[發明專利]一種保水劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201510740390.0
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN105237928B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 楊亦梅;和躍生
• 申請（專利權）人: 云南綠盛美地園林景觀有限公司
• 主分類號: C08L33/02
• 分類號: C08L33/02;C08L33/24;C08K9/04;C08K3/32;C08F220/54;C08F220/14;C09K17/40
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明屬于保水劑技術領域，尤其涉及一種保水劑及其制備方法和應用。

背景技術

保水劑是利用強吸水性樹脂制成的一種超高吸水保水能力的高分子聚合物，它能迅速吸收比自身重數百倍甚至上千倍的去離子水、數十倍至近百倍的含鹽水分，而且具有反復吸水功能。當水存在時，保水劑可以快速吸收儲存水分，水缺乏時它又可以釋放水分供作物吸收利用。

近年來，由于受干旱﹑缺水﹑氣候異常和勞動力緊張等原因的困擾，保水劑在很多技術領域得到了廣泛的應用，尤其是在農業、林業土壤節水保濕﹑園林綠化等方面有著非常廣闊的應用前景。

現有的保水劑按原料來源主要有淀粉類、纖維素類和丙烯酸類等三大類。

申請號為CN201310291311.3的中國專利申請公開了一種高凝膠強度的淀粉系保水劑的制備方法，將小麥淀粉糊化，在冰浴條件下制備丙烯酸鈉溶液，取順丁烯二酸、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和過硫酸銨連同丙烯酸鈉溶液一起加入糊化小麥淀粉中得混合溶液，將混合溶液進行攪拌，使其接枝共聚形成共聚產物；將共聚產物倒入四氟乙烯板中進行干燥處理，獲得高凝膠強度的淀粉系保水劑；順丁烯二酸也可換為高嶺土或硅藻土。雖然該保水劑具有較高的吸水率，但其耐鹽堿性很差，很難在干旱地帶，尤其是鹽堿地得到推廣應用。

申請號為CN201510055700.5的中國專利申請公開了一種復合農用抗旱保水劑，其保水劑組分及其重量份數如下：羧甲基纖維素：150份～180份；N，N-亞甲基雙丙烯酰胺：6份～10份；腐殖酸：30份～50份；丙烯酰胺：700份～1000份；過硫酸鉀：60份～80份；NaOH：200份～375份；蒸餾水：10000份～15000份，纖維素類保水劑雖然成本低，耐鹽堿性較好，但是其吸水率較差，也很難得到實際應用。

申請號為CN201010572343.7的中國專利申請公開了一種聚丙烯酸鈉鹽保水劑的制備方法，包括以下步驟：將丙烯酸、高嶺土、脲、過硫酸銨、亞硫酸氫鈉、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、淀粉和水混合均勻，得到混合溶液；所述混合溶液在無氧條件下進行聚合反應，得到聚丙烯酸鈉鹽保水劑。丙烯酸類保水劑盡管加工工藝較簡單，有著較高的吸水率，耐鹽性也較好，但是其強度差，吸水速率慢，成本較高。因此，尋找既有較高的吸水率，又能有較好的耐鹽堿性能，而且成本較為低廉的保水劑，一直是本領域難以解決的一個技術難題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種保水劑及其制備方法和應用。所述保水劑吸水率稿，吸水速率快，保水能力強，緩控性能好。

本發明的技術方案如下：一種保水劑，主要包括以下組分：以重量份計算，

N,N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合反應物1～50份；

磷酸氫鈣5～50份；

聚丙烯酸鈉鹽80～120份。

所述磷酸氫鈣經過磷酸酯類表面活性劑改性處理；所述聚丙烯酸鈉鹽分子量大于10⁷，聚合度大于10⁵。

所述N,N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合反應物中N，N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯的質量比為14～50：2～10。

所述保水劑的含水量低于5％，吸水倍率為1：400～800，所述保水劑吸水速率快，達到≤30秒/600倍；保水能力強，緩控性能好,達到失水≤70％/8周。

本發明還提供所述保水劑的制備方法，一種保水劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟(1)N,N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯以水為反應介質，在交聯劑、光引發劑作用下發生自由基聚合反應得到聚合物；該反應結束后，不用對產物進行后處理，即可將投入下一步反應中使用；

步驟(2)將磷酸氫鈣和磷酸酯類表面活性劑加到水中得到懸浮液，磷酸酯類表面活性劑對磷酸氫鈣進行改性，改善其分散性，懸浮液與步驟(1)得到的聚合物、聚丙烯酸鈉鹽在超聲波震蕩下混合均化，然后進行加熱攪拌、干燥和破碎，制得保水劑。

步驟(1)N,N-二甲基丙酰胺、甲基丙烯酸值、交聯劑、光引發劑和水的質量比為1400～5000：200～1000：2～15：2～15：4000～15000；所述光引發劑為德國巴斯夫Irgacure2959，所述交聯劑為N，N-二甲基雙丙烯酰胺(Bis)；N，N-二甲基丙酰胺、甲基丙烯酸值、交聯劑和光引發劑加入到水中在20～60℃下攪拌20～60min進行溶解，溶解后發生自由基聚合反應；自由基聚合反應采用紫外光的波長為365nm，聚合反應時間為2min-30min。