一种堆肥混合物用复合保水剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及堆肥混合物保水技术领域，公开了一种堆肥混合物用复合保水剂及其应用。该复合保水剂包括以下组分：保水剂A，保水剂B，天然矿物材料A，天然矿物材料B；所述保水剂A为无机盐类保水剂；所述保水剂B为聚合物类保水剂；所述天然矿物材料A为具有疏松多孔结构的天然矿物材料；所述天然矿物材料B为具有片层状结构的天然矿物材料；所述保水剂A和/或保水剂B部分或全部附着在天然矿物材料A和/或天然矿物材料B表面。本发明专利技术的复合保水剂将无机盐类保水剂、聚合物类保水剂、具有疏松多孔结构的天然矿物材料、具有片层状结构的天然矿物材料复配，能在堆肥混合物中产生协同效果，更好地发挥吸水和保水作用，稳定堆肥混合物中的含水率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种堆肥混合物用复合保水剂及其应用


[0001]本专利技术涉及堆肥混合物保水
，尤其涉及一种堆肥混合物用复合保水剂及其应用。

技术介绍

[0002]“白色污染”制约了经济社会的可持续发展，其根本原因是大量塑料制品的不规范使用，可降解聚合物的开发和使用是解决“白色污染”问题的重要方法，近年来受到广泛关注。降解评价方法种类繁多，如土壤降解、堆肥降解、水体降解等。其中，受控堆肥条件下的需氧生物降解是判断材料生物降解性能较为公认的方法，多个国家和地区建立了基于受控堆肥的降解标准，包括ISO 14855、GB/T 19277、ASTM D5388、EN 14046等。
[0003]在需氧堆肥降解过程中，需氧堆肥体系对含水率比较敏感，水分被较高温度的堆肥环境蒸发，或被气流带入或带出，均会导致堆肥体系含水率变化。含水率偏高或偏低均会影响堆肥微生物活性，如偏高会抑制微生物有氧呼吸，偏低会减弱微生物呼吸作用，从而导致降解率数据波动。即便可以通过阶段性补水或曝气调节含水率，但同样难以保证堆肥体系长期稳定性。因此，若能提高堆肥混合物的保水性，当进行堆肥降解试验时，可降低试验过程中体系含水率的变化，稳定堆肥降解环境，使受控堆肥条件下的需氧生物降解结论更加准确可信；当应用于需氧堆肥降解中时，有利于将堆肥降解体系的含水率控制在适宜的水平，进而提高降解效率。
[0004]目前国内外鲜有关于堆肥混合物用保水剂的报道，而用于其他领域的保水剂并不适用于在堆肥降解过程中稳定堆肥混合物中的含水率。例如，专利CN201710732787.4公开了一种用于焦化土壤改良剂的制备方法，其中添加了保水剂，用以增强土壤的持水性，所述保水剂为聚丙烯酰胺或淀粉
‑
丙烯酸共聚物或聚丙烯酸盐类聚合物或玉米淀粉
‑
丙烯酸盐类共聚物或聚丙烯酸钾盐
‑
聚丙烯酸酰胺共聚物。当本专利技术人关注到，当将该专利中的保水剂用于堆肥混合物中时，保水效果不佳，原因在于：堆肥混合物主要由堆肥、海沙等物质构成，聚合物类保水剂在其中的分散性较差，易聚集到底部，造成堆肥混合物中含水率分布不均匀；并且，聚合物类保水剂对水的吸收依赖于其自身与外界的离子浓度差所形成的高渗透压，因而在无机盐含量较高的堆肥混合物中吸水能力较差，造成其保水作用较差。

技术实现思路

[0005]为了解决现有的保水剂在堆肥混合物中的保水效果不佳的技术问题，本专利技术提供了一种堆肥混合物用复合保水剂及其应用。该复合保水剂将无机盐类保水剂、聚合物类保水剂、具有疏松多孔结构的天然矿物材料、具有片层状结构的天然矿物材料复配，能在堆肥混合物中产生协同效果，更好地发挥吸水和保水作用，稳定堆肥混合物中的含水率。
[0006]本专利技术的具体技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种堆肥混合物用复合保水剂，包括以下组分：保水剂A，保水剂B，天然矿物材料A，天然矿物材料B；所述保水剂A为无机盐类保水剂；所述保水剂B为
聚合物类保水剂；所述天然矿物材料A为具有疏松多孔结构的天然矿物材料；所述天然矿物材料B为具有片层状结构的天然矿物材料；所述保水剂A和/或保水剂B部分或全部附着在天然矿物材料A和/或天然矿物材料B表面。
[0007]本专利技术人团队结合理论分析和实验研究发现，不同的吸水保水材料在吸水保水性上具有不同的特性，当将具有特定性质的吸水保水材料配合使用时，能够在堆肥混合物中发挥协同作用。基于上述发现，本专利技术从吸水保水材料中选取具有特定性质的四类，即无机盐类保水剂(保水剂A)、聚合物类保水剂(保水剂B)、具有疏松多孔结构的天然矿物材料(天然矿物材料A)、具有片层状结构的天然矿物材料(天然矿物材料B)，将这四类材料复配制成复合保水剂，能够相互配合产生“1+1＞2”的协同效果，在堆肥混合物中发挥较好的吸水和储水作用，有利于减小堆肥降解时堆肥混合物中含水率的变化，具体机制如下：1)天然矿物材料A与天然矿物材料B之间：具有疏松多孔结构的天然矿物材料A主要利用表面的孔隙结构，以物理吸附的方式吸收水分；具有片层状结构的天然矿物材料B中，层与层之间通过氢键或范德华力连接，在干燥时层间距很小，遇水后层隙会被大量水填充，同时层间距增大，宏观体现为矿物质体积增大，从而实现吸水。因此，天然矿物材料A对水的吸附力较强，但吸水容量较小；天然矿物材料B在纯水中吸水和保水效果极佳，但在盐溶液中吸水效果大打折扣，而通常堆肥中含有大量有机质和可溶无机盐类，其滤液中必定含有大量无机盐类。本专利技术将两者结合使用，天然矿物材料A能从外界快速吸收水分，而后天然矿物材料B将水分从天然矿物材料A中转移并储存起来，通过这种方式，有利于使复合保水剂在应用到堆肥混合物中后，既能从外界快速吸收水分，又能具有较高的吸水容量。
[0008]2)保水剂A与保水剂B之间：无机盐类保水剂(保水剂A)通过形成结合水的方式实现水分的吸收和保蓄；聚合物类保水剂(保水剂B)通过其自身与外界的离子浓度差所形成的高渗透压，实现水分的吸收和保蓄。因此，保水剂B具有较好的储水能力，但在含较多可溶性无机盐的堆肥混合物中吸水能力较差；保水剂A的吸水能力较强，但储水能力不如保水剂B，且用量过多时易造成盐渍化而使堆肥混合物板结。本专利技术将两者结合使用，能够使复合保水剂兼具较好的吸水和储水能力。
[0009]3)保水剂与天然矿物材料之间：保水剂A和保水剂B的保水能力较强，但在以堆肥、海沙等物质为主体的堆肥混合物中，保水剂A和保水剂B的分散性较差，易聚集在底部，造成堆肥混合物中不同层之间的含水率差异较大；天然矿物材料A和天然矿物材料B在堆肥混合物中的分散性较好，但保水能力相对较差，易造成水分流失。而本专利技术将保水剂A、B与天然矿物材料A、B复配，并将前者附着在后者表面，能利用天然矿物材料A、B提高保水剂A、B的分散性，防止保水剂A、B聚集到底部，从而在实现较好的保水效果的同时，使堆肥混合物中的水分均匀分布。
[0010]作为优选，所述天然矿物材料A包括蛭石、海泡石、沸石、硅藻土、粉煤灰、坡缕石和凹凸棒土中的一种或多种。
[0011]作为优选，所述天然矿物材料B包括蒙脱土、膨润土、高岭土和伊利石中的一种或多种。
[0012]作为优选，所述保水剂A包括醋酸铵、醋酸钙、醋酸镁、氯化钙、氯化镁、硅酸钠、氯化钠和硫酸镁中的一种或多种。
[0013]作为优选，所述保水剂B包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、
淀粉改性聚丙烯酸钠、淀粉改性聚丙烯酸钾和淀粉改性聚丙烯酸铵中的一种或多种。
[0014]作为优选，所述保水剂B的分子量为500～200000。
[0015]当保水剂B的分子量过大时，其分子链过长，分子链之间易发生缠结，导致部分的亲水官能团被包裹在内部，亲水官能团利用率下降，进而导致其难以发挥较好的保水作用；当保水剂B的分子量过小时，其分子链过短，无用端基数量增加，导致具有保水效果的亲水官能团占比下降，进而导致其保水能力下降。
[0016]作为优选，所述保水剂A与保水剂B的质量比为1:(2.3～15)，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种堆肥混合物用复合保水剂，其特征在于，包括以下组分：保水剂A，保水剂B，天然矿物材料A，天然矿物材料B；所述保水剂A为无机盐类保水剂；所述保水剂B为聚合物类保水剂；所述天然矿物材料A为具有疏松多孔结构的天然矿物材料；所述天然矿物材料B为具有片层状结构的天然矿物材料；所述保水剂A和/或保水剂B部分或全部附着在天然矿物材料A和/或天然矿物材料B表面。2.如权利要求1所述的复合保水剂，其特征在于：所述天然矿物材料A包括蛭石、海泡石、沸石、硅藻土、粉煤灰、坡缕石和凹凸棒土中的一种或多种；和/或所述天然矿物材料B包括蒙脱土、膨润土、高岭土和伊利石中的一种或多种；和/或所述保水剂A包括醋酸铵、醋酸钙、醋酸镁、氯化钙、氯化镁、硅酸钠、氯化钠和硫酸镁中的一种或多种；和/或所述保水剂B包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉改性聚丙烯酸钠、淀粉改性聚丙烯酸钾和淀粉改性聚丙烯酸铵中的一种或多种。3.如权利要求1或2所述的复合保水剂，其特征在于，所述保水剂B的分子量为500~200000。4.如权利要求1或2所述的复合保水剂，其特征在于，所述保水剂A与保水剂B的质量比为1:(2.3~15)，天然矿物材料A与天然矿物材料B的质量比为1:(0.6~3.5)，天然矿物材料A和天然矿物材料B的总质量与保水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德正，李家旭，程振浩，吴海强，王松林，王文俊，
申请(专利权)人：浙江恒逸石化研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：