一种生态保湿蓄水复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境工程技术领域，具体涉及一种生态保湿蓄水复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]环境污染的日益严重以及绿色植被的逐年减少，对人类生存环境提出了严峻的考验，特别是农业生产、土地荒漠化以及城市绿化等领域，其土壤中水分易流失，造成土壤结块，土壤沙漠化等问题。目前市场上蓄水保湿材料大部分为有机丙烯酸类、聚酰胺类和聚乙烯醇类等，它们通过溶液聚合或者反相悬浮聚合制备，成本较高，吸水倍率低，且与土壤相容性差，这是阻碍保水剂在各领域大面积应用的关键问题，因此，研制低成本、耐盐碱和高吸水的农林业用保水剂，对于保水剂用于干旱农业和恢复生态环境等应用方面，具有重要的意义。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术的上述技术问题，本发明提供了一种生态保湿蓄水复合材料。
[0004]本发明提供的生态保湿蓄水复合材料，包括以下质量份数的原料:丙烯酸100^200份，氢氧化钠4(Γ83份，膨润土 4(Γ80份，N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.4?3份，过硫酸钾0.6?4份。
[0005]优选地，所述膨润土为经过预处理的膨润土，处理方法为:将膨润土研磨至颗粒在200目以上，加入去离子水搅拌后再进行超声波处理2(Γ30分钟。
[0006]优选地，所述氢氧化钠配制成质量百分浓度为25%的水溶液。
[0007]本发明还提供了一种上述的生态保湿蓄水复合材料的制备方法，步骤如下:
(1)将氢氧化钠配制成水溶液，缓慢加入到丙烯酸中，搅拌发生中和反应，反应终点PH值为6?7，反应时间为2(Γ30分钟，保持反应溶液温度在25°C以下；
(2)向步骤(I)的反应溶液中加入膨润土，继续搅拌2(Γ30分钟后，再加入N，N-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌1(Γ20分钟，将该溶液加热到4(T45°C，最后加入过硫酸钾，搅拌5?10分钟，倒入密封容器中，并充入氮气，放入7(T75°C环境下反应2?3小时；
(3)将反应产物用去离子水清洗后，在9(T12(TC条件下烘干；
(4)待产物干燥后，粉碎成4(Γ80目粉末，即得到所述的生态保湿蓄水复合材料。
[0008]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
本发明提供的生态保湿蓄水复合材料既有较好的吸水性能，又具有生产成本低的特点，有利于产品大范围推广使用。
[0009]膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿，亦称蒙脱石黏土岩，常含少量伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、沸石、石英、长石、方解石等，膨润土具有很强的吸湿性，能吸附相当于自身体积8?20倍的水而膨胀至30倍，在水介质中能分散呈胶体悬浮液，具有一定的耐盐碱性，用简单的生产工艺使该无机物引入丙烯酸聚合物上，不但增加吸水性能和耐盐碱性，而且可以大大降低生产成本。
[0010]经过本发明方法预处理的膨润土无需活化，既可降低生产成本，又无三废排放。
[0011]本发明提供的生态保湿蓄水复合材料的制备方法，在加入过硫酸钾之前，将溶液提前加热到4(T45°C，能有效增加反应速度，产物吸水倍率高。各组分的混合溶液在氮气保护的条件下进行聚合反应，可有效提高聚合反应效率。该制备方法工艺简单、无三废排出，生产成本低，适合工业化生产。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0013]实施例1
本实施例的生态保湿蓄水复合材料的原料及质量份数如下:
丙烯酸100份；
氢氧化钠41份；
膨润土40份；
N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.5份；
过硫酸钾0.8份。
[0014]该生态保湿蓄水复合材料制备步骤:
(I)取氢氧化钠配制成质量百分浓度为25%的水溶液，加入到丙烯酸中，搅拌发生中和反应，反应时间为20分钟，保持反应溶液温度在25°C以下，反应终点pH值为7，中和度控制在 75%。
[0015](2)将膨润土研磨至颗粒能通过200目筛，加入去离子水搅拌均匀，再进行超声波处理20分钟，完成预处理的膨润土加入步骤(I)的中和反应溶液中，继续搅拌20分钟，再加入N，N-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌10分钟，将该溶液加热到45°C，最后加入过硫酸钾，搅拌5分钟，倒入密封容器中，并充入氮气，放入70°C烘箱中反应，反应时间为2.5小时。
[0016](3)将反应产物用去离子水清洗后，放入烘箱里干燥，烘箱温度控制在90°C。
[0017](4)待产物干燥后，用粉碎机粉碎成40-60目粉末，即得到所述的生态保湿蓄水复合材料。
[0018]用该配方所得生态保湿蓄水复合材料进行吸水性能测试，结果表明，其吸去离子水吸水倍率为680倍，吸生理盐水倍率为41倍。
[0019]实施例2
本实施例的生态保湿蓄水复合材料的原料及质量份数如下:
丙烯酸120份；
氢氧化钠49份；
膨润土50份；
N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.8份；
过硫酸钾I份。
[0020]本实施例的生态保湿蓄水复合材料的制备方法，具体步骤如下:
(I)取氢氧化钠配制成质量百分浓度为25%的水溶液，缓慢加入丙烯酸中，并进行搅拌，发生中和反应，反应终点pH值为6?7，中和度控制在75°/Γ80%，反应时间为30分钟，保持反应溶液温度在25°C以下。
[0021](2)将膨润土研磨至颗粒能通过200目筛，加入去离子水搅拌均匀，再进行超声波处理30分钟，将处理好的膨润土加入中和反应溶液中进行搅拌，搅拌25分钟后，加入N, N-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌10分钟，再将该溶液加热到40°C，最后加入过硫酸钾，搅拌10分钟，倒入密封容器中，并充入氮气，放入75°c烘箱中反应，反应时间为2小时。
[0022](3)将反应产物用去离子水清洗后，放入烘箱里干燥，烘箱温度控制在120°C。
[0023](4)待产物干燥后，用粉碎机粉碎成40-80目粉末，即得到所述的生态保湿蓄水复合材料。
[0024]用该配方所得生态保湿蓄水复合材料进行吸水性能测试，结果表明，其吸去离子水吸水倍率为620倍，吸生理盐水倍率为42倍。
[0025]实施例3
本实施例的生态保湿蓄水复合材料的原料及质量份数如下:
丙烯酸150份；
氢氧化钠62份；
膨润土70份；
N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.9份；
过硫酸钾1.2份。
[0026]本实施例的生态保湿蓄水复合材料的制备方法，具体步骤如下:
(I)将配制好的质量百分浓度为25%的氢氧化钠溶液缓慢加入丙烯酸中，并进行搅拌，发生中和反应，反应终点pH值为7，中和度控制在75°/Γ80%，反应时间为30分钟，保持反应溶液温度在25°C以下。
[0027](2)将预先处理好的膨润土(预处理方法同实施例1)加入中和反应溶液中进行搅拌，搅拌30分钟后，加入N, N-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌15分钟，再将该溶液加热到4(T45°C，最后加入过硫酸钾，搅拌5?10分钟，倒入密封容器中，并充入氮气，放入70°C烘箱中反应，反应时间为3小时。
[0028](3)将反应产物用去离子水清洗后，放入烘箱里干燥，烘箱温度控制在ΚΚΓ?ΙΟ?。
[0029](4)待产物干燥后，用粉碎机粉碎成4(Γ80目粉末，即得到所述的生态保湿蓄水复合材料。
[0030]用该配方所得生态保湿蓄水复合材料进行吸水性能测试，结果表明，其吸去离子水吸水倍率为530倍，吸生理盐水倍率为35倍。
[0031]实施例4
本实施例的生态保湿蓄水复合材料的原料及质量份数如下:
丙烯酸200份；
氢氧化钠83份；
膨润土80份；
N，N-亚甲基双丙烯酰胺3份；
过硫酸钾4份。
[0032]本实施例的生态保湿蓄水复合材料的制备方法，具体步骤如下: (I)将配制好的质量百分浓度为25%的氢氧化钠溶液缓慢加入丙烯酸中，并进行搅拌，发生中和反应，反应终点PH值为7，中和度控制在75°/Γ80%，反应时间为30分钟，保持反应溶液温度在25°C以下。
[0033](2)将预先处理好的膨润土 (预处理方法同实施例1)加入中和反应溶液中进行搅拌，搅拌30分钟后，加入N, N-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌15分钟，再将该溶液加热到4(T45°C，最后加入过硫酸钾，搅拌5?10分钟，倒入密封容器中，并充入氮气，放入75°C烘箱中反应，反应时间为2小时。
[0034](3)将反应产物用去离子水清洗后，放入烘箱里干燥，烘箱温度控制在120°C。
[0035](4)待产物干燥后，用粉碎机粉碎成4(Γ80目粉末，即得到所述的生态保湿蓄水复合材料。
[0036]用该配方所得生态保湿蓄水复合材料进行吸水性能测试，结果表明，其吸去离子水吸水倍率为490倍，吸生理盐水倍率为33倍。
[0037]以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
【主权项】
1.一种生态保湿蓄水复合材料，其特征在于，包括以下质量份数的原料:丙烯酸100^200份，氢氧化钠4(Γ83份，膨润土 4(Γ80份，N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.4?3份，过硫酸钾0.6?4份。
2.根据权利要求1所述的生态保湿蓄水复合材料，其特征在于，所述膨润土为经过预处理的膨润土，处理方法为:将膨润土研磨至颗粒在200目以上，加入去离子水搅拌后再进行超声波处理20?30分钟。
3.根据权利要求1所述的生态保湿蓄水复合材料，其特征在于，所述氢氧化钠配制成质量百分浓度为25%的水溶液。
4.权利要求f3任一所述的生态保湿蓄水复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下: (1)将氢氧化钠配制成水溶液，缓慢加入到丙烯酸中，搅拌发生中和反应，反应终点PH值为6?7，反应时间为2(Γ30分钟，保持反应溶液温度在25°C以下； (2)向步骤(I)的反应溶液中加入膨润土，继续搅拌2(Γ30分钟后，再加入N，N-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌1(Γ20分钟，将该溶液加热到4(T45°C，最后加入过硫酸钾，搅拌5?10分钟，倒入密封容器中，并充入氮气，放入7(T75°C环境下反应2?3小时； (3)将反应产物用去离子水清洗后，在9(T12(TC条件下烘干； (4)待产物干燥后，粉碎成4(Γ80目粉末，即得到所述的生态保湿蓄水复合材料。
【专利摘要】本发明公开了一种生态保湿蓄水复合材料及其制备方法，属于环境工程技术领域。该生态保湿蓄水复合材料包括的原料质量份数：丙烯酸100～200份，氢氧化钠40～83份，膨润土40～80份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.4～3份，过硫酸钾0.6～4份。其制备方法是将氢氧化钠配制成水溶液缓慢加入到丙烯酸中发生中和反应，再向其中加入膨润土，搅拌反应后加N,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌反应，最后加入过硫酸钾搅拌反应，在密闭环境氮气保护下70～75℃反应，产物经清洗、烘干、粉碎，获得产品。本发明提供的生态保湿蓄水复合材料吸水性能好，制备方法具有生产成本低的特点，有利于大范围推广使用。
【IPC分类】C08K9-00, C08F2-44, C08K3-34, C08F4-30, C08F220-06, C08L33-02, C08F222-38
【公开号】CN104788604
【申请号】CN201410028919
【发明人】郭娟丽, 刘珊, 刘建辉, 周玉生, 周明吉, 陈步宁
【申请人】亿利资源集团有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年1月22日