[发明专利]一种麦饭石复合吸水材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸水保水材料技术领域，具体涉及一种麦饭石复合吸水材料的制备方法。

背景技术

高吸水树脂（英文Super Absorbent Polymer，简称 SAP）是一种新型的功能高分子材料，因具有很强的吸水性和优良的保水性而在农林园艺、沙漠防治、工业及日常生活等方面有着广阔的应用前景，高吸水树脂的生产能力也随着需求量的增加而不断扩大。尽管单纯由丙烯酸（盐）类、丙烯酸酯类、丙烯酰胺类化学试剂制备的高吸水树脂有比较好的吸水能力，但是由于成本相对较高而在使用中受到一定限制。如何降低成本，是高吸水树脂领域需要解决的头等问题。通过使用廉价的无机原料对上述高吸水树脂进行改性，合成有机-无机复合高吸水树脂，成为一种较为理想的途径。

无机矿物具有与土壤相容性好，且来源广、价格低廉、能反复使用等特点，有些无机矿物还富含多种植物生长所必需的微量元素，开发有机-无机复合吸水材料，降低生产成本，提高实用性能是近年来国内外高吸水树脂开发的一个趋势，如膨润土复合高吸水树脂、高岭土复合高吸水树脂、蛭石复合高吸水树脂、伊利石复合高吸水树脂等的研究开发已经引起重视。

我国麦饭石(英文名Maifan stone)资源丰富，遍及全国。自1984年以来在全国20多个省市自治区发现麦饭石矿区。麦饭石资源分布广、储量大、成本低。1986-1987年陕西省地况局综合研究队经过踏勘调查、分析测试，确定了秦岭地区存在麦饭石资源，并命名为“秦岭麦饭石”。麦饭石具有多孔性的特殊结构，每平方厘米的表面积上有2600-2800个孔，具有独特、强烈的吸附和离子交换作用。作为一种新型的天然材料，麦饭石的开发仅仅刚刚开始，相信随着对其性质及成分研究的不断深入，以及对其开发的不断探索，其可应用前景是十分广阔的。

我国土壤经调查大多缺硅，已有多家硅肥厂投产。目前麦饭石在农业领域已经被用作硅肥，提高土壤硅元素含量。用麦饭石作为肥料可作底肥、追肥、浸种、喷洒等，麦饭石的溶出物大部分能直接或间接参与光合作用。结果表明，农田直接施用麦饭石可使棉花、玉米、果品增产，并且使质量得以改善。但是直接使用麦饭石矿物粉作为肥料，不足之处在于麦饭石中SiO₂水溶性差，不能被植物较快吸收。如何充分利用麦饭石矿物资源，提高硅元素的水溶性、活性，生产出植物生长需要的多元硅肥，将会带来巨大的社会效益和显著的经济利益（陈淑桂，郑晓梅，王英华，麦饭石加工与利用，化学工业出版社，2005年5月第一版，213-215）。

发明内容

本发明的目的是提供一种麦饭石复合吸水材料的制备方法，解决了现有的高吸水树脂材料生产成本高、使用受限制的问题。

本发明所采用的技术方案为：一种麦饭石复合吸水材料的制备方法，包括以下操作步骤：

步骤1，

将工业级丙烯酸单体经提纯除去含有的阻聚剂；

步骤2，

将去除阻聚剂的丙烯酸单体加入水中搅拌均匀，得到丙烯酸水溶液；其中，丙烯酸单体：水的质量比为1：0.5～2；

步骤3，

在搅拌条件下，向丙烯酸水溶液中加入一元强碱的水溶液，搅拌使中和反应进行完全，得到中和度为50%～80%的丙烯酸盐水溶液；

步骤4，

在保持搅拌条件下，向丙烯酸盐水溶液中加入交联剂，搅拌均匀后得到混合物A；其中丙烯酸单体：交联剂的质量比为1：0.00025～0.001；

步骤5，

在混合物A中，加入粉碎至200目以上的麦饭石粉，充分搅拌得到混合物B；其中麦饭石粉的质量为丙烯酸单体质量的50%～200%；

步骤6，

向混合物B中加入引发剂，充分搅拌混合均匀后，控制反应温度为65℃～80℃，保持搅拌反应进行1～5小时，得到含水的粗产品；所述引发剂的质量是丙烯酸单体质量的0.1%～0.6%；

步骤7，

将步骤6得到的含水粗产品，干燥，机械粉碎，得到最终产品，即麦饭石复合吸水材料。

其中，一元强碱水溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

其中，交联剂为N，N'-亚甲基双丙烯酰胺。

其中，引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。