[發明專利]一種高分子復合增滲擴蓄材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610081836.8
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105601821A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 曹寧;張玉斌;潘洪玉;鄔乃鵬;王斌;高建恩;楊世偉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/06;C08F222/38;C09K17/32;C09K17/18;C09K17/52;C09K101/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 邵銘康;朱世林

技術領域

本發明屬保水劑技術領域，具體涉及一種增滲擴蓄的高分子樹脂材料，主要應用 于作物保水劑，土壤防滲保水膜等方面。

背景技術

超吸水性樹脂是一種含有羥基、羧基等強親水性基團，并具有一定交聯度的水溶 脹型和三維網狀結構的功能高分子材料，是一類近幾年來發展迅速的新型吸水材料。它不 溶于水和有機溶劑，吸水后溶脹，形成水凝膠，具有一定的強度和保水性。與傳統的吸水材 料相比具有更大的優勢。但是同為高吸水性樹脂，由于原料，制備方法不同，其吸水倍率由 百倍到千倍不等。并且單一的高吸水性樹脂在農田應用、吸水后的釋放問題，以及無法提供 農田需要的養分問題等，因此制約了其在農業生產實際中的應用。

發明內容

為了克服現有超吸水性樹脂不適合農田使用的缺點，本發明公開一種新型高吸水 性樹脂--含腐植酸-丙烯酸-羧甲基纖維素的高分子復合增滲擴蓄材料，不僅能解決溶脹后 釋放水分的問題，還能夠解決給農田提供有機質養分的問題。

為解決上述問題，本發明的技術方案是：在堿性條件、通入外來惰性氣體環境(15- 30min)下，于含有腐植酸的反應體系中，充分攪拌，室溫下用過硫酸鉀來引發(交聯劑為N, N-亞甲基雙丙烯酰胺)丙烯酸與羧甲基纖維素的反應，從而得到高吸水性樹脂原材料。經過 洗滌，干燥，剪切造粒得到適用于農田的超吸水性樹脂材料。

本發明的高分子復合增滲擴蓄材料按重量百分比各組分含量為：腐植酸2％或 3％，丙烯酸82％或83％，羧甲基纖維素13％或14％，過硫酸鉀0.02％，N-亞甲基雙丙烯酰胺 0.01％，亞磷酸酯0.01％。

本發明的高分子復合增滲擴蓄材料的制備方法包括下列步驟：

1.按高分子復合增滲擴蓄材料重量百分比稱取原料；

2.將步驟1稱取的原料按腐植酸、丙烯酸、羧甲基纖維素、過硫酸鉀、N-亞甲基雙丙 烯酰胺、亞磷酸酯的順序，添加入反應釜的氫氧化鈉堿性溶液中，并混合均勻，其中所述氫 氧化鈉堿性溶液的重量>2倍原料的重量、氫氧化鈉堿性溶液的濃度為10％；

3.向經步驟2處理的原料中通入氮氣15-30min，于500轉/分轉速下攪拌10-30min；

4.將經步驟3處理的原料置室溫下充分反應2-4h，將濕態合成物取出；

5.將經步驟4處理得到的濕態合成物用蒸餾水進行洗滌，然后置于40-60℃烘箱中 進行干燥，烘干至恒重或含水率<8％，進行剪切造粒至0.1-4mm，即得高分子復合增滲擴蓄 材料成品。

當用高分子復合增滲擴蓄材料制作土壤防滲保水膜時，需添加<1％的成膜劑-聚 氨酯丙烯酸酯，并省略高分子復合增滲擴蓄材料的制備方法中步驟5的造粒過程。

高分子復合增滲擴蓄材料用法有干法與濕法：

1)干法：將高分子復合增滲擴蓄材料顆粒與種子同時播撒，開溝灌水，然后覆土， 此時本材料即能開始發揮蓄水作用。

2)濕法：將高分子復合增滲擴蓄材料顆粒先以清水浸泡2-5小時，然后撈出，與種 子同期播撒即可。

本發明既能在充分溶脹后釋放出存蓄的水分，又能提供土壤所需有機養分的高吸 水性樹脂；本發明可用于農業、林業和園林業植物保水抗旱，減少水分蒸發，改善土壤結構， 增加土壤有機養分腐植酸含量0.03-0.05％，提高水分的含蓄能力約為土壤本身的325-392 倍。

具體實施方式

實施例1

腐植酸2％，丙烯酸83％，羧甲基纖維素14％，引發劑過硫酸鉀0.02％，交聯劑N,N- 亞甲基雙丙烯酰胺0.01％和穩定劑亞磷酸酯0.01％。將上述材料按照順序添加混合后，通 入外來惰性氣體30min，于500轉/分轉速下攪拌30min，充分反應4h，取出后，洗滌干燥，造粒 得到成品。該材料的吸水倍率為783.6g/g，相較風沙土吸水能力，其吸水性能提升了392倍。

本實施例中的增滲擴蓄材料，可用于沙壤土的抗旱保水增滲劑，培土后播撒效果 更佳。

實施例2