[发明专利]一种多层复合保水材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种多层复合保水材料及其制备方法与应用，所述多层复合保水材料以肥料作为核心，由内到外依次包覆海藻酸钙和聚丙烯酸钠复配非金属矿物材料。制备原材料包括：丙烯酸25～35份、丙烯酰胺7～15份、碱8～20份、海藻胶5～10份、氯化钙2～5份、非金属矿物材料5～20份、交联剂0.1～0.3份、引发剂0.2～0.6份及肥料，所述肥料大于零且小于或等于25份。所述制备方法，包括以下步骤：S1、制备海藻酸钙复合肥凝胶；S2、制备得到丙烯酸与丙烯酰胺混合溶液；S3、向混合溶液中加入凝胶并制备聚合液；S4、反应完成后，烘干。本发明方案保水、耐盐性能好且能实现保水保肥的双重效果。

技术领域

本发明涉及农业技术领域，具体涉及一种多层复合保水材料及其制备方法与应用。

背景技术

干旱缺水是制约我国农业持续发展的重要因素，目前我国45％的地区年均降水量不足400mm，灌溉农田缺水300多亿立方米。尤其是近几年来，随着全球气候变暖，干旱加剧，干旱面积不断扩大。此外，据调查，我国西北半干旱地区降雨在农田的分配中，土壤表面蒸发浪费水分最大，多则占作物总耗水量的一半，占年降水量的55％-65％。再者，水土流失和土地沙漠化，多年来也一直是令我国政府较为棘手的问题。目前，全国水土流失面积达300万平方公里左右，约占国土面积的30％；我国北方地区的沙漠和沙漠化土地总面积达149万平方公里，其中，耕地沙漠化面积达20万平方公里，且沙漠化土地面积每年仍以速度扩展。这不仅会加剧我国地少人多引起的问题，还会对我国部分地区生态环境造成一定影响。因此，抗旱节水和保持水土、治理沙漠己成为我国农业面向未来持续发展的选择。

高吸水保水材料在农业中常称为保水剂，是一种具有极高吸水保水能力的高分子聚合物，能迅速吸收比自身重数百倍的水份，吸水后的水凝胶可缓慢释放水分供作物利用。同时，高吸水保水材料能增强土壤保水性，改良土壤结构，减少土壤水分养分流失，抑制土壤水分蒸发，提高水肥利用率，在农业生产等诸多方面均具有较广泛的应用发展前景。

目前，我国生产单一的高吸水保水材料技术虽然较为成熟，但原料选择范围小，多为丙烯酸或淀粉，造成生产成本较大，产品价格偏高且推广应用缓慢。此外，聚丙烯酸盐类高吸水保水材料受土壤等介质中的钙、镁等金属离子影响明显，降低了高吸水保水材料的吸水、保水倍数及应用效果。此外，保水材料一直埋藏在土壤中若能同时具备肥效，将能更好的发挥保水材料的作用。

基于此，对现有技术中的保水材料进行进一步改进使其吸水、保水倍数得到提高同时具备肥效将具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多层复合且吸水、保水倍数高且具有肥效的保水材料及其制备方法与应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种多层复合保水材料，所述多层复合保水材料以肥料作为核心，由内到外依次包覆海藻酸钙和聚丙烯酸钠复配非金属矿物材料。

进一步地，所述多层复合保水材料由以下重量份的原料制备而成：丙烯酸25～35份、丙烯酰胺7～15份、碱8～20份、海藻胶5～10份、氯化钙2～5份、非金属矿物材料5～20份、交联剂0.1～0.3份、引发剂0.2～0.6份及肥料，所述肥料的质量份数大于零且小于或等于25份。

进一步地，所述非金属矿物材料包括膨润土、沸石、粉煤灰、伊利石、蛭石、硅藻土、黏土、凹凸棒土、多孔硅酸盐和/或硅酸铝。

进一步地，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺；所述引发剂为过硫酸钾。

进一步地，所述肥料包括尿素和/或腐殖酸。

本发明还包括一种多层复合保水材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、向海藻胶加入水加热使海藻胶溶解，制得海藻胶溶液，在海藻胶溶液中加入肥料，搅拌至肥料溶解得到海藻胶与肥料混合溶液；