專利名稱：以淀粉或淀粉衍生物為原料制備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高吸水樹脂的制備方法，特別是涉及一種以淀粉或淀粉衍生物為 原料制備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方法，本產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝及荒漠化防 治等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高吸水性樹脂以其優(yōu)異的吸水和保水性能，在許多領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用，尤其是 在農(nóng)、林、園藝及荒漠化防治等領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。高吸水性樹脂在農(nóng)業(yè)上常被用于土壤 改良、沙漠綠化、無土栽培、抗旱保水、農(nóng)藥化肥緩釋、食品及水果保鮮材料等。將高吸水樹 脂加入到土壤中，可以改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的吸水和保水能力，改善土壤水分狀況，調(diào) 節(jié)土壤中固、液、氣三相的分布，改善土壤對溫度的調(diào)節(jié)能力，同時還為土壤微生物的繁衍 提供了有利環(huán)境，活性大大提高，有利于植物對營養(yǎng)元素的吸收，可以明顯提高種子的發(fā)芽 率，促進(jìn)植物生長發(fā)育，為提高農(nóng)、林、園藝、蔬菜、果樹、水草的產(chǎn)量創(chuàng)造了良好的條件。隨著高吸水樹脂在農(nóng)林業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，普通的高吸水樹脂在性能 及功能上已不能滿足應(yīng)用要求，開發(fā)和研究能夠滿足特定性能要求的高性能高吸水樹脂已 成為當(dāng)今熱點(diǎn)。特別是在農(nóng)、林及園藝方面的應(yīng)用，迫切需要研制更加實(shí)用的多功能型高吸 水樹脂，如含有植物生長營養(yǎng)元素、植物生長調(diào)節(jié)劑、緩施肥料等新型高吸水樹脂。中國專 利CN101003600公開了一種農(nóng)用營養(yǎng)型高吸水樹脂的制備方法，用該方法制得的高吸水樹 脂在具有普通高吸水樹脂特點(diǎn)的同時，還具有營養(yǎng)功能。中國專利CN101302272公開了一 種含鉀和氮高吸水樹脂的制備方法，該產(chǎn)品含有植物生長所需的鉀和氮營養(yǎng)元素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合農(nóng)、林、荒漠化防治及園藝等領(lǐng)域應(yīng)用的含黃腐酸 鈉高吸水樹脂的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下在冰水浴冷卻下，用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液中和除去 阻聚劑的丙烯酸，得到丙烯酸及其鹽溶液，之后與淀粉衍生物或熱糊化后的淀粉、丙烯酰 胺溶液、黃腐酸鈉溶液、交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶液及引發(fā)劑過硫酸鉀混合， 在室溫下攪拌0. 5-1. Oh,使其混合均勻，其中原料質(zhì)量配比為1份淀粉或淀粉衍生物， 0. 168-6. 990份氫氧化鈉或0. 47-9. 80份氫氧化鉀，3_14份丙烯酸，0_20份丙烯酰胺， 0. 0004-1. 0961 份黃腐酸鈉，0. 00002-0. 04000 份 N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺，0. 005-0. 050 份過硫酸鉀，20-40份去離子水，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下用水浴加熱逐漸升溫，直至溫度達(dá)到 600C -80°C，在此溫度范圍內(nèi)反應(yīng)0. 5-1. Oh,繼續(xù)加熱至水沸騰，再在沸水浴加熱下保溫 l-2h，得黑褐色膠狀物，經(jīng)烘干、粉碎、過篩，即得含有黃腐酸鈉的高吸水樹脂，產(chǎn)品的吸水 倍數(shù)為190-640倍。上述技術(shù)方案中所述的淀粉為馬鈴薯淀粉，玉米淀粉，淀粉衍生物為羧甲基淀粉、磷酸酯淀粉、交聯(lián)淀粉、醋酸酯淀粉、磺原酸酯淀粉、預(yù)糊化淀粉，優(yōu)選馬鈴薯淀粉或馬鈴薯 淀粉衍生物。方案所述的丙烯酸的中和度是20%，30%，35%，40%，45%，50%，55%，60%， 70%，80%，優(yōu)選 30% -60%。方案所述的原料配比中的去離子水為溶解氫氧化鈉或氫氧 化鉀、丙烯酰胺、黃腐 酸鈉和淀粉熱糊化所用的去離子水總量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下(1)本發(fā)明所制備的產(chǎn)品除具有高吸水樹脂的吸水保水性能外，還含有具有營養(yǎng) 功能的黃腐酸鈉，可明顯改善土壤理化性能，促進(jìn)植物根系發(fā)育，增加葉面光合強(qiáng)度，調(diào)節(jié) 植物生理代謝，增強(qiáng)抗旱、抗寒、抗病蟲害、抗鹽堿的能力，對增產(chǎn)和改善品質(zhì)具有顯著作 用。(2)本發(fā)明使用淀粉或淀粉衍生物作為母體，可大幅降低成產(chǎn)成本，而且該產(chǎn)品具 有易降解，無污染的優(yōu)點(diǎn)。(3)本發(fā)明采用一步合成法，生產(chǎn)工藝簡單，無三廢產(chǎn)生，有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是產(chǎn)品的制備工藝流程2是具體實(shí)施例8產(chǎn)品的紅外光譜圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 用15ml去離子水溶解5. Og氫氧化鈉，在冰水浴冷卻及攪拌下，中和 30g(28. 6ml)丙烯酸；稱取5. Og馬鈴薯淀粉溶于25ml去離子水中，在60_70°C溫度下加熱 糊化0. 5h，冷卻至室溫后與中和好的丙烯酸及其鹽溶液，0. Ig黃腐酸鈉，80mg過硫酸鉀， 2ml濃度為5mg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶液混合，在室溫下攪拌0. 5h，然后通入 氮?dú)獠⒃谒≈芯徛訜幔蛊湓?0-75°C溫度下反應(yīng)lh，繼續(xù)升溫，再在沸水浴中保溫 1.5h，停止通氮?dú)?，冷卻至室溫，將產(chǎn)品取出，烘干、粉碎、過篩，即得含有黃腐酸鈉的高吸水 樹脂，本實(shí)施例所得產(chǎn)品的吸水倍數(shù)為640倍。實(shí)施例2 用25ml去離子水溶解7. 5g氫氧化鈉，在冰水浴冷卻及攪拌下，中和 30g(28. 6ml)丙烯酸；用39ml去離子水溶解0. 05g黃腐酸鈉；將中和好的丙烯酸及其鹽溶 液與黃腐酸鈉溶液、6ml濃度為5mg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶液、3. 33g磷酸酯馬 鈴薯淀粉、65mg過硫酸鉀混合，在室溫下攪拌0. 5h，然后通入氮?dú)獠㈤_始緩慢加熱，使其在 60-75°C溫度下反應(yīng)lh，繼續(xù)升溫，再在沸水浴中保溫l_2h，停止通氮?dú)?，冷卻至室溫，將產(chǎn) 品取出，烘干，粉碎，過篩，即得含有黃腐酸鈉的高吸水樹脂，本實(shí)施例所得產(chǎn)品的吸水倍數(shù) 為230倍。實(shí)施例3 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例2，不同的是用39ml去離子水溶解0. IOg黃腐酸鈉， 本實(shí)施例所得產(chǎn)品的吸水倍數(shù)為226倍。實(shí)施例4 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例2，不同的是用39ml去離子水溶解0. 30g黃腐酸鈉， 本實(shí)施例所得產(chǎn)品的吸水倍數(shù)為220倍。實(shí)施例5 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例2，不同的是用39ml去離子水溶解0. 50g黃腐酸鈉，本實(shí)施例所得產(chǎn)品的吸水倍數(shù)為190倍。實(shí)施例6 用IOml去離子水溶解6. 5g氫氧化鉀，在冰水浴冷卻及攪拌下，中和 28g(26. 7ml)丙烯酸；用14ml去離子水溶解7. OOg丙烯酰胺；在加熱的條件下，用16ml去離 子水溶解0. 05g黃腐酸鈉；將中和好的丙烯酸及其鹽溶液與丙烯酰胺溶液，黃腐酸鈉溶液， 2. 5g磷酸酯淀粉，IOOmg過硫酸鉀、30ml濃度為lmg/ml的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶液 混合，在室溫下攪拌0. 5h，然后通入氮?dú)獠⒃谒≈芯徛訜幔蛊湓?0-75°C溫度下反應(yīng) lh，繼續(xù)升溫，再在沸水浴中保溫1. 5h，停止通氮?dú)猓鋮s至室溫，將產(chǎn)品取出，烘干、粉碎、 過篩，即得含有黃腐酸鈉的高吸水樹脂，本實(shí)施例所得產(chǎn)品的吸水倍數(shù)為360倍。實(shí)施例7 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例6，不同的是用16ml去離子水溶解0. IOg黃腐酸鈉， 本實(shí)施例所得產(chǎn)品的吸水倍數(shù)為345倍。
實(shí)施例8 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例6，不同的是用16ml去離子水溶解0. 30g黃腐酸鈉， 本實(shí)施例所得產(chǎn)品的吸水倍數(shù)為336倍。實(shí)施例9 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例6，不同的是用16ml去離子水溶解0. 50g黃腐酸鈉， 本實(shí)施例所得產(chǎn)品的吸水倍數(shù)為320倍。實(shí)施例10 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例7，不同的是用16ml去離子水溶解0. 70g黃腐酸鈉， 本實(shí)施例所得產(chǎn)品的吸水倍數(shù)為304倍。實(shí)施例11 實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例7，不同的是用16ml去離子水溶解1. OOg黃腐酸鈉， 本實(shí)施例所得產(chǎn)品的吸水倍數(shù)為280倍。實(shí)施例8產(chǎn)品的紅外光譜由NEXUStm670FT_IR Ε. S. P型紅外光譜儀測定。經(jīng)德國 Elementar Vario ELIII型元素分析儀器測定，實(shí)施例8產(chǎn)品的元素含量為C%= 38. 20， H%= 5. 659，N%= 0. 100。
權(quán)利要求
以淀粉或淀粉衍生物為原料制備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方法，其特征是在冰水浴冷卻下，用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液中和除去阻聚劑的丙烯酸，得到丙烯酸及其鹽溶液，之后與淀粉衍生物或熱糊化后的淀粉、丙烯酰胺溶液、黃腐酸鈉溶液、交聯(lián)劑N，N′ 亞甲基雙丙烯酰胺溶液及引發(fā)劑過硫酸鉀混合，在室溫下攪拌0.5 1.0h，使其混合均勻，其中原料質(zhì)量配比為1份淀粉或淀粉衍生物，0.168 6.990份氫氧化鈉或0.47 9.80份氫氧化鉀，3 14份丙烯酸，0 20份丙烯酰胺，0.0004 1.0961份黃腐酸鈉，0.00002 0.04000份N，N′ 亞甲基雙丙烯酰胺，0.005 0.050份過硫酸鉀，20 40份去離子水，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下用水浴加熱逐漸升溫，直至溫度達(dá)到60℃ 80℃，在此溫度范圍內(nèi)反應(yīng)0.5 1.0h，繼續(xù)加熱至水沸騰，再在沸水浴加熱下保溫1 2h，得黑褐色膠狀物，經(jīng)烘干、粉碎、過篩，即得含有黃腐酸鈉的高吸水樹脂，產(chǎn)品的吸水倍數(shù)為190 640倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，以淀粉或淀粉衍生物為原料制備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方 法，其特征是所用的淀粉為馬鈴薯淀粉，玉米淀粉，木薯淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，以淀粉或淀粉衍生物為原料制備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方 法，其特征是所用的淀粉衍生物為羧甲基淀粉、磷酸酯淀粉、交聯(lián)淀粉、醋酸酯淀粉、磺原 酸酯淀粉、預(yù)糊化淀粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，以淀粉或淀粉衍生物為原料制備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方 法，其特征是所用的淀粉或淀粉衍生物為馬鈴薯淀粉或馬鈴薯淀粉衍生物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，以淀粉或淀粉衍生物為原料制備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方 法，其特征是丙烯酸的中和度是30% -60%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種以淀粉或淀粉衍生物為原料制備含黃腐酸鈉高吸水樹脂的方法，該方法是采用在淀粉或淀粉衍生物與丙烯酸等單體接枝共聚前，在反應(yīng)體系中添加黃腐酸鈉，然后進(jìn)行聚合反應(yīng)，所制得的高吸水樹脂的吸水倍數(shù)為190-640倍。本發(fā)明的合成工藝簡單，無污染，生產(chǎn)成本低，且產(chǎn)品易降解并含有營養(yǎng)功能的黃腐酸鈉，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、荒漠化防治及園藝等領(lǐng)域。
文檔編號C08B31/00GK101985511SQ20101050130
公開日2011年3月16日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者張偉, 李東芳, 李延楠, 杜靜靜, 林波, 溫國華, 目仁更, 邢建霞 申請人:內(nèi)蒙古大學(xué)