專利名稱：一種保水保肥劑及其用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然高分子材料的化工合成方法，特別指一種保水保肥劑及其用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前，高吸水性材料已是農(nóng)林園藝、衛(wèi)生用品等領(lǐng)域不可缺少的材料，吸水保水材料在農(nóng)林業(yè)抗旱保苗、改良土壤、防固風(fēng)沙、水土保持、農(nóng)肥緩釋等方面已起到了明顯的作用，因而被普遍認(rèn)為是繼化肥、農(nóng)藥、地膜之后，最有希望最有前途被廣大農(nóng)民接收的農(nóng)用化工產(chǎn)品。幾十年來，國(guó)內(nèi)外所采用的都是懸浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等工藝，這些工藝都需通氮保護(hù)，還需要大量有機(jī)溶劑，而這些有機(jī)溶劑多為易燃易爆品，操作危險(xiǎn)且污染環(huán)境，后處理工序繁瑣，產(chǎn)品需要用甲醇、丙酮等有毒溶劑洗滌，易揮發(fā)、回收困難，原輔料消耗大，生產(chǎn)成本高，對(duì)環(huán)境有污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)周期短、原料全部轉(zhuǎn)化為成品、生產(chǎn)過程零排放、產(chǎn)品保質(zhì)期長(zhǎng)、生物可降解的保水保肥劑及其用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理的生產(chǎn)方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理生產(chǎn)保水保肥劑的方法，該方法包括以下過程用一定量的堿中和丙烯酸，再將丙烯酰胺加入中和液中并充分溶解，再依次向上述中和液中加入粉末狀陳舊或過期糧食、催化劑、交聯(lián)劑，在30-40℃下，反應(yīng)40-60分鐘后加入促聚劑并爆聚，得到接枝共聚物，將接枝共聚物冷卻、切片、烘干、粉碎，得到成品。
進(jìn)一步，加入促聚劑前向反應(yīng)物中加入多元醇。
進(jìn)一步，所述多元醇為甘油或聚乙二醇或乙二醇。
進(jìn)一步，在所述反應(yīng)過程中向反應(yīng)物中加入海泡石。
進(jìn)一步，所述反應(yīng)中，各反應(yīng)物的含量分別為丙烯酸160-190ml，25.8-26.2％的堿溶液230-270ml，丙烯酰胺80-150g，粉末狀陳舊或過期糧食淀粉50-100g，催化劑1.5-3.5g，多元醇3-5ml，交聯(lián)劑3-6mg，海泡石3-10g，促聚劑45-60ml。
進(jìn)一步，所述促聚劑為氨水。
進(jìn)一步，所述交聯(lián)劑為雙丙烯酰胺。
進(jìn)一步，所述催化劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。
采用上述方法生產(chǎn)的生物可降解的保水保肥劑，該保水保肥劑由160-190ml丙烯酸，25.8-26.2％的堿溶液230-270ml，80-150g丙烯酰胺，50-100g粉末狀陳舊或過期糧食，1.5-3.5g催化劑，3-5ml多元醇，3-6mg交聯(lián)劑，3-10g海泡石，45-60ml促聚劑反應(yīng)而成。
采用上述生產(chǎn)方法后，用催化劑在淀粉的天然高分子骨架上先產(chǎn)生游離基，丙烯酸、丙烯酰胺分別在游離基上進(jìn)行接枝共聚，然后，在交聯(lián)劑的作用下共聚物靠爆聚放熱反應(yīng)自交聯(lián)，交聯(lián)形成網(wǎng)狀三維立體結(jié)構(gòu)的聚合物，含有大量羧基和酰胺基親水基團(tuán)，不溶于水，但能吸水、保水，吸肥、保肥，并能緩慢釋放水、肥；采用粉末狀過期或陳舊糧食做原料，不僅使產(chǎn)品質(zhì)量有保證，產(chǎn)品的吸水量可達(dá)自身重量的400-1000倍，而且利用了廢舊陳糧并且降低了成本，產(chǎn)品可生物降解為有機(jī)肥，不產(chǎn)生二次污染，可使土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤通透性，為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好環(huán)境和條件；另外，在反應(yīng)液中加入海泡石后，海泡石作為載體產(chǎn)生化學(xué)吸附，將反應(yīng)最終產(chǎn)生的聚合物吸附在表面，進(jìn)一步增強(qiáng)了吸水、吸肥的能力，同時(shí)還起到調(diào)整PH值的作用，使聚合物的PH值保持在6.5-8之間；經(jīng)檢驗(yàn)，本發(fā)明的生物可降解的高效抗旱保水保肥劑吸水倍率高達(dá)1475g/g，PH值為8.0，168天時(shí)生物分解率為61.4％。而多元醇可起到潤(rùn)滑作用、便于反應(yīng)物脫模，同時(shí)也起到交聯(lián)劑的作用；并且本發(fā)明的生產(chǎn)方法，利用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，常溫常壓、不通氮，反應(yīng)周期短，中間產(chǎn)物不水解不皂化不過濾不洗滌，原料全部轉(zhuǎn)化為成品，實(shí)現(xiàn)零排放，并且產(chǎn)品無毒無味，保質(zhì)期長(zhǎng)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1稱取160ml丙烯酸加入反應(yīng)釜，用26％的NaOH堿液230ml中和丙烯酸，中和后依次向反應(yīng)釜中加入丙烯酰胺130g、過期玉米粉100g、過硫酸鉀催化劑3g、甘油4ml、雙丙烯酰胺交聯(lián)劑3mg、海泡石3.5g，按順序加料，并不停攪拌，反應(yīng)溫度控制在30-40℃，反應(yīng)40分鐘之后，加氨水45ml，攪拌均勻后放料入爆聚槽，爆聚后，取出聚合物冷卻、切片，在80-110℃條件下烘干4小時(shí)，粉碎、包裝。
實(shí)施例2稱取164ml丙烯酸加入反應(yīng)釜，用25.8％的堿液242ml中和丙烯酸，中和后加丙烯酰胺80g、過期稻米粉64g、過硫酸銨催化劑3.5g、聚乙二醇3ml、雙丙烯酰胺交聯(lián)劑6mg、海泡石3g，按順序加料，并不停攪拌，反應(yīng)溫度控制在30-40℃，反應(yīng)50分鐘之后，加氨水促聚劑60ml，攪拌均勻后放料入爆聚槽。爆聚后，取出聚合物冷卻、切片，在80-110℃條件下烘干4小時(shí)，粉碎、包裝。
實(shí)施例3稱取190ml丙烯酸加入反應(yīng)釜，用26.2％的堿液270ml中和丙烯酸，中和后加丙烯酰胺150g、過期玉米淀粉50g、過硫酸鉀催化劑1.5g、過硫酸銨催化劑1.5g、乙二醇5ml、雙丙烯酰胺交聯(lián)劑4mg、海泡石10g，按順序加料，并不停攪拌，反應(yīng)溫度控制在30-40℃，反應(yīng)60分鐘之后，加氨水促聚劑50ml，攪拌均勻后放料入爆聚槽。爆聚后，取出聚合物冷卻、切片，在80-110℃條件下烘干4小時(shí)，粉碎、包裝。
上述實(shí)施例中，用催化劑在淀粉的天然高分子骨架上先產(chǎn)生游離基，丙烯酸、丙烯酰胺分別在游離基上進(jìn)行接枝共聚，然后，在交聯(lián)劑的作用下共聚物靠爆聚放熱反應(yīng)自交聯(lián)，交聯(lián)形成網(wǎng)狀三維立體結(jié)構(gòu)的聚合物，含有大量羧基和酰胺基親水基團(tuán)，不溶于水，但能吸水、保水，吸肥、保肥，并能緩慢釋放水、肥；另外，由于反應(yīng)物粘性大，在反應(yīng)過程中加入甘油、聚乙二醇、乙二醇等多元醇可起到潤(rùn)滑作用、便于脫模，同時(shí)也起到交聯(lián)劑的作用；海泡石含有大量硅和鎂，有較強(qiáng)的吸附性、熱穩(wěn)定性及耐鹽堿性，在反應(yīng)中加入海泡石后，海泡石作為載體產(chǎn)生化學(xué)吸附，將反應(yīng)最終產(chǎn)生的聚合物吸附在表面，進(jìn)一步增強(qiáng)了吸水、吸肥的能力，同時(shí)還起到調(diào)整PH值的作用，使聚合物的PH值保持在6.5-8之間。經(jīng)檢驗(yàn)，本發(fā)明的生物可降解的高效抗旱保水保肥劑吸水倍率高達(dá)1475g/g，PH值為8.0，168天時(shí)生物分解率為61.4％，并且所述海泡石還可在爆聚物經(jīng)烘干、粉碎后干混加入。
權(quán)利要求
1.一種用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理生產(chǎn)保水保肥劑的方法，其特征在于，該方法包括以下過程用一定量的堿中和丙烯酸，再將丙烯酰胺加入中和液中并充分溶解，再依次向上述中和液中加入粉末狀陳舊或過期糧食、催化劑、交聯(lián)劑，在30-40℃下，反應(yīng)40-60分鐘后加入促聚劑并爆聚，得到接枝共聚物，將接枝共聚物冷卻、切片、烘干、粉碎，得到成品。
2.如權(quán)利要求1所述的用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理生產(chǎn)保水保肥劑的方法，其特征在于，加入促聚劑前向反應(yīng)物中加入多元醇。
3.如權(quán)利要求2所述的用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理生產(chǎn)保水保肥劑的方法，其特征在于，所述多元醇為甘油或聚乙二醇或乙二醇。
4.如權(quán)利要求1所述的用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理生產(chǎn)保水保肥劑的方法，其特征在于，在所述反應(yīng)過程中向反應(yīng)物中加入海泡石。
5.如權(quán)利要求4所述的用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理生產(chǎn)保水保肥劑的方法，其特征在于，所述反應(yīng)中，各反應(yīng)物的含量分別為丙烯酸160-190ml，25.8-26.2％堿溶液230-270ml，丙烯酰胺80-150g，陳舊或過期糧食50-100g，催化劑1.5-3.5g，多元醇3-5ml，交聯(lián)劑3-6mg，海泡石3-10g，促聚劑45-60ml。
6.如權(quán)利要求1所述的用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理生產(chǎn)保水保肥劑的方法，其特征在于，所述促聚劑為氨水。
7.如權(quán)利要求1所述的用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理生產(chǎn)保水保肥劑的方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為雙丙烯酰胺。
8.如權(quán)利要求1所述的用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理生產(chǎn)保水保肥劑的方法，其特征在于，所述催化劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。
9.采用上述權(quán)利要求1-8任一所述的方法生產(chǎn)的保水保肥劑，其特征在于，該保水保肥劑由160-190ml丙烯酸，25.8-26.2％的堿溶液230-270ml，80-150g丙烯酰胺，50-100g粉末狀陳舊或過期糧，1.5-3.5g催化劑，3-5ml多元醇，3-6mg交聯(lián)劑，3-10g海泡石，45-60ml促聚劑反應(yīng)而成。
全文摘要
本發(fā)明公開了用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)原理生產(chǎn)保水保肥劑的方法，該方法包括以下過程用一定量的堿中和丙烯酸，再將丙烯酰胺加入中和液中并充分溶解，再依次向上述中和液中加入粉末狀陳舊或過期糧食、催化劑、交聯(lián)劑，在30－40℃下，反應(yīng)30－60分鐘后加入促聚劑并爆聚，得到接枝共聚物，將接枝共聚物冷卻、切片、烘干、粉碎，得到成品。本發(fā)明采用粉末狀過期或陳舊糧食做原料，保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、更易降解。
文檔編號(hào)C05G3/06GK1872811SQ20061008757
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者李春山, 于鳳芹, 李燕, 楊雪梅 申請(qǐng)人:北京金焱暉生物技術(shù)有限公司