CN102134493B - 一种含腐植酸-羧甲基纤维素的增渗扩蓄材料及制备方法 - Google Patents

一种含腐植酸-羧甲基纤维素的增渗扩蓄材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种含腐植酸-羧甲基纤维素的增渗扩蓄材料及制备方法，按比例称取原料，将腐植酸-丙烯酰胺和羧甲基纤维素-交联剂-引发剂的顺序添加混合后，与反应釜中制造惰性气体(氮气)环境准备反应；将准备好的混合物置于45-65℃的恒温条件下充分反应2-6小时，取出后，洗涤干燥，造粒即得。本发明既能在充分溶胀后释放出存蓄的水分，又能够提供土壤所需要的有机质的超吸水性树脂；可用于农业，林业园艺业植物保水抗旱，土壤防渗保水膜的制备，同时还能够能够解决作物出苗和早期生长的水分需要，减少蒸发，改善土壤结构，增加土壤有机养分腐植酸含量0.3-1.3%，提高水分的含蓄能力为土壤本身的250-480倍。

Description

一种含腐植酸-羧甲基纤维素的增渗扩蓄材料及制备方法
技术领域
本发明公开一种含腐植酸-羧甲基纤维素的增渗扩蓄材料，提示还提供了该增渗扩蓄材料得制备方法，属于农业作物保水和土壤防渗保水技术领域。
背景技术
在现代农业技术领域中，农作物的保水材料很多，如：超吸水性树脂是一种含有羟基、羧基等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型和三维网状结构的功能高分子材料，是一类近几年来发展迅速的新型吸水材料；它不溶于水和有机溶剂，吸水后溶胀，形成水凝胶，具有一定的强度和保水性。与传统的吸水材料相比具有更大的优势。但是同为高吸水性树脂，由于原料及制备方法不同，其吸水倍率由百倍到千倍不等。并且单一的高吸水性树脂在农田应用还有吸水后的释放问题以及无法提供农田需要的养分问题等，因此，制约了其在农业生产实际中的应用。
发明内容
本发明公开一种含腐植酸-羧甲基纤维素的增渗扩蓄材料，解决了高吸水性树脂在农田中溶胀后释放水分的问题，还可以为农田提供有机质养分。
本发明还提供了含腐植酸-羧甲基纤维素的增渗扩蓄材料的制备方法，适用于工业化生产。
本发明公开一种含腐植酸-羧甲基纤维素的增渗扩蓄材料，主要由以下重量份数比的原料制成的：
腐植酸 2~3份、丙烯酰胺58~82份、羧甲基纤维素13~20份、引发剂过硫酸钾0.02份、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01份。
上述配方中还可添加：稳定剂亚磷酸酯0.01份、成膜剂丙烯酸树脂聚氨酯共聚树脂1份。
本发明增渗扩蓄材料的制备方法，包括以下步骤：
按上述比例称取原料，按照腐植酸-丙烯酰胺和羧甲基纤维素-交联剂-引发剂的顺序添加混合后，与反应釜中制造惰性气体(氮气)环境准备反应；将准备好的混合物置于45-65℃的恒温条件下充分反应2-6小时，取出后，洗涤干燥，造粒得到含腐植酸-羧甲基纤维素的扩蓄材料成品。
本发明产品的实施用法包括干法与湿法：
    1）干法即将本发明增渗扩蓄材料颗粒与种子同时播撒，然后覆土，开沟灌水，此时本材料即能开始发挥蓄水作用。
    2）湿法即将本发明增渗扩蓄材料颗粒先以清水浸泡2-5小时然后捞出，与种子同期播撒即可。
本发明的积极效果在于：碱性条件下在含有腐植酸的反应体系中，用过硫酸钾来引发丙烯酰胺与羧甲基纤维素的反应，制成增渗扩蓄原材料；再经过洗涤、干燥、剪切造粒得到适用于农田的超吸水性树脂材料。本发明产品既能在充分溶胀后释放出存蓄的水分，又能够提供土壤所需要的有机质的超吸水性树脂；可用于农业，林业园艺业植物保水抗旱，土壤防渗保水膜的制备（需添加成膜剂），同时还能够能够解决作物出苗和早期生长的水分需要，减少蒸发，改善土壤结构，增加土壤有机养分腐植酸含量0.3-1.3%，提高水分的含蓄能力为土壤本身的250-480倍。
具体实施方式：
实施例1：
腐植酸 2kg 、丙烯酰胺82kg、羧甲基纤维素13kg、引发剂过硫酸钾0.02kg、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01kg和稳定剂亚磷酸酯0.01kg以及成膜剂丙烯酸树脂聚氨酯1kg。按照腐植酸-丙烯酰胺和羧甲基纤维素-交联剂-引发剂-成膜剂的顺序添加混合后，与反应釜中制造惰性气体(氮气)环境准备反应。将准备好的混合物置于45-65℃的恒温条件下充分反应2-6小时，取出后，洗涤干燥，造粒得到含腐植酸-羧甲基纤维素的扩蓄材料成品。
    本实施例1中的增渗扩蓄材料需要培土后再播撒效果更佳。
    实施例2：
腐植酸3kg、丙烯酰胺60kg、羧甲基纤维素16kg、引发剂过硫酸钾0.02kg、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01kg和稳定剂稳定剂亚磷酸酯0.01kg以及成膜剂丙烯酸树脂聚氨酯1kg。将上述材料按照腐植酸-丙烯酰胺和羧甲基纤维素-交联剂-引发剂-成膜剂的顺序添加混合后，于反应釜中制造惰性气体(氮气)环境准备反应。将准备好的混合物置于45-65度的恒温条件下充分反应2-6h，取出后，洗涤干燥，造粒得到含腐植酸-羧甲基纤维素的扩蓄材料成品。
    本材料的实施用法与实施例1相同。
实施例3：
腐植酸 2kg、丙烯酰胺63kg、羧甲基纤维素19kg、引发剂过硫酸钾0.02kg、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01kg和稳定剂亚磷酸酯0.01kg以及成膜剂丙烯酸树脂聚氨酯1kg。将上述材料按照腐植酸-丙烯酰胺和羧甲基纤维素-交联剂-引发剂-成膜剂的顺序添加混合后，于反应釜中制造惰性气体(氮气)环境准备反应。将准备好的混合物置于45-65度的恒温条件下充分反应2-6h，取出后，洗涤干燥，造粒得到含腐植酸-羧甲基纤维素的扩蓄材料成品。
    本材料的实施用法与实施例1相同。
实施例4：
    腐植酸2kg、丙烯酰胺82kg、羧甲基纤维素14kg、引发剂过硫酸钾0.02kg、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01kg和稳定剂亚磷酸酯0.01kg以及成膜剂丙烯酸树脂聚氨酯1kg。将上述材料按照腐植酸-丙烯酰胺和羧甲基纤维素-交联剂-引发剂-成膜剂的顺序添加混合后，于反应釜中制造惰性气体(氮气)环境准备反应。将准备好的混合物置于40度的恒温条件下充分反应4-6h，取出后，洗涤干燥，造粒得到含腐植酸-羧甲基纤维素的扩蓄材料成品。
    本材料的实施用法与实施例1相同。
实施例5：
    腐植酸2kg、丙烯酰胺58kg、羧甲基纤维素16kg、引发剂过硫酸钾0.02kg、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01kg和稳定剂亚磷酸酯0.01kg以及成膜剂丙烯酸树脂聚氨酯1kg。将上述材料按照腐植酸-丙烯酰胺和羧甲基纤维素-交联剂-引发剂-成膜剂的顺序添加混合后，于反应釜中制造惰性气体(氮气)环境准备反应。将准备好的混合物置于40度的恒温条件下充分反应4-6h，取出后，洗涤干燥，造粒得到含腐植酸-羧甲基纤维素的扩蓄材料成品。
    本材料的实施用法与实施例1相同。
实施例6：
    腐植酸3kg、丙烯酰胺61kg、羧甲基纤维素20kg、引发剂过硫酸钾0.02kg、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01kg和稳定剂亚磷酸酯0.01kg以及成膜剂丙烯酸树脂聚氨酯1kg。将上述材料按照腐植酸-丙烯酰胺和羧甲基纤维素-交联剂-引发剂-成膜剂的顺序添加混合后，于反应釜中制造惰性气体(氮气)环境准备反应。将准备好的混合物置于40度的恒温条件下充分反应4-6h，取出后，洗涤干燥，造粒得到含腐植酸-羧甲基纤维素的扩蓄材料成品。
    本材料的实施用法与实施例1相同。
实施例7：
    腐植酸2kg、丙烯酰胺82kg、羧甲基纤维素13kg、引发剂过硫酸钾0.02kg、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01kg和稳定剂亚磷酸酯0.01kg以及成膜剂丙烯酸树脂聚氨酯1kg。将上述材料按照腐植酸-丙烯酰胺和羧甲基纤维素-交联剂-引发剂-成膜剂的顺序添加混合后，于反应釜中准备反应。将准备好的混合物置于45-65度的恒温条件下充分反应2-6h，取出后，洗涤干燥，造粒得到含腐植酸-羧甲基纤维素的扩蓄材料成品。
本材料的实施用法与实施例1相同。
试验例吸水倍率对照试验
条件：常温(20℃)常压(101kPa)
目的：检验本实例1-7合成的扩蓄材料真实蓄水性能相对于商品化吸水材料(北京金易元“旱宝贝”农用抗旱保水剂)以及空白对照(沙壤土)的提升情况。
试剂：蒸馏水、“旱宝贝”农用抗旱保水剂、本实施例1-7合成得到的扩蓄材料。
对照：取自吉林省前郭尔罗斯蒙古族自治县万宝山村的风沙农田土。
单位：对照组，商品试剂组和实验组皆以每克能吸水量(g/g)来计算；吸水性能提升以百分比计算。
处理/吸水倍率 对照组(沙壤土)(g/g) 商品试剂组 (g/g) 实验试剂组 (g/g) 性能提升 (%)
实施例1 2 420 737 75.5
实施例2 2 436 782 79.4
实施例3 2 418 857 105
实施例4 2 461 813 76.4
实施例5 2 476 942 97.9
实施例6 2 417 805 93
实施例7 2 431 779 80.7

Claims (2)

1. 一种含腐植酸-羧甲基纤维素的增渗扩蓄材料，主要是由以下重量份数比的原料制成的：
腐植酸 2~3份、丙烯酰胺58~82份、羧甲基纤维素13~20份、引发剂过硫酸钾0.02份、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01份。
2. 权利要求1所述增渗扩蓄材料的制备方法，包括以下步骤：
按上述比例称取原料，按照腐植酸-丙烯酰胺和羧甲基纤维素-交联剂-引发剂的顺序添加混合后，于反应釜中制造惰性气体环境进行反应；将准备好的混合物置于45-65℃的恒温条件下充分反应2-6小时，取出后，洗涤干燥，造粒即得。
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