，其制备方法主要采用溶液聚合、反相悬浮聚合和反相乳液聚合等。这些方法均需要化学引发剂、有一定污染，工艺复杂、操作困难、能源消耗大，合成品不可降解、污染土壤，且功能单一、反复使用性差等缺点，限制了其在水土保持和荒漠化修复领域的应用。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术所存在的问题而提供的一种沙漠绿化用保水剂及其制备方法，本发明提供的用于沙漠绿化的专用保水剂，克服了化学合成树脂系SAP的应用局限，采用先进的核技术辐照合成工艺，制备出性能高效、环境友好、可生物降解、不污染土壤的绿色SAP，以满足水土保持和荒漠化防治的需求。本发明的沙漠绿化用保水剂的制备方法，通过辐照工艺调节，辐照反应箱的特殊设计，淀粉碱法低温糊化，选用弱碱性中和剂，凝胶分段干燥，降低了能耗，提高了辐照剂量利用率和生产效率，具有创新性；淀粉采用加碱低温糊化法，大大降低了糊化温度，降低生产能耗，且不用冷却即可与丙烯酸中和液混合，减少了冷却环节，提高了生产效率；制备过程中加入了黄腐酸钾，可以大大提高保水剂的吸水和耐盐碱性能，具有固氮、解磷、活化钾，强化植物根系的附着力和快速吸收能力，特别适合于荒漠化治理；通过控制自动传输系统的传送速度，调节辐照剂量，设计了专用的辐照反应箱，解决了辐照剂量分布控制与辐照聚合反应容器的配合难题，提高了辐照反应效率；采用二段干燥技术，在不影响保水剂性能的前提下缩短了干燥时间，提高了生产效率。

本发明的另一个目的是提供一种应用保水剂进行沙漠绿化保水的方法，网格可以阻止沙土移动，加固植物生长环境；有机质层可以起到供给碳源，吸收多余的水分，透气的作用；保水层可以贮存水分和肥料供植物生长利用；三种措施协同作用可大大提高沙漠中栽植苗木的成活率，与现有技术相比，具有显著的进步。