专利名称：有机-无机复合保水剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用于农业、林业、园艺、建筑等领域的保水剂，具体为一种有机-无机复合保水剂的制备方法。
背景技术：
有机保水剂通过水合作用迅速吸收自重几十倍乃至上千倍的液态水而呈凝胶状， 且保水性好，已被广泛应用于医疗卫生，农林园艺，农作物种植，景观绿化等领域。目前有机保水剂的制备方法主要以淀粉、纤维素或丙烯酸、丙烯酰胺为原料，通过添加交联剂和引发剂进行共聚、交联反应后，然后干燥和粉碎等。有机保水剂存在着成本高、凝胶强度低、 耐盐碱性差和使用周期短等缺点，从而限制了其应用。目前通过引入价廉的无机原料对其进行改性，引入无机物后不但能提高保水剂的耐盐碱性，而且成本得到降低。如中国专利 03120346. 9采用了丙烯酸和凹凸棒的结合制备复合保水剂；中国专利01143497. X采用丙烯酰胺和丙烯酸钾共聚，复合添加剂为高岭土和膨润土，制备出高吸水性复合树脂；中国专利200510067172. I和中国专利200710015031. 4采用丙烯酰胺和凹凸棒制备复合保水剂， 但其吸盐水和保水性能等指标还有待于提闻。
发明内容
本发明为了解决现有的有机-无机复合保水剂的吸盐水和保水性能等指标不高的问题，提供了一种有机-无机复合保水剂的制备方法。本发明是采用如下技术方案实现的有机-无机复合保水剂，其中各原料组分的重量份数为丙烯酰胺100份，开孔无机空心球1(Γ90份，作为引发剂的双氧水或过硫酸铵
0.05 1份，作为交联剂的N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺O. 05 1份，开孔无机空心球具体为粒径在8(T300Mffl的开孔煤矸石空心球或开孔粉煤灰空心球。其中开孔煤矸石空心球和开孔粉煤灰空心球是本领域技术人员容易得到的，是由煤矸石粉或粉煤灰制成的。有机-无机复合保水剂的制备方法包括如下步骤，
(1)准备好原料后，将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入开孔无机空心球、交联剂和引发剂， 在4(T70°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应f 3小时；
(2)反应结束后，在7(T90°C下空气条件下烘干至恒重。开孔无机空心球选用合适的重量份数以及适当的粒径，能保证开孔无机空心球均匀分布在聚丙烯酸酰胺材料中，由于开孔无机空心球与聚合物界面处存在空隙，可以容纳一定量的自由水，开孔无机空心球本身也能吸收和容纳一定量的水，从而使本有机-无机复合保水剂具有了双重吸水和保水性能。通过引发剂、交联剂的选择和质量份数的确定，保证了反应的快速高效的进行。本发明的有益效果如下煤矸石和粉煤灰固体废弃物在我国产量巨大，环境危害大。因此，这些固体废弃物的资源化利用成为目前亟需要解决的问题之一。本发明利用煤矸石或粉煤灰制备的开孔无机空心球，添加到高吸水性树脂中，获得一种有机-无机复合保水剂。这样本发明的成本大大降低，且通过合理的原料选择和制备步骤控制，使实验所得产品每份吸蒸馏水量达到了 30(Γ2300份，吸盐水量达到8(Γ200份，吸水和保水性能都大幅度提高。本发明进行了废物利用，节能环保、节约成本、吸盐水和保水性能显著提高、产品应用范围广泛。
具体实施例方式实施例I
准备原料，原料中各组份的重量份数分别为，丙烯酰胺100份，粒径为120Mffl的开孔粉煤灰空心球90份，双氧水或过硫酸铵作为引发剂O. 05份，N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂O. I份；然后将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入无机空心球、交联剂和引发剂，在40°C 温度条件并在氮气气氛保护下，反应I小时；反应结束后，在90°C下空气条件下烘干至恒重。本实施例中的产品每份吸蒸馏水2300份，吸盐水200份，色泽为红褐色。实施例2
准备原料，原料中各组份的重量份数分别为，丙烯酰胺100份，粒径为HOMffl的开孔煤矸石空心球80份，双氧水或过硫酸铵作为引发剂O. I份，N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂O. 2份；然后将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入无机空心球、交联剂和引发剂，在50°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应2小时；反应结束后，在80°C下空气条件下烘干至恒重。 本实施例中的产品每份吸蒸馏水1900份，吸盐水160份，色泽为红褐色。实施例3
准备原料，原料中各组份的重量份数分别为，丙烯酰胺100份，粒径为ieoMffl的开孔粉煤灰空心球70份，双氧水或过硫酸铵作为引发剂O. 2份，N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂O. 3份；然后将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入无机空心球、交联剂和引发剂，在60°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应3小时；反应结束后，在70°C下空气条件下烘干至恒重。 本实施例中的产品每份吸蒸馏水2100份，吸盐水180份，色泽为红褐色。实施例4
准备原料，原料中各组份的重量份数分别为，丙烯酰胺100份，粒径为ISOMffl的开孔煤矸石空心球60份，双氧水或过硫酸铵作为引发剂O. 3份，N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂O. 4份；然后将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入无机空心球、交联剂和引发剂，在70°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应I小时；反应结束后，在90°C下空气条件下烘干至恒重。 本实施例中的产品每份吸蒸馏水1500份，吸盐水140份，色泽为红褐色。实施例5
准备原料，原料中各组份的重量份数分别为，丙烯酰胺100份，粒径为200Mffl的开孔粉煤灰空心球50份，双氧水或过硫酸铵作为引发剂O. 4份，N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂O. 5份；然后将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入无机空心球、交联剂和引发剂，在40°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应2小时；反应结束后，在80°C下空气条件下烘干至恒重。 本实施例中的产品每份吸蒸馏水1700份，吸盐水150份，色泽为红褐色。实施例6
准备原料，原料中各组份的重量份数分别为，丙烯酰胺100份，粒径为240Mffl的开孔煤矸石空心球40份，双氧水或过硫酸铵作为引发剂O. 5份，N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂O. 6份；然后将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入无机空心球、交联剂和引发剂，在50°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应3小时；反应结束后，在70°C下空气条件下烘干至恒重。 本实施例中的产品每份吸蒸馏水1100份，吸盐水120份，色泽为红褐色。实施例7
准备原料，原料中各组份的重量份数分别为，丙烯酰胺100份，粒径为260Mffl的开孔粉煤灰空心球30份，双氧水或过硫酸铵作为引发剂O. 6份，N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂O. 7份；然后将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入无机空心球、交联剂和引发剂，在60°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应I小时；反应结束后，在90°C下空气条件下烘干至恒重。 本实施例中的产品每份吸蒸馏水1300份，吸盐水130份，色泽为红褐色。实施例8
准备原料，原料中各组份的重量份数分别为，丙烯酰胺100份，粒径为280Mffl的开孔煤矸石空心球20份，双氧水或过硫酸铵作为引发剂O. 7份，N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂O. 8份；然后将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入无机空心球、交联剂和引发剂，在70°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应2小时；反应结束后，在80°C下空气条件下烘干至恒重。 本实施例中的产品每份吸蒸馏水700份，吸盐水100份，色泽为红褐色。实施例9
准备原料，原料中各组份的重量份数分别为，丙烯酰胺100份，粒径为300Mffl的开孔粉煤灰空心球10份，双氧水或过硫酸铵作为引发剂O. 8份，N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂O. 9份；然后将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入无机空心球、交联剂和引发剂，在40°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应3小时；反应结束后，在70°C下空气条件下烘干至恒重。 本实施例中的产品每份吸蒸馏水500份，吸盐水90份，色泽为红褐色。实施例10
准备原料，原料中各组份的重量份数分别为，丙烯酰胺100份，粒径为SOMffl的开孔煤矸石空心球90份，双氧水或过硫酸铵作为引发剂O. 9份，N, N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂I份；然后将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入无机空心球、交联剂和引发剂，在50°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应I小时；反应结束后，在90°C下空气条件下烘干至恒重。本实施例中的产品每份吸蒸馏水900份，吸盐水80份，色泽为红褐色。实施例11
准备原料，原料中各组份的重量份数分别为，丙烯酰胺100份，粒径为IOOMffl的开孔粉煤灰空心球80份，双氧水或过硫酸铵作为引发剂I份，N, N’ 一亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂O. 05份；然后将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入无机空心球、交联剂和引发剂，在60°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应2小时；反应结束后，在80°C下空气条件下烘干至恒重。 本实施例中的产品每份吸蒸馏水900份，吸盐水110份，色泽为红褐色。
权利要求
1.一种有机-无机复合保水剂，其特征在于其中各原料组分的重量份数为丙烯酰胺 100份，开孔无机空心球1(Γ90份，作为引发剂的双氧水或过硫酸铵O. 05^1份，作为交联剂的N，N’ 一亚甲基双丙烯酰胺O. 05^1份，开孔无机空心球具体为粒径在8(T300Mffl的开孔煤石干石空心球或开孔粉煤灰空心球。
2.根据权利要求I所述的有机-无机复合保水剂，其特征在于有机-无机复合保水剂的制备方法包括如下步骤，(1)准备好原料后，将丙烯酰胺用蒸馏水溶解，加入开孔无机空心球、交联剂和引发剂， 在4(T70°C温度条件并在氮气气氛保护下，反应f 3小时；(2)反应结束后，在7(T90°C下空气条件下烘干至恒重。
全文摘要
本发明具体为一种有机-无机复合保水剂，解决了现有的有机-无机复合保水剂的吸盐水和保水性能等指标不高的问题。有机-无机复合保水剂，其中各原料组分的重量份数为丙烯酰胺100份，开孔无机空心球10~90份，作为引发剂的双氧水或过硫酸铵0.05~1份，作为交联剂的N,N'－亚甲基双丙烯酰胺0.05~1份，开孔无机空心球具体为粒径在80~300μm的开孔煤矸石空心球或开孔粉煤灰空心球。本发明进行了废物利用，节能环保、节约成本、吸盐水和保水性能显著提高、产品应用范围广泛。
文档编号C09K17/40GK102604647SQ201210051450
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者任娜娜, 刘炜, 吴红旭, 常青, 杨金龙, 王延忠, 胡胜亮, 董英鸽 申请人:中北大学