專利名稱：一種含有植物生長素的高吸水樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)及園藝的含植物生長素的高 吸水樹脂的制備方法，特別指高吸水樹脂、對(鄰)硝基苯酚通過酯 化反應合成含有植物生長素的高吸水樹脂的方法。
背景技術(shù)：
高吸水樹脂優(yōu)良的吸水性和保水性使其在許多領(lǐng)域內(nèi)都得到了 應用。其中在農(nóng)、林、牧及荒漠化防治等領(lǐng)域中應用最為廣泛。將高 吸水樹脂加入到土壤中，可以改變土壤的團粒結(jié)構(gòu)，增大土壤的透水 性、透氣性并可將水儲存起來，在干旱地區(qū)土壤的水分保持、沙漠防 治等方面具有誘人的前景。
含植物生長素的高吸水樹脂不僅具有高吸水樹脂的作用，而且還 具有促進植物生長的作用，可使農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn)提高產(chǎn)量。本發(fā)明 的高吸水樹脂含對(鄰)硝基苯酚酯。對(鄰)硝基苯酚的功能① 可用于促進植物生長發(fā)育，提早開花，打破休眠，促進發(fā)芽，防止落 花落果，改良植物產(chǎn)品的品質(zhì)等方面。②具有促進細胞原生質(zhì)流動， 提高細胞活力，加速植株生長發(fā)育。③促使受害植物很快恢復生長， 同時增強植物本身的抗逆能力把病害損失降到最低。
高吸水樹脂吸水能力極強，其吸水后溶漲為凝膠，當受到外力擠 壓時，水也不易流失，具有優(yōu)良的保水性能。高吸水樹脂是一種新型 的高分子材料。高吸水樹脂作為一種功能高分子材料，誕生于20世紀
60年代。在日本被譽為20世紀90年代新技術(shù)之一。
高吸水樹脂不但吸水保水性能好，而且它還能在土壤中形成團粒 結(jié)構(gòu)，使土壤白天與晚上的溫差縮小，同時還能吸收農(nóng)藥、肥料，防止 農(nóng)藥、肥料以及水土流失，并使農(nóng)藥、肥料、水緩慢放出，增強農(nóng)藥、肥料的效果，以及大大增強抗旱效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種含植物生長素的高吸水樹 脂的制備方法，這種制備方法以高吸水樹脂、對(鄰)硝基苯酚、有 機試劑、質(zhì)子酸(或路易斯酸)為原料，經(jīng)合理配比，通過一定的工 藝過程及生產(chǎn)工藝制得含植物生長素的高吸水樹脂。
本發(fā)明的技術(shù)問題是由如下方案解決的 一種含植物生長素的高 吸水樹脂的制備方法，其特征是在反應容器內(nèi)加入高吸水樹脂、對 (鄰)硝基苯酚，以有機試劑做溶劑、質(zhì)子酸(或路易斯酸)做催化 劑，其中高吸水樹脂與對(鄰)硝基苯酚、質(zhì)子酸(或路易斯酸)的
質(zhì)量比為1 : 0.05-1 : 0.025-0.25，并加入沸石，油浴加熱，使油浴 溫度達到90-105°C，調(diào)節(jié)加熱速度，從沸騰開始起記時，回流2-6 小時。反應結(jié)束后，抽濾，先用少量無水苯洗滌，再用無水乙醇洗滌，
在40-5CTC下烘干至恒重。即得含植物生長素的高吸水樹脂。
上述技術(shù)方案所述，制備含植物生長素的高吸水樹脂，所用的原 料高吸水樹脂優(yōu)選以淀粉(如馬鈴薯淀粉、玉米淀粉)、變性淀粉(如 羧甲基淀粉、淀粉磷酸酯、交聯(lián)淀粉、醋酸酯淀粉、淀粉磺原酸酯、 預糊化淀粉)為原料合成的高吸水樹脂，最優(yōu)選以馬鈴薯淀粉、馬鈴 薯變性淀粉為原料合成的高吸水樹脂。
上述技術(shù)方案所述，制備含植物生長素的高吸水樹脂所用的有機 試劑優(yōu)選苯、甲苯、二甲苯，最優(yōu)選苯。
上述技術(shù)方案所述，制備含植物生長素的高吸水樹脂所用的催化 劑為質(zhì)子酸時，優(yōu)選對甲苯磺酸、磷酸和硫酸，最優(yōu)選對甲苯磺酸。
上述技術(shù)方案所述，制備含植物生長素的高吸水樹脂所用的催化 劑為路易斯酸時，優(yōu)選無水三氯化鋁、無水氯化鋅和無水三氯化鐵， 最優(yōu)選無水三氯化鋁。上述技術(shù)方案所述，所制得的含植物生長素的高吸水樹脂的最高
吸去離子水量在1200-1500倍。
本發(fā)明的優(yōu)點是1、產(chǎn)品含有植物生長素，能使植物增產(chǎn)。2、
該產(chǎn)品的吸水性能很好，吸去離子水量在1200-1500倍，吸自來水量 在200-280倍，目前市場上還沒有此類產(chǎn)品。3、隨著對(鄰)硝基 苯酚用量的增加，高吸水樹脂的吸水率明顯下降，這是由于羧基轉(zhuǎn)變 為羧酸酯基后高吸水樹脂的親水性下降，從而導致下高吸水樹脂的吸 水率下降。因此采用對(鄰)硝基苯酚用量為高吸水樹脂質(zhì)量的 5%-100%。 4、隨著催化劑用量的增加，高吸水樹脂吸水率總的趨勢是 下降的，這也是由于羧基轉(zhuǎn)變?yōu)轸人狨セ蟾呶畼渲挠H水性下 降，從而導致下高吸水樹脂的吸水率下降。因此采用催化劑用量為高 吸水樹脂質(zhì)量的2.5%-25%. 5、隨著反應時間的增加高吸水樹脂的吸 水率明顯下降，主要原因是隨著反應時間的增加，羧酸酯的含量增加， 導致高吸水樹脂的親水性降低，其次，可能由于反應時間的增加，部 分高吸水樹脂降解而導致吸水率下降。因此反應時間定為2-6h。
本高吸水樹脂主要應用于農(nóng)、林、牧業(yè)，同時還可以用于水土保 持，高吸水樹脂可以改變土壤的團粒結(jié)構(gòu)，增大土壤的透水性、透氣 性，并可將雨水或灌溉水儲存起來，在干旱地區(qū)土壤的水分保持、沙 漠防治方面有非常大的作用，并且還可以使植物增產(chǎn)。


圖1是含植物生長素的高吸水樹脂的制備工藝流程圖
圖2是對硝基苯酚的用量對產(chǎn)品吸去離子水影響的曲線圖
圖3是對硝基苯酚為原料催化劑用量對產(chǎn)品吸去離子水影響的曲線
圖4是對硝基苯酚為原料反應時間對產(chǎn)品吸去離子水影響的曲線
圖5是鄰硝基苯酚的用量對產(chǎn)品吸去離子水影響的曲線圖
圖6是鄰硝基苯酚為原料催化劑用量對產(chǎn)品吸去離子水影響的曲線
5圖7是鄰硝基苯酚為原料反應時間對產(chǎn)品吸去離子水影響的曲線 圖8是以對硝基苯酚為原料時高吸水樹脂的紅外光譜圖
圖9是以鄰硝基苯酚為原料時高吸水樹脂的紅外光譜圖
具體實施例方式
實施例l:稱取2.0g高吸水樹脂、l.Og對硝基苯酚、0. lg對甲 苯磺酸，量取50.0ml無水苯于裝有油水分離器的圓底燒瓶中，加入 l-2粒沸石，油浴加熱至沸騰。在90-105'C回流3個小時，然后溫度 繼續(xù)由105。C升高到12(TC，繼續(xù)回流1個小時，使反應充分進行。 將反應混合物冷卻至室溫。抽濾，用少量無水苯洗滌，再用無水乙醇 洗滌高吸水樹脂，抽濾產(chǎn)物，然后在40-5CTC下烘干至恒重。即得以 對硝基苯酚為原料的含植物生長素的高吸水樹脂。
實施例2:稱取1.5g高吸水樹脂、l.Og鄰硝基苯酚、0.4g對甲 苯磺酸，量取50.0ml無水苯于裝有油水分離器的圓底燒瓶中，加入 l-2粒沸石，油浴加熱至沸騰。在90-105。C回流3個小時，然后使溫 度繼續(xù)由105'C升高到12(TC，繼續(xù)回流1個小時，使反應充分進行。 將反應混合物冷卻至室溫。抽濾，先用少量無水苯洗滌高吸水樹脂， 再用無水乙醇洗滌，抽濾產(chǎn)物，然后在40-5(TC下烘干至恒重。即得 以鄰硝基苯酚為原料的含植物生長素的高吸水樹脂。
以對硝基苯酚為原料的含植物生長素的高吸水樹脂為例，經(jīng)由 NEXUS 670 FT-IR E.S.P型紅外光譜儀，由內(nèi)蒙古大學測定。IR光 譜主要吸收峰(cm—1): 3508.66 (非常強)，2929.38， 1726.18 (強)， 1544.05， 1456.28， 1409.90， 1160.40， 1019.05。其中3508.66cm_ '為OH的伸縮振動吸收峰；2929. 38 cnT為飽和-CH的伸縮振動吸收 峰；1726. 18一cm為C二O的伸縮振動吸收峰；1544. 05 cm—'和1456. 28 cm—1為COO—的對稱和反對稱伸縮振動吸收峰；1160. 40和1019. 05cm— '為C—0的伸縮振動吸收峰。(注由于硝基含量少，紅外光譜不能明顯表征其存在，元素分析說明含氮，表明硝基的存在。)
以鄰硝基苯酚為原料的含植物生長素的高吸水樹脂為例，經(jīng)由
NEXUS 670 FT-IR E. S. P型紅外光譜儀，由內(nèi)蒙古大學測定。IR光 譜主要吸收峰(cm—1): 3487.91 (非常強)，2928.45， 1725.59 (強)， 1568.04， 1454.81， 1409.07， 1168.32， 1080.61。其中3487.91cm— 1為0H的伸縮振動吸收峰；2928. 45cm—1為飽和-CH的伸縮振動吸收峰； 1725. 59cnT'為C=0的伸縮振動吸收峰；1568. 04cnT'和1454. 81cm—1 為COO一的對稱和反對稱伸縮振動吸收峰；1168. 32cm—'和1080. 61cm 一'為d的伸縮振動吸收峰。(注由于硝基含量少，紅外光譜不能 明顯表征其存在，元素分析說明含氮，表明硝基的存在。)
權(quán)利要求
1、一種含植物生長素的高吸水樹脂的制備方法，其特征是在反應容器內(nèi)加入高吸水樹脂、對(鄰)硝基苯酚，以有機試劑做溶劑、質(zhì)子酸(或路易斯酸)做催化劑，其中高吸水樹脂與對(鄰)硝基苯酚、質(zhì)子酸(或路易斯酸)的質(zhì)量比為1∶0.05-1∶0.025-0.25，并加入沸石，在油浴鍋中加熱2-6小時。使油浴溫度逐漸達到90-105℃，調(diào)慢加熱速度，從沸騰開始記時使反應體系在油浴中持續(xù)回流2-6小時。反應結(jié)束后，抽濾，先用少量無水苯洗滌高吸水樹脂，再用無水乙醇洗滌，抽濾后在40℃-50℃下烘干至恒重。即得含植物生長素的高吸水樹脂。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含植物生長素的高吸水樹脂的制備方法， 其特征是所用的原料高吸水樹脂優(yōu)選以淀粉(如馬鈴薯淀粉、玉米 淀粉)、變性淀粉(如羧甲基淀粉、淀粉磷酸酯、交聯(lián)淀粉、醋酸酯 淀粉、淀粉磺原酸酯、預糊化淀粉)為原料合成的高吸水樹脂，最優(yōu) 選以馬鈴薯淀粉、變性馬鈴薯淀粉為原料合成的高吸水樹脂。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含植物生長素的高吸水樹脂的制備方法， 其特征是作為溶劑的有機試劑優(yōu)選苯、甲苯、二甲苯，最優(yōu)選苯。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含植物生長素的高吸水樹脂的制備方法，其特征是當催化劑是質(zhì)子酸時，優(yōu)選對甲苯磺酸、磷酸和硫酸，最優(yōu)選對甲苯磺酸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含植物生長素的高吸水樹脂的制備方法，其特征是當催化劑是路易斯酸時，優(yōu)選無水三氯化鋁、無水氯化鋅和無水三氯化鐵，最優(yōu)選無水三氯化鋁。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1-5所述一種含植物生長素的高吸水樹脂的制備方法，其特征是所制得的含植物生長素的高吸水樹脂的最高吸去離子水量在1200-1500倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含植物生長素的高吸水樹脂的制備方法，主要工藝過程是以有機試劑為溶劑，將高吸水樹脂、對(鄰)硝基苯酚、質(zhì)子酸(或路易斯酸)混合，油浴加熱，回流發(fā)應，冷卻后抽濾、洗滌及烘干，即得到含植物生長素的高吸水樹脂。本方法制得的高吸水樹脂吸水性能好，目前市場上還沒有此類產(chǎn)品，與目前市場上的產(chǎn)品相比其含有植物生長素。本方法制備的高吸水樹脂在干旱地區(qū)土壤的水分保持、沙漠防治和促進植物生長等方面有很大的作用。
文檔編號C08B31/04GK101638443SQ20091017037
公開日2010年2月3日 申請日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者曲秀清, 朱孔義, 溫國華, 目仁更 申請人:內(nèi)蒙古大學