[發明專利]纖維類保水劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310710914.2
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103709330A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 何其明;廖立群;楊錫良
• 申請（專利權）人: 成都新朝陽作物科學有限公司
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/06;C12P19/04;C12R1/01;C12R1/885;C12R1/125
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 武森濤;柯海軍

技術領域

本發明涉及纖維類保水劑及其制備方法，屬于高分子材料領域。

背景技術

保水劑使用的是高吸水性樹脂，它是一種吸水能力特別強的功能高分子材料。無毒無害，反復釋水、吸水，因此農業上人們把它比喻為微型水庫。同時，它還能吸收肥料、農藥、并緩慢釋放，增加肥效、藥效。高吸水性樹脂廣泛用于農業、林業、園藝、建筑材料；在工業方面可廣泛應用于石油化工、電纜、造紙、傳感器、滅火器具、纖維制品、化妝品、食品保鮮、膨脹玩具等。

秸稈是成熟植物莖葉穗部分的總稱，通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油料、棉花、甘蔗和其他植物在收獲籽實后的剩余部分，植物光合作用的產物有一半以上存在于秸稈中，秸稈富含氮、磷、鉀、鈣和有機質等，是一種具有多種用途的可再生的生物資源。

近年來，利用保水劑改善土壤結構和提供作物水肥利用效率，是化學節水技術的重要方式，所以對保水劑提出了更高的要求。農作物秸稈是最豐富的纖維素資源，近年來，以農作物秸稈為資源制備保水劑已成為新的高吸水性材料研究開發的熱點。

已公開的發明專利，申請號為200810010879.2，專利名稱為《一種土壤保水劑及其制備方法》，該專利的技術是將玉米秸稈堿化處理并經氯乙酸醚化改性后與丙烯酸鈉接枝制備的保水劑。雖然保水劑吸水倍率達到了要求，但是該發明的方法制備時間較長、反應條件較為苛刻，步驟較為復雜繁瑣。

已公開的發明專利，申請號為201310224630.2，專利名稱為《秸稈基保水劑的制備方法》，該專利的方法是直接將秸稈加氫氧化鈉水溶液進行蒸煮、水洗、抽濾、烘干，然后得到處理后的秸稈，將處理后的秸稈再次加入氫氧化鈉中和后的丙烯酸鈉、過硫酸銨和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌，進行反應，反應完畢后恒溫烘干，最終得到淡黃色的秸稈保水劑。該發明需要多次加入氫氧化鈉，而且蒸煮需要耗費大量的能源。成本較高，處理后的秸稈進行后續處理是溫度保持在70℃，需要維持的溫度較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供纖維類保水劑及其制備方法。

本發明纖維類保水劑，其按下述方法制備而成：

（Ⅰ）取植物秸稈，加入水、微生物和尿素，進行反應，調節pH為8～11，反應溫度為10～35℃，反應時間為0.5～4h，反應完畢，過濾，得到纖維微晶；

其中，所述微生物為纖維單胞菌屬、木霉菌和枯草芽孢桿菌中至少一種；按重量比植物秸稈:水:微生物:尿素=100:20～70:0.5～5:0.5～10；

（Ⅱ）取步驟（Ⅰ）中得到的纖維微晶，加入水、丙烯酸、堿性物質、引發劑和交聯劑，攪勻，進行反應，反應溫度為10～35℃，反應時間為1～6h，得凝膠狀聚合物；

其中，按重量比纖維微晶:水:丙烯酸:引發劑:交聯劑:堿性物質=100:2500～5000:300～600:0.1～2:0.1～4:5～30；

（Ⅲ）將步驟（Ⅱ）得到的凝膠狀聚合物于溫度40～80℃下加熱0.5～3h，再經干燥，得保水劑。

進一步地，為了能夠充分反應，優選植物秸稈是經過粉碎后的植物秸稈，更優選能夠過100目的植物秸稈。

進一步地，優選pH為8～10.5。

步驟（Ⅰ）中所述的植物秸稈可以是常規的植物秸稈，優選植物秸稈為稻草、玉米秸稈、大豆秸稈、油菜秸稈和棉花秸稈中至少一種；更優選稻草或棉花秸稈。

本發明纖維類保水劑的制備方法步驟（Ⅰ）中加入微生物，其目的在于利用微生物在堿性條件下將植物秸稈中纖維素微晶化。

進一步地，為了盡可能的使纖維素微晶化，步驟（Ⅰ）中所述纖維單胞菌屬包括產黃纖維單胞菌、糞肥纖維單胞菌、亞白纖維單胞菌、凝膠纖維單胞菌、雙氮纖維單胞菌、纖維化纖維單胞菌和潮濕纖維單胞菌中至少一種。

木霉菌：英文名稱：trichoderma?spp；木霉菌屬于絲狀真菌類。

進一步地，為了盡可能的使纖維素微晶化，步驟（Ⅰ）中所述木霉菌包括多孢木霉、長枝木霉、小球木霉和鉤狀木霉中至少一種。

進一步地，為了盡可能的使纖維素微晶化，優選所述微生物為產黃纖維單胞菌、雙氮纖維單胞菌、潮濕纖維單胞菌、多孢木霉、鉤狀木霉和枯草芽孢桿菌中至少一種；更優選所述微生物為產黃纖維單胞菌、雙氮纖維單胞菌、潮濕纖維單胞菌、多孢木霉和鉤狀木霉中至少一種。