一種生態保濕蓄水復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及環境工程技術領域，具體涉及一種生態保濕蓄水復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]環境污染的日益嚴重以及綠色植被的逐年減少，對人類生存環境提出了嚴峻的考驗，特別是農業生產、土地荒漠化以及城市綠化等領域，其土壤中水分易流失，造成土壤結塊，土壤沙漠化等問題。目前市場上蓄水保濕材料大部分為有機丙烯酸類、聚酰胺類和聚乙烯醇類等，它們通過溶液聚合或者反相懸浮聚合制備，成本較高，吸水倍率低，且與土壤相容性差，這是阻礙保水劑在各領域大面積應用的關鍵問題，因此，研制低成本、耐鹽堿和高吸水的農林業用保水劑，對于保水劑用于干旱農業和恢復生態環境等應用方面，具有重要的意義。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術的上述技術問題，本發明提供了一種生態保濕蓄水復合材料。
[0004]本發明提供的生態保濕蓄水復合材料，包括以下質量份數的原料:丙烯酸100^200份，氫氧化鈉4(Γ83份，膨潤土 4(Γ80份，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.4?3份，過硫酸鉀0.6?4份。
[0005]優選地，所述膨潤土為經過預處理的膨潤土，處理方法為:將膨潤土研磨至顆粒在200目以上，加入去離子水攪拌后再進行超聲波處理2(Γ30分鐘。
[0006]優選地，所述氫氧化鈉配制成質量百分濃度為25%的水溶液。
[0007]本發明還提供了一種上述的生態保濕蓄水復合材料的制備方法，步驟如下:
(1)將氫氧化鈉配制成水溶液，緩慢加入到丙烯酸中，攪拌發生中和反應，反應終點PH值為6?7，反應時間為2(Γ30分鐘，保持反應溶液溫度在25°C以下；
(2)向步驟(I)的反應溶液中加入膨潤土，繼續攪拌2(Γ30分鐘后，再加入N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌1(Γ20分鐘，將該溶液加熱到4(T45°C，最后加入過硫酸鉀，攪拌5?10分鐘，倒入密封容器中，并充入氮氣，放入7(T75°C環境下反應2?3小時；
(3)將反應產物用去離子水清洗后，在9(T12(TC條件下烘干；
(4)待產物干燥后，粉碎成4(Γ80目粉末，即得到所述的生態保濕蓄水復合材料。
[0008]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
本發明提供的生態保濕蓄水復合材料既有較好的吸水性能，又具有生產成本低的特點，有利于產品大范圍推廣使用。
[0009]膨潤土是以蒙脫石為主的含水粘土礦，亦稱蒙脫石黏土巖，常含少量伊利石、高嶺石、埃洛石、綠泥石、沸石、石英、長石、方解石等，膨潤土具有很強的吸濕性，能吸附相當于自身體積8?20倍的水而膨脹至30倍，在水介質中能分散呈膠體懸浮液，具有一定的耐鹽堿性，用簡單的生產工藝使該無機物引入丙烯酸聚合物上，不但增加吸水性能和耐鹽堿性，而且可以大大降低生產成本。
[0010]經過本發明方法預處理的膨潤土無需活化，既可降低生產成本，又無三廢排放。
[0011]本發明提供的生態保濕蓄水復合材料的制備方法，在加入過硫酸鉀之前，將溶液提前加熱到4(T45°C，能有效增加反應速度，產物吸水倍率高。各組分的混合溶液在氮氣保護的條件下進行聚合反應，可有效提高聚合反應效率。該制備方法工藝簡單、無三廢排出，生產成本低，適合工業化生產。
【具體實施方式】
[0012]下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好地理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。
[0013]實施例1
本實施例的生態保濕蓄水復合材料的原料及質量份數如下:
丙烯酸100份；
氫氧化鈉41份；
膨潤土40份；
N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.5份；
過硫酸鉀0.8份。
[0014]該生態保濕蓄水復合材料制備步驟:
(I)取氫氧化鈉配制成質量百分濃度為25%的水溶液，加入到丙烯酸中，攪拌發生中和反應，反應時間為20分鐘，保持反應溶液溫度在25°C以下，反應終點pH值為7，中和度控制在 75%。
[0015](2)將膨潤土研磨至顆粒能通過200目篩，加入去離子水攪拌均勻，再進行超聲波處理20分鐘，完成預處理的膨潤土加入步驟(I)的中和反應溶液中，繼續攪拌20分鐘，再加入N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌10分鐘，將該溶液加熱到45°C，最后加入過硫酸鉀，攪拌5分鐘，倒入密封容器中，并充入氮氣，放入70°C烘箱中反應，反應時間為2.5小時。
[0016](3)將反應產物用去離子水清洗后，放入烘箱里干燥，烘箱溫度控制在90°C。
[0017](4)待產物干燥后，用粉碎機粉碎成40-60目粉末，即得到所述的生態保濕蓄水復合材料。
[0018]用該配方所得生態保濕蓄水復合材料進行吸水性能測試，結果表明，其吸去離子水吸水倍率為680倍，吸生理鹽水倍率為41倍。
[0019]實施例2
本實施例的生態保濕蓄水復合材料的原料及質量份數如下:
丙烯酸120份；
氫氧化鈉49份；
膨潤土50份；
N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.8份；
過硫酸鉀I份。
[0020]本實施例的生態保濕蓄水復合材料的制備方法，具體步驟如下:
(I)取氫氧化鈉配制成質量百分濃度為25%的水溶液，緩慢加入丙烯酸中，并進行攪拌，發生中和反應，反應終點pH值為6?7，中和度控制在75°/Γ80%，反應時間為30分鐘，保持反應溶液溫度在25°C以下。
[0021](2)將膨潤土研磨至顆粒能通過200目篩，加入去離子水攪拌均勻，再進行超聲波處理30分鐘，將處理好的膨潤土加入中和反應溶液中進行攪拌，攪拌25分鐘后，加入N, N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續攪拌10分鐘，再將該溶液加熱到40°C，最后加入過硫酸鉀，攪拌10分鐘，倒入密封容器中，并充入氮氣，放入75°c烘箱中反應，反應時間為2小時。
[0022](3)將反應產物用去離子水清洗后，放入烘箱里干燥，烘箱溫度控制在120°C。
[0023](4)待產物干燥后，用粉碎機粉碎成40-80目粉末，即得到所述的生態保濕蓄水復合材料。
[0024]用該配方所得生態保濕蓄水復合材料進行吸水性能測試，結果表明，其吸去離子水吸水倍率為620倍，吸生理鹽水倍率為42倍。
[0025]實施例3
本實施例的生態保濕蓄水復合材料的原料及質量份數如下:
丙烯酸150份；
氫氧化鈉62份；
膨潤土70份；
N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.9份；
過硫酸鉀1.2份。
[0026]本實施例的生態保濕蓄水復合材料的制備方法，具體步驟如下:
(I)將配制好的質量百分濃度為25%的氫氧化鈉溶液緩慢加入丙烯酸中，并進行攪拌，發生中和反應，反應終點pH值為7，中和度控制在75°/Γ80%，反應時間為30分鐘，保持反應溶液溫度在25°C以下。
[0027](2)將預先處理好的膨潤土(預處理方法同實施例1)加入中和反應溶液中進行攪拌，攪拌30分鐘后，加入N, N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續攪拌15分鐘，再將該溶液加熱到4(T45°C，最后加入過硫酸鉀，攪拌5?10分鐘，倒入密封容器中，并充入氮氣，放入70°C烘箱中反應，反應時間為3小時。
[0028](3)將反應產物用去離子水清洗后，放入烘箱里干燥，烘箱溫度控制在ΚΚΓ?ΙΟ?。
[0029](4)待產物干燥后，用粉碎機粉碎成4(Γ80目粉末，即得到所述的生態保濕蓄水復合材料。
[0030]用該配方所得生態保濕蓄水復合材料進行吸水性能測試，結果表明，其吸去離子水吸水倍率為530倍，吸生理鹽水倍率為35倍。
[0031]實施例4
本實施例的生態保濕蓄水復合材料的原料及質量份數如下:
丙烯酸200份；
氫氧化鈉83份；
膨潤土80份；
N，N-亞甲基雙丙烯酰胺3份；
過硫酸鉀4份。
[0032]本實施例的生態保濕蓄水復合材料的制備方法，具體步驟如下: (I)將配制好的質量百分濃度為25%的氫氧化鈉溶液緩慢加入丙烯酸中，并進行攪拌，發生中和反應，反應終點PH值為7，中和度控制在75°/Γ80%，反應時間為30分鐘，保持反應溶液溫度在25°C以下。
[0033](2)將預先處理好的膨潤土 (預處理方法同實施例1)加入中和反應溶液中進行攪拌，攪拌30分鐘后，加入N, N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續攪拌15分鐘，再將該溶液加熱到4(T45°C，最后加入過硫酸鉀，攪拌5?10分鐘，倒入密封容器中，并充入氮氣，放入75°C烘箱中反應，反應時間為2小時。
[0034](3)將反應產物用去離子水清洗后，放入烘箱里干燥，烘箱溫度控制在120°C。
[0035](4)待產物干燥后，用粉碎機粉碎成4(Γ80目粉末，即得到所述的生態保濕蓄水復合材料。
[0036]用該配方所得生態保濕蓄水復合材料進行吸水性能測試，結果表明，其吸去離子水吸水倍率為490倍，吸生理鹽水倍率為33倍。
[0037]以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發明的保護范圍之內。本發明的保護范圍以權利要求書為準。
【主權項】
1.一種生態保濕蓄水復合材料，其特征在于，包括以下質量份數的原料:丙烯酸100^200份，氫氧化鈉4(Γ83份，膨潤土 4(Γ80份，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.4?3份，過硫酸鉀0.6?4份。
2.根據權利要求1所述的生態保濕蓄水復合材料，其特征在于，所述膨潤土為經過預處理的膨潤土，處理方法為:將膨潤土研磨至顆粒在200目以上，加入去離子水攪拌后再進行超聲波處理20?30分鐘。
3.根據權利要求1所述的生態保濕蓄水復合材料，其特征在于，所述氫氧化鈉配制成質量百分濃度為25%的水溶液。
4.權利要求f3任一所述的生態保濕蓄水復合材料的制備方法，其特征在于，步驟如下: (1)將氫氧化鈉配制成水溶液，緩慢加入到丙烯酸中，攪拌發生中和反應，反應終點PH值為6?7，反應時間為2(Γ30分鐘，保持反應溶液溫度在25°C以下； (2)向步驟(I)的反應溶液中加入膨潤土，繼續攪拌2(Γ30分鐘后，再加入N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌1(Γ20分鐘，將該溶液加熱到4(T45°C，最后加入過硫酸鉀，攪拌5?10分鐘，倒入密封容器中，并充入氮氣，放入7(T75°C環境下反應2?3小時； (3)將反應產物用去離子水清洗后，在9(T12(TC條件下烘干； (4)待產物干燥后，粉碎成4(Γ80目粉末，即得到所述的生態保濕蓄水復合材料。
【專利摘要】本發明公開了一種生態保濕蓄水復合材料及其制備方法，屬于環境工程技術領域。該生態保濕蓄水復合材料包括的原料質量份數：丙烯酸100～200份，氫氧化鈉40～83份，膨潤土40～80份，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.4～3份，過硫酸鉀0.6～4份。其制備方法是將氫氧化鈉配制成水溶液緩慢加入到丙烯酸中發生中和反應，再向其中加入膨潤土，攪拌反應后加N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，繼續攪拌反應，最后加入過硫酸鉀攪拌反應，在密閉環境氮氣保護下70～75℃反應，產物經清洗、烘干、粉碎，獲得產品。本發明提供的生態保濕蓄水復合材料吸水性能好，制備方法具有生產成本低的特點，有利于大范圍推廣使用。
【IPC分類】C08K9-00, C08F2-44, C08K3-34, C08F4-30, C08F220-06, C08L33-02, C08F222-38
【公開號】CN104788604
【申請號】CN201410028919
【發明人】郭娟麗, 劉珊, 劉建輝, 周玉生, 周明吉, 陳步寧
【申請人】億利資源集團有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2014年1月22日