[发明专利]一种保水剂及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保水剂及其制作方法，属于农业生产技术领域。

背景技术：

干旱具有出现频率高、持续时间长、波及范围广的特点。干旱的频繁发生和长期持续，不但会给社会经济，特别是农业生产带来巨大的损失，还会造成水资源短缺、荒漠化加剧、沙尘暴频发等诸多生态和环境方面的不利影响。我国2000年到2015年，平均每年受旱面积2122万公顷，约占各种气象灾害受灾面积的60％。

保水剂，农林上又有称谓吸水剂、保墒剂、农林用冻胶、水合土、土壤调理剂、聚水胶等，是吸水聚合物的统称，一是以有机单体(丙烯酸、丙烯酰胺)为原料的全合成型；二是以纤维素为原料的纤维素接枝改性型；三是以淀粉为原料的淀粉接枝改性型；四是以天然矿物质等(如蛭石、蒙脱石、海泡石等)为原料的天然型。不同品种保水剂经过在农业上试验所得数据表明：聚丙烯酰胺的蓄水保墒能力为4～6年，聚丙烯酸钾或铵只有2年，淀接枝型则最多为1年。因此聚丙烯类保水剂有着很好的应用前景。根据李仲谨等人在“保水剂的发展现状及未来开发方向”中提出保水剂的未来开发方向主要集中在以下几个方面：(1)开发超强吸水性的保水剂，而且制得的保水剂多为绿色产品，这对缓解目前的环境压力具有重要的作用；(2)研究和发展更简便的聚合方法(如降低聚合时间、简化反应条件、简易反应设备)；(3)可以将保水剂的合成和吸水性材料的加工结合在一起，有效地降低成本，积极开发应用区域广的 产品，满足国民经济各方面的需要，即一种产品可同时具有多种性能，如保水性、营养性、改土性、抗菌性、抗静电性等。

根据目前的聚丙烯类保水剂生产技术，采用丙烯酸为原料的水溶液加热聚合法和低温冷却条件下的聚合法。水溶液加热聚合法，是以单一的过硫酸盐为引发剂，对丙烯酸溶液进行加热引发聚合反应，需要加热室，反应最高温度115℃，反应剧烈，得到的保水剂分子量小，吸水性能不稳定。丙烯酸为原料的水溶液低温冷却条件下的聚合法，通常是以由氢氧化钠中和的丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺溶解在水中，通过诱导剂反应制得，其中丙烯酸与强碱中和反应，反应过程中会大量放热，需要用水冷却，大大增加生产成本，反应后的湿胶体外观黏、软以及气泡多，后处理造粒机干燥困难，干燥能耗多，生产的保水剂细粉多，表现在吸水后凝胶的水溶性增大，吸水性能为自身总量的24-200倍；同时研究发现在应用过程中，钠离子会对土壤有不良影响。保水剂普遍存在容易滋生微生物，易使植物的根茎腐烂，对植物的生长带来致命的威胁。聚丙烯类保水剂的生产如何简化反应条件、简化反应设备，降低聚合成本，以及提高其保水性、营养性、改土性、抗菌性，这些依然是亟需解决的问题。

发明内容

为了克服以上技术缺陷，本发明的目的是提供一种保水剂及其制作方法，在丙烯酸水溶液中先加入少量低浓度的氢氧化钾水溶液中和，再与碳酸铵中和，控制丙烯酸的中和度为70％～75％，再加入丙烯酰胺、交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺、诱导剂过硫酸钾、亚硫酸钾进行常温合成，与生根剂萘乙酸、防菌剂土菌克混合进行造粒，干燥而成。在整个合成中采用对植物有利的钾、 铵离子类化合物，常温合成、过程安全、反应时间短，制备方法简单，制备的保水剂分子量大，吸水速度快、保水性好，具备了抗菌、促生根的效果。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种保水剂及其制作方法，其特征为：将丙烯酸配制成50～55％浓度的水溶液，用10～15％氢氧化钾水溶液中和，其中丙烯酸与氢氧化钾的质量比为4.0～4.5∶1，丙烯酸与氢氧化钾水溶液中和结束，然后再加入碳酸铵固体再次中和丙烯酸水溶液，最终丙烯酸的中和度控制在70％～75％，得到中和混合物A(丙烯酸、丙烯酸钾、丙烯酸铵混合物)；在中和混合物A中加入丙烯酰胺、交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，剂量分别为反应单体丙烯酸和丙烯酰胺总质量的30％～34％和0.18％～0.2％，搅拌溶解后，放入条状聚合反应盘，再依次加入诱导剂过硫酸钾、亚硫酸钾，剂量分别为反应物总质量的0.1％～0.3％和0.1％～0.3％，搅拌均匀即可进行常温合成，得到条状中间体B；条状中间体B中加入萘乙酸0.05％～0.1％、土菌克2～3％混合进行造粒，干燥而成。

所述的百分数均为质量百分数。

一种保水剂及其制作方法，包括如下步骤：