CN106986708A - 一种园林绿化土壤保水剂及制备方法 - Google Patents

一种园林绿化土壤保水剂及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种园林绿化土壤保水剂及制备方法，所述保水剂包括如下组分：改性凹凸棒石粘土、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、木屑、活性炭、碳纤维、淀粉、玉米秸秆、添加剂。制备方法包括：将各组分粉碎；称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入到反应釜中，加水搅拌，再加入淀粉，继续反应；称取改性凹凸棒石粘土、活性炭、添加剂加入到反应混合物中，于70~90℃反应60~120min，然后同温下置于超声波中超声10~30min；向混合物中加入木屑、碳纤维和玉米秸秆，混合搅拌均匀，冷却、干燥、粉碎，即得所述保水剂。本发明所述保水剂不仅能够起到保水效果，有效降低水资源的浪费，还能为植物生长提供各种必需的微量元素，具有较好的应用价值。

Description

一种园林绿化土壤保水剂及制备方法
技术领域
本发明涉及园林绿化技术领域，具体涉及一种园林绿化土壤保水剂及制备方法。
背景技术
随着城市化的进程，城市绿地面积不断扩大，园林施工和绿地管养的工作越加繁重，需要消耗大量的水资源。据新会园林管理处2006年统计，维护1ha的城市绿地一年要消耗 1500m 3净水，淋水总费用达 5925.00元/ha，淋水总费用占绿地维护总成本的 16.9％。因此发挥保水剂在园林绿化具有节水、保水保肥与改良土壤的作用，有效降低资源消耗，减少因施用化肥农药对环境造成的污染，这对改善人居生态环境，具有重大的社会效益。
保水剂是具有强力吸水和保水能力的高分子聚合物, 在吸附几百上千倍的水后又能缓慢释放供植物生长利用，具有重复吸水的功能。保水剂除了保水性以外， 还起到土壤改良剂、化肥缓释剂的功能。保水剂作为新型功能性材料，应用已涉及多个领域，但在城市园林绿化中却鲜见使用，原因在于对保水剂的认识不足，其次是市场上保水剂品种分类混乱，选择不当或使用不当都会产生负面影响。
目前，市场上常见的保水剂产品存在以下几方面问题 ：
1、目前市场上常用的保水剂只具有保水这种单一的功能。但由于植物生长中还需要各种不同的微量元索，这时就需要添加其它的添加剂，因此会导致成本升高， 操作过程复杂。
2、目前土壤用保水剂经常使用钠型保水剂。如果钠型保水剂长期施用与土壤， 则土壤中的钠离子含量过高，会造成板土壤结，从而对植物生长以及环境带来危害。
因此，市场缺乏适合于园林绿化专用的一种土壤保水剂。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种园林绿化土壤保水剂，所述保水剂不仅能够起到保水效果，有效降低水资源的浪费，还能为植物生长提供各种必需的微量元素，避免单组份养料过高导致的土壤板结，具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种园林绿化土壤保水剂，所述保水剂包括如下重量份的各组分：改性凹凸棒石粘土20~30份、聚丙烯酰胺10~20份、聚乙烯醇5~18份、木屑10~15份、活性炭10~20份、碳纤维10~15份、淀粉5~16份、玉米秸秆8~20份、添加剂3~15份。
优选地，所述改性凹凸棒石粘土25~30份、聚丙烯酰胺15~20份、聚乙烯醇12~18份、木屑10~15份、活性炭10~18份、碳纤维10~15份、淀粉11~16份、玉米秸秆15~20份、添加剂5~10份。
优选地，所述改性凹凸棒石粘土28份、聚丙烯酰胺20份、聚乙烯醇15份、木屑12份、活性炭16份、碳纤维12份、淀粉13份、玉米秸秆17份、添加剂8份。
优选地，所述添加剂为磷酸二氢钾、硝酸钾、羧甲基纤维素钠、尿素、磷酸二铵中的至少两种的混合物。
本发明还涉及一种制备园林绿化土壤保水剂的方法，包括如下步骤：
（1）将各组分粉碎至粒径为80~100目，备用；
（2）称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入到反应釜中，加水，然后升温至70~90℃，搅拌30~50min，然后加入淀粉，继续反应30~60min；
（3）按照配比称取改性凹凸棒石粘土、活性炭、添加剂加入到步骤（2）的反应混合物中，于70~90℃反应60~120min，然后同温下置于超声波中超声10~30min；
（4）向步骤（3）中混合物中加入木屑、碳纤维和玉米秸秆，混合搅拌均匀，冷却、干燥、粉碎，即得所述保水剂。
优选地，所述步骤（2）中加水的重量为聚合物总重量的5~20倍。
优选地，所述步骤（3）中改性凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、热改性之后的凹凸棒石粘土，具体制备方法如下：
将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~150目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声波条件下超声10~20min，取上层悬浊液于3000~3500转/min的离心机中离心处理5~10min，真空抽滤并洗涤滤饼，干燥得到预处理后的凹凸棒石粘土；然后将预处理后的凹凸棒石粘土置于800℃~1000℃的马弗炉中焙烧2~3h，冷却后研磨至粒径为100~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土。
优选地，所述加水的重量为凹凸棒石粘土重量的5~10倍。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的园林绿化土壤保水剂，所述保水剂不仅能够起到保水效果，有效降低水资源的浪费，还能为植物生长提供各种必需的微量元素，避免单组份养料过高导致的土壤板结，具有较好的应用价值。
（2）本发明所述的园林绿化土壤保水剂添加有改性凹凸棒粘土，凹凸棒中含有多种微量元素，包括：钾、钠、钙、镁、硫、磷、铁、锰、钼、镍、钒、铜、锌、硅、硒、碘、锶、锂等，能够被植物吸收和利用，促进植物的生长。改性后的凹凸棒具有特殊的纳米多孔结构，可以有效地改良土壤的物理性质，特别是增加土壤对水分的通透性能，对沙质土壤可增加其保水性，对粘重板结土壤可增加其透水性；还具有很强的吸附性和内部比表面积，可以控制和固定土壤中的养分，防止土壤中的养分流失和贫瘠化。
（3）本发明所述的园林绿化土壤保水剂采用淀粉改性聚丙烯酰胺和聚乙烯醇，大大提高了保水剂的保水性能；添加的木屑、活性炭、碳纤维、玉米秸秆也对保水性能起到一定的促进作用。
（4）本发明所述制备方法简单、操作方便，适合推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
本发明优选实施例的一种园林绿化土壤保水剂及制备方法；
所述园林绿化土壤保水剂，由如下重量的各组分制备而成：
改性凹凸棒石粘土 25~30千克；
聚丙烯酰胺 15~20千克；
聚乙烯醇 12~18千克；
木屑 10~15千克；
活性炭 10~18千克；
碳纤维 10~15千克；
淀粉 11~16千克；
玉米秸秆 15~20千克；
添加剂 5~10千克。
所述添加剂为磷酸二氢钾、羧甲基纤维素钠、尿素的混合物。
本发明还涉及一种制备园林绿化土壤保水剂的方法，包括如下步骤：
（1）将各组分粉碎至粒径为80~100目，备用；
（2）称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入到反应釜中，加入聚合物总重量的15倍量的水，然后升温至80℃，搅拌40min，然后加入淀粉，继续反应60min；
（3）按照配比称取改性凹凸棒石粘土、活性炭、添加剂加入到步骤（2）的反应混合物中，于80℃反应90min，然后同温下置于超声波中超声15min；
（4）向步骤（3）中混合物中加入木屑、碳纤维和玉米秸秆，混合搅拌均匀，冷却、干燥、粉碎，即得所述保水剂。
步骤（3）中改性凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、热改性之后的凹凸棒石粘土，具体制备方法如下：
将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~150目，加入凹凸棒石粘土重量的8倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声波条件下超声15min，取上层悬浊液于3500转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤并洗涤滤饼，干燥得到预处理后的凹凸棒石粘土；然后将预处理后的凹凸棒石粘土置于900℃的马弗炉中焙烧3h，冷却后研磨至粒径为100~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土。
实施例2：
本发明优选实施例的一种园林绿化土壤保水剂及制备方法；
所述园林绿化土壤保水剂，由如下重量的各组分制备而成：
改性凹凸棒石粘土 28千克；
聚丙烯酰胺 20千克；
聚乙烯醇 15千克；
木屑 12千克；
活性炭 16千克；
碳纤维 12千克；
淀粉 13千克；
玉米秸秆 17千克；
添加剂 8千克。
添加剂为磷酸二氢钾、硝酸钾、羧甲基纤维素钠、尿素、磷酸二铵的混合物。
本发明还涉及一种制备园林绿化土壤保水剂的方法，包括如下步骤：
（1）将各组分粉碎至粒径为80~100目，备用；
（2）称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入到反应釜中，加入聚合物总重量的18倍量的水，然后升温至78~80℃，搅拌30min，然后加入淀粉，继续反应60min；
（3）按照配比称取改性凹凸棒石粘土、活性炭、添加剂加入到步骤（2）的反应混合物中，于78~80℃反应90min，然后同温下置于超声波中超声20min；
（4）向步骤（3）中混合物中加入木屑、碳纤维和玉米秸秆，混合搅拌均匀，冷却、干燥、粉碎，即得所述保水剂。
步骤（3）中改性凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、热改性之后的凹凸棒石粘土，具体制备方法如下：
将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~150目，加入凹凸棒石粘土重量的8倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声波条件下超声15min，取上层悬浊液于3500转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤并洗涤滤饼，干燥得到预处理后的凹凸棒石粘土；然后将预处理后的凹凸棒石粘土置于900℃的马弗炉中焙烧3h，冷却后研磨至粒径为100~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土。
实施例3：
本发明优选实施例的一种园林绿化土壤保水剂及制备方法；
所述园林绿化土壤保水剂，由如下重量的各组分制备而成：
改性凹凸棒石粘土 20千克；
聚丙烯酰胺 10千克；
聚乙烯醇 5千克；
木屑 10千克；
活性炭 10千克；
碳纤维 10千克；
淀粉 5千克；
玉米秸秆 8千克；
添加剂 3千克。
添加剂为磷酸二氢钾、硝酸钾、磷酸二铵的混合物。
本发明还涉及一种制备园林绿化土壤保水剂的方法，包括如下步骤：
（1）将各组分粉碎至粒径为80~100目，备用；
（2）称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入到反应釜中，加入聚合物总重量的5倍量的水，然后升温至70℃，搅拌50min，然后加入淀粉，继续反应30min；
（3）按照配比称取改性凹凸棒石粘土、活性炭、添加剂加入到步骤（2）的反应混合物中，于70℃反应120min，然后同温下置于超声波中超声10min；
（4）向步骤（3）中混合物中加入木屑、碳纤维和玉米秸秆，混合搅拌均匀，冷却、干燥、粉碎，即得所述保水剂。
步骤（3）中改性凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、热改性之后的凹凸棒石粘土，具体制备方法如下：
将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~150目，加入凹凸棒石粘土重量的5倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声波条件下超声10min，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤并洗涤滤饼，干燥得到预处理后的凹凸棒石粘土；然后将预处理后的凹凸棒石粘土置于800℃的马弗炉中焙烧3h，冷却后研磨至粒径为100~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土。
实施例4：
所述园林绿化土壤保水剂，由如下重量的各组分制备而成：
改性凹凸棒石粘土 30千克；
聚丙烯酰胺 20千克；
聚乙烯醇 18千克；
木屑 15千克；
活性炭 20千克；
碳纤维 15千克；
淀粉 16千克；
玉米秸秆 20千克；
添加剂 15千克。
添加剂为磷酸二氢钾、硝酸钾、羧甲基纤维素钠、尿素的混合物。
本发明还涉及一种制备园林绿化土壤保水剂的方法，包括如下步骤：
（1）将各组分粉碎至粒径为80~100目，备用；
（2）称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入到反应釜中，加入聚合物总重量的20倍量的水，然后升温至90℃，搅拌30min，然后加入淀粉，继续反应60min；
（3）按照配比称取改性凹凸棒石粘土、活性炭、添加剂加入到步骤（2）的反应混合物中，于90℃反应60min，然后同温下置于超声波中超声30min；
（4）向步骤（3）中混合物中加入木屑、碳纤维和玉米秸秆，混合搅拌均匀，冷却、干燥、粉碎，即得所述保水剂。
步骤（3）中改性凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、热改性之后的凹凸棒石粘土，具体制备方法如下：
将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~150目，加入凹凸棒石粘土重量的10倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声波条件下超声20min，取上层悬浊液于3500转/min的离心机中离心处理5min，真空抽滤并洗涤滤饼，干燥得到预处理后的凹凸棒石粘土；然后将预处理后的凹凸棒石粘土置于1000℃的马弗炉中焙烧2h，冷却后研磨至粒径为100~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土。
综上所述，本发明所述的园林绿化土壤保水剂不仅能够起到保水效果，有效降低水资源的浪费，还能为植物生长提供各种必需的微量元素，避免单组份养料过高导致的土壤板结，具有较好的应用价值。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种园林绿化土壤保水剂，其特征在于：所述保水剂包括如下重量份的各组分：
改性凹凸棒石粘土20~30份、聚丙烯酰胺10~20份、聚乙烯醇5~18份、木屑10~15份、活性炭10~20份、碳纤维10~15份、淀粉5~16份、玉米秸秆8~20份、添加剂3~15份。
2.根据权利要求1所述的园林绿化土壤保水剂，其特征在于：所述改性凹凸棒石粘土25~30份、聚丙烯酰胺15~20份、聚乙烯醇12~18份、木屑10~15份、活性炭10~18份、碳纤维10~15份、淀粉11~16份、玉米秸秆15~20份、添加剂5~10份。
3.根据权利要求2所述的园林绿化土壤保水剂，其特征在于：所述改性凹凸棒石粘土28份、聚丙烯酰胺20份、聚乙烯醇15份、木屑12份、活性炭16份、碳纤维12份、淀粉13份、玉米秸秆17份、添加剂8份。
4.根据权利要求1所述的园林绿化土壤保水剂，其特征在于：所述添加剂为磷酸二氢钾、硝酸钾、羧甲基纤维素钠、尿素、磷酸二铵中的至少两种的混合物。
5.一种制备如权利要求1~4任一项所述的园林绿化土壤保水剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将各组分粉碎至粒径为80~100目，备用；
（2）称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入到反应釜中，加水，然后升温至70~90℃，搅拌30~50min，然后加入淀粉，继续反应30~60min；
（3）按照配比称取改性凹凸棒石粘土、活性炭、添加剂加入到步骤（2）的反应混合物中，于70~90℃反应60~120min，然后同温下置于超声波中超声10~30min；
（4）向步骤（3）中混合物中加入木屑、碳纤维和玉米秸秆，混合搅拌均匀，冷却、干燥、粉碎，即得所述保水剂。
6.根据权利要求5所述的园林绿化土壤保水剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中加水的重量为聚合物总重量的5~20倍。
7.根据权利要求5所述的园林绿化土壤保水剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中改性凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、热改性之后的凹凸棒石粘土，具体制备方法如下：
将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~150目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声波条件下超声10~20min，取上层悬浊液于3000~3500转/min的离心机中离心处理5~10min，真空抽滤并洗涤滤饼，干燥得到预处理后的凹凸棒石粘土；然后将预处理后的凹凸棒石粘土置于800℃~1000℃的马弗炉中焙烧2~3h，冷却后研磨至粒径为100~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土。
8.根据权利要求7所述的园林绿化土壤保水剂的制备方法，其特征在于：所述加水的重量为凹凸棒石粘土重量的5~10倍。
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