本发明专利技术属于高分子材料领域，具体公开了一种抗菌型可降解保水剂及其制备方法。本发明专利技术的保水剂以丙烯酸、丙烯酰胺、长链季铵盐、高岭土和海藻酸钠为原料，采用氧化还原体系水溶液聚合法制备，以过硫酸铵或过硫酸钾为氧化剂，亚硫酸氢钠为还原剂，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂。本发明专利技术使用氨水或碳酸氢铵对丙烯酸进行中和，避免了土壤长期施用钠基保水剂土壤板结问题，并提供养分。在共聚体系中引入价格低廉来源广泛的高岭土和可生物降解的海藻酸钠，有效降低了保水剂的制备成本，提高了保水剂的凝胶强度、吸水速率、耐盐性和生物降解性能。同时引入广谱抗菌材料，有利于可降解保水剂的存储和进一步提高保水剂的使用寿命。可广泛应用于农业、林业、园艺、生态建设和荒漠治理等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料领域，具体地，涉及一种抗菌型可降解保水剂及其制备方 法。
技术介绍
保水剂是一种含有亲水基团并具有三维网络结构的强亲水性高聚物，能够吸收自 身重量的几十甚至上千倍的水分，即使在加压条件下也不易失去水分，具有良好的吸水保 水性能，并且可以缓慢释放水分供植物吸收利用，能够增强土壤的保水性，改良土壤结构， 提高水、肥利用率，被广泛的用于农业、林业和城市绿化等领域。 目前保水剂一般可以分为两大类:合成类系列保水剂和天然及改性高分子类保水 剂。合成系类保水剂主要是聚丙烯酸盐，原料来源于石油化工产品，耐盐性差、价格昂贵且 难于被生物降解等缺点；而天然及改性高分子类保水剂具有原料来源广泛，价格低廉且能 被微生物降解等优点，成为近期研究的热点。中国专利CN102432761A公开的题为"一种干旱 土壤植被用营养型保水剂及其制备方法"，利用淀粉为原料制备可降解保水剂，25°C的土 壤中60天的质量损失率达20%，其吸水倍率为950倍，吸生理盐水倍率为70倍；中国专利 CN103333291A公开的题为"淀粉接枝聚合丙烯酸高吸水树脂的制备方法"，利用淀粉为原料 制备淀粉基保水剂，25°C的土壤中60天的质量损失率18~22%;中国专利CN103333291A公开 的题为"一种高凝胶强度的淀粉系保水剂的制备方法"，为了改善淀粉基保水剂凝胶强度较 差的缺点，在保水剂中添加矿物，其吸水倍率为200倍到400倍，凝胶强度为95g/cm 2到170 g/cm2。纤维基保水剂相对于淀粉基保水剂虽然吸水性要差，但其具有抗霉变、使用寿命长 和凝胶强度高等优点，广受研究者关注。中国专利CN1408740A公开的题为"猜杆原纤维接枝 聚丙烯酸/盐类农用保水材料"中用秸杆为原料制备保水剂，保水作用2-3个月且能被生物 降解；中国专利CN101735396A公开的题为"采用麦秸杆制备高吸水性树脂的方法"，利用麦 秸杆、丙烯酸和蒙脱土为原料制备可降解保水剂，吸生理盐水可达自重的140倍，在土壤或 空气中6~7个月可降解；中国专利CN102181011A公开的题为"采用麦秸杆制备保水剂的方 法"，采用蒸汽爆破对秸杆进行预处理，增强了秸杆纤维素活性，提高了秸杆纤维素与丙烯 酸接枝效率，至丙烯酸与秸杆质量比下降，其制备的保水剂可降解，吸蒸馏水为自重的290 倍，吸生理盐水为自重的34.7倍。除了淀粉基保水剂和纤维素类保水剂，还有其它天然产物 类保水剂，如中国专利CN103554388A公开的题为"生物可降解高吸水性树脂的制备方法"， 以丙烯酸和海藻酸钠为主要原料制备树脂，其吸蒸馏水为自重的700倍左右，吸生理盐水为 自重的70倍左右，土壤中30天的降解率8%左右。中国专利CN1670126A公开的题为"一种利用 羽毛粉制备土壤的保水剂及其制备方法"，以改性水解羽毛蛋白与乙烯基单体进行接枝共 聚制备保水剂，其吸蒸馏水为自重的300倍左右，吸生理盐水为自重的50倍左右。 天然及改性高分子类保水剂以生物基为原料，具有来源广泛，价廉物美且可生物 降解，但同时由于其生物质基材料的结构原因，产品在仓储过程中极易发生霉变，在使用过 程中更容易降解，从而影响自身的吸水保水性能和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术的上述不足，提供一种抗菌型可降解保水剂。 本专利技术的另一个目的是提供一种抗菌型可降解保水剂的制备方法。 为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案予以实现的： 一种抗菌型可降解保水剂，由以下重量百分数的各组分组成： 丙烯酸 45%~70%; 丙烯酰胺 10%~35%; 长链季铵盐 2%~5%; 高岭土 5%~10%; 海藻酸钠 5%~15%; 过硫酸铵或过硫酸钾 0.1%~0.3%; 亚硫酸氢钠 0.1%~0.3%; N，N-亚甲基双丙烯酰胺 0.04%~0.2%; 其中，丙烯酸是使用氨水或碳酸氢铵对丙烯酸进行部分中和得到。 本专利技术所述保水剂的原料包括由碳酸氢铵或氨水部分中和的丙烯酸阴离子单体、 非离子性单体丙烯酰胺、长链季铵盐阳离子、高岭土和海藻酸钠。引发体系为氧化还原体 系，氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾，还原剂为亚硫酸氢钠，交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰 胺。 本专利技术的保水剂是在传统单体丙烯酸、丙烯酰胺中添加海藻酸钠、高岭土和长链 季铵盐共聚制备而成，利用海藻酸钠的降解性和长链季铵盐阳离子的高效、长效的抗菌杀 菌性能，因此，该保水剂既具有传统保水剂的吸水保水性，同时又有可降解性和抗菌性，避 免保水剂在保存过程中的霉变，使保水剂更易保存，并减缓保水剂的降解速率，从而延长降 可解性保水剂的使用寿命。 优选地，一种抗菌型可降解保水剂，由以下重量百分数的各组分组成： 丙烯酸 55%~60%; 丙烯酰胺 20%~28%; 长链季铵盐 2%~4%; 高岭土 6%~8%; 海藻酸钠 6%~10%; 过硫酸铵或过硫酸钾 0.1%~0.2%; 亚硫酸氢钠 0.1%~0.2%; N，N-亚甲基双丙烯酰胺 0.04%~0.2%; 其中，丙烯酸是使用氨水或碳酸氢铵对丙烯酸进行部分中和得到。更优选地，一种抗菌型可降解保水剂，由以下重量百分数的各组分组成： 丙烯酸 58.1%; 丙烯酰胺 24%; 长链季铵盐 3%; 尚岭土 7.3%; 海藻酸钠 7.3%; 过硫酸铵或过硫酸钾 0.12%; 亚硫酸氢钠 0.12%; N，N-亚甲基双丙烯酰胺 0.06%; 其中，丙烯酸是使用氨水或碳酸氢铵对丙烯酸进行部分中和得到。 优选地，所述丙烯酸的中和度为65%~85%。更选地，所述丙烯酸的中和度为75%。优选地，所述长链季铵盐为辛烷基烯丙基二甲基氯化铵、十烷基烯丙基二甲基氯 化铵、十二烷基烯丙基二甲基氯化铵、十六烷基烯丙基二甲基氯化铵或十八烷基烯丙基二 甲基氯化铵中的一种或几种。 如上所述保水剂的制备方法，包括下列步骤:将海藻酸钠溶于去离子水中，然后再 加入中和度为65%~85%的丙烯酸、丙烯酰胺、长链季铵盐阳离子、N，N-亚甲基双丙烯酰胺， 充分搅拌至完全溶解，加入高岭土搅拌，并升温至60~90°C，加入过硫酸铵或过硫酸钾、亚 硫酸氢钠，搅拌均匀，反应1~2小时，取出，剪碎，80~100°C烘干，粉碎，过筛得到保水剂。 与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果： 本专利技术使用氨水或碳酸氢铵对丙烯酸进行中和制备铵基保水剂，避免了土壤长期施用 钠基保水剂土壤板结问题，并提供养分。在共聚体系中引入价格低廉来源广泛的高岭土和 可生物降解的海藻酸钠，有效降低了保水剂的制备成本，提高了保水剂的凝胶强度、吸水速 率、耐盐性和生物降解性能。保水剂的吸蒸馏水倍率200~500g. ，吸0.9%食盐水倍率为50 ~82 g.g^1，在蒸馏水中30分钟内达到吸水饱和。引入广谱抗菌剂长链季铵盐，使保水剂在 使用中能对与其接触的多种常见微生物具有较强的灭杀和抑制作用，使可生物降解保水剂 易于保存，防止霉变，保持保水剂的降解性的同时降低保水剂的降解速率，延长可生物降解 保水剂的使用寿命。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术做出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本 专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常 规方法;所使本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗菌型可降解保水剂，其特征在于，由以下重量百分数的各组分组成：丙烯酸 45%～70%；丙烯酰胺 10%～35%；长链季铵盐 2%～5%；高岭土 5%～10%；海藻酸钠 5%～15%；过硫酸铵或过硫酸钾 0.1%～0.3%；亚硫酸氢钠 0.1%～0.3%；N,N‑亚甲基双丙烯酰胺 0.04%～0.2%；其中，丙烯酸是使用氨水或碳酸氢铵对丙烯酸进行部分中和得到。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜建军，黄帮裕，王新爱，李永胜，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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