專利名稱：一種緩釋腐殖酸微球保水劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種緩釋腐殖酸保水劑，更具體地說是涉及一種聚丙烯酸/凹凸棒 粘土/腐殖酸微球保水劑及其制備方法。 背錄技術
具有緩釋肥功能的保水劑，其制備方法一種是把肥料簡單地包裹在保水劑里.
另一種是使二者發(fā)生某種形式的化學反應，從而使兩者有機結合起來。Guo等人 將氨水、尿素和磷酸氫二銨等肥料溶于水，聚合反應時將這些成分包裹在羧甲基 淀粉-g-丙烯酸保水劑網(wǎng)絡中，得到具有緩釋氮肥和磷肥的保水劑。肥料主要是通 過氨鍵和范德華力結合在樹脂網(wǎng)絡上，但同時也有物理填充形式存在于樹脂網(wǎng)絡 中的肥料，釋放速度較快。通過酯化反應將磷酸鍵合到聚乙烯醇上，可得到具有 緩釋磷肥功能的保水劑。通過淀粉或聚苯乙烯包膜尿素顆粒，然后經(jīng)過反相懸浮 聚合或表面交聯(lián)，也可得到對尿素具有一定緩釋性能的保水劑。
腐殖酸是構成土壤營養(yǎng)成分的重要物質，具有剌激植物生長發(fā)育、增加作物 的抗逆性、改善植物的營養(yǎng)狀況的功效，能夠提高土壤的保肥、保水能力。腐殖 酸在結構中分布有羧基、羥基、羰基等活性功能基團，是一種多極性官能團的物 質，可生成水溶性鹽類，具有良好的配位、蟹合和化學反應能力。因此，腐殖酸 可以與丙烯酸等親水性單體或淀粉等親水性天然高分子發(fā)生接枝共聚反應，使所 制備的保水劑具有吸水、保水和營養(yǎng)土壤的協(xié)同功能。我們將腐殖酸鈉與丙烯酸 或丙烯酰胺進行復合聚合，將腐殖酸化學鍵合到樹脂網(wǎng)絡上，得到了對腐殖酸鈉 具有一定緩釋性能的保水劑(申請?zhí)?00610042899.9具有緩釋肥料功能的納米復 合保水劑及其制備方法)。但在實際使用時粉末狀的產(chǎn)品釋放速率較快。
凹凸棒粘土是一種鏈層結構的鎂鋁硅酸鹽礦物，具有眾多相互平行的納米尺 度的孔道，具有良好的吸附性能。利用凹凸棒粘土的吸附性能吸附腐殖酸，然后 再利用凹凸棒粘土與丙烯酸或丙烯截胺的可聚合性，設計并研制具有緩釋功能的
微球保水劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種具有緩釋肥料功能的微球復合保水劑。 本發(fā)明可以通過以下措施來實現(xiàn)
采用凹凸棒土、腐殖酸和丙煒酸作為保水劑的主要原料，先將凹凸棒土造粒 制成微球，吸附腐殖酸后，在引發(fā)劑和交聯(lián)劑存在的條件下，在水溶液中經(jīng)共聚、 交聯(lián)、洗煤、干燥制成具有緩釋肥料功能的微球保水劑。
凹凸棒土是一種具鏈層狀結構的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物，其結構屬2: 1型 粘土礦物。凹凸棒粘土表面有三種類型的吸附中心(1)硅氧四面體層因類質同晶 置換產(chǎn)生的弱電子供給氧原子，它們與吸附核的作用很弱。(2)在纖維邊緣與金屬 陽離子Mg^配位的結晶水分子(OH2),它可與吸附核形成氫鍵。(3)在四面體層 外表面上由Si-O-Si橋氧鍵斷裂形成的Si-OH基不僅可以接受離子，而且可以與晶 體外表面的吸附分子相互結合，還可以與某些有機試劑形成共價鍵。凹凸棒粘土 由于有較大的表面積，可以通過物理吸附和化學吸附吸附物質。物理吸附的實質 是通過范德華力將吸附質分子吸附在凹凸棒粘土的內(nèi)外表面化學吸附是分子間 經(jīng)化學鍵在凹凸棒粘土表面形成吸附中心。腐殖酸是一種多極性官能團的物質， 結構中分布有羧基、羥基、羰基等活性功能基團，因而被凹凸棒粘土所吸附。
一種緩釋腐殖酸微球保水劑，其特征在于原料的重量份數(shù)為丙烯酸100份，
凹凸棒土 10-50份，腐殖酸20-60份，引發(fā)劑0.05-1.0份，交聯(lián)劑0.05-1.0份；其
中交聯(lián)劑為N，N'亞甲基雙丙烯酰胺引發(fā)劑選自硫酸銨或者過硫酸鉀。
具有緩釋肥料功能微球保水劑的制備方法是，將丙烯酸加入反應器中，加入
蒸餾水溶解后，再加入吸附腐殖酸凹凸棒粘土微球、交聯(lián)劑和引發(fā)劑，升溫至
40-70*0反應24小時，反應結束后，產(chǎn)物用含有甲醇的水溶液洗滌，在60-80下
烘干至恒重，干燥。
凹凸棒土是從天然礦石中采選而得，經(jīng)粉碎后進行造粒,粒徑在l-10mm之間。 將凹凸棒土微球置于腐殖酸的飽和溶液中，吸附飽和后，直接加入反應體系
中進行原位聚合。采用不同直徑的凹凸棒土微球，其吸附腐殖酸的量不同，其緩
釋時間也不一樣。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)制備的微球與水接觸時，微球吸水溶脹后對包裹 或結合的腐殖酸的溶解擴散產(chǎn)生阻礙效應，這樣就會使腐殖酸的釋放速度減慢， 使制得的產(chǎn)品既有一定的吸水、保水保墑性，又具有一定的肥效性、緩釋性；(2)
由于使用了腐殖酸，使復合材料具有緩釋肥料的功能，實驗測試表明，該復合材
料的緩釋性能達到了40天以上(3〉該復合材料吸水倍數(shù)達到了 300-500g/g,滿 足了干旱條件下對吸水保水材料的要求；(4)使用后土壤理化性能測試表明，該 微球比普通復合材料有更好的土壤改良作用。
保水劑特點是既保持了產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)上應用諸多優(yōu)點，又能給作物緩慢釋放養(yǎng) 分，具有潛在的應用前景。
具體實施例方式
實施例1:
選用粒徑lmm凹凸棒土微球，置于腐殖酸的飽和溶液中，吸附4小時后備用。 將7.208丙烯酸加入到反應器中，加入2Qml蒸餾水溶解后，加入5.0g吸附有腐殖 酸的凹凸棒土微球、122.3mgN，N'亞甲基雙丙烯酰胺和18.4pig過硫酸鉀，升溫至 70C反應3h。反應結束后，產(chǎn)物用甲醉/水溶液洗滌，然后在7ox:下烘干至恒重。 本實施例中的產(chǎn)品每克吸蒸餾水480克，色澤為黑色。
實施例2
選用粒徑2mm凹凸棒土微球，置于腐殖酸的飽和溶液中，吸附6小時后備用。 將7.208丙烯酸加入到反應器中，加入20ml蒸餾水溶解后，加入4.28吸附有腐殖 酸的凹凸棒土微球、122.3mgN,N'亞甲基雙丙烯酰胺和18.4mg過硫酸鉀，升溫至 70"C反應3h。反應結束后，產(chǎn)物用甲醇/水溶液洗滌，然后在70'C下烘干至恒重。 本實施例中的產(chǎn)品每克吸蒸餾水425克，色澤為黑色。
實施例3
選用粒徑4mm凹凸棒土微球，置于腐殖酸的飽和溶液中，吸附8小時后備用。 將7.20g丙烯酸加入到反應器中，加入20ml蒸館水溶解后，加入5.2g吸附有腐殖 酸的凹凸棒土微球、122.3mgN，N'亞甲基雙丙烯酰胺和18.4mg過硫酸鉀，升溫至 (TC反應3h。反應結束后，產(chǎn)物用甲醇/水溶液洗滌，然后在70"下烘干至恒重。 本實施例中的產(chǎn)品每克吸蒸餾水328克，色澤為黑色。
實施例4
選用粒徑8mm凹凸棒土微球，置于腐殖酸的飽和溶液中，吸附16小時后備 用。將7.208丙烯酸加入到反應器中，加入20ml蒸餾水溶解后，加入3.8g吸附有 腐殖酸的凹凸棒土微球、122.3mgN，N'亞甲基雙丙烯酰胺和18.4mg過硫酸鉀，升 溫至7(TC反應3h。反應結束后，產(chǎn)物用甲醇/水溶液洗滌，然后在7(TC下烘千至 恒重。本實施例中的產(chǎn)品每克吸蒸餾水381克，色澤為黑色。
權利要求
1、一種緩釋腐殖酸微球保水劑，其特征在于原料的重量份數(shù)為丙烯酸100份，凹凸棒土10-50份，腐殖酸20-60份，引發(fā)劑0.05-1.0份，交聯(lián)劑0.05-1.0份；其中交聯(lián)劑為N，N′亞甲基雙丙烯酰胺；引發(fā)劑選自硫酸銨或者過硫酸鉀。
2、 如權利要求1所述保水劑的制備方法，其特征在于將丙烯酸加入反應器中，加入蒸餾水溶解后，再加入吸附腐殖酸凹凸棒粘土微球、交聯(lián)劑和引發(fā)劑，升溫至40-70t:反應2-4小時，反應結束后，產(chǎn)物用含有甲醇的水溶液洗滌,在60-80 下烘干至恒重，干燥。
3、 如權利要求2所述的方法，其特征在于凹凸棒粘土微球的粒徑為l-10mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚丙烯酸/凹凸棒粘土/腐殖酸微球保水劑及其制備方法。本發(fā)明以丙烯酸、凹凸棒土和腐殖酸為主要原料，經(jīng)造粒、吸附、共聚、交聯(lián)、洗滌、干燥等工藝，制成具有緩釋肥料功能的微球保水劑。保水劑吸蒸餾水的倍數(shù)為300-500g/g。保水劑特點是既保持了產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)上應用諸多優(yōu)點，又能給作物緩慢釋放養(yǎng)分，具有潛在的應用前景。
文檔編號C05F11/02GK101177357SQ200610104909
公開日2008年5月14日 申請日期2006年11月11日 優(yōu)先權日2006年11月11日
發(fā)明者琴 汪, 王愛勤, 鄭易安 申請人:中國科學院蘭州化學物理研究所