[发明专利]淀粉接枝丙烯酸复合保水剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，更具体地，本发明涉及一种淀粉接枝丙烯酸复合保水剂及其制造方法。

背景技术

近年来，由于气候异常等原因，受干旱和缺水困扰的地方日益增多。为了种草植树、防止沙漠化等多种目的，需要有效地保持水分，以便于植物的生长。吸水性材料(如吸水剂)是目前在农业以及其他一些领域中广泛使用的材料。对于主要用于土壤中以吸收并保持水分的吸水树脂而言，对于吸水剂的吸水速率、树脂强度及可降解性均有一定要求。

目前，高性能吸水剂主要分为两类。一类是化学合成高分子吸水性树脂，如聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等；化学类吸水剂存在成本高、耗能高、产生三废以及难以降解等问题。另一类是是淀粉、纤维素类吸水剂。淀粉类吸水剂的原料成本低、环保、易降解，然而存在诸如耐盐碱性差、强度低、吸水速率低，重复吸水率低等缺点。

CN 1631970A公开了一种淀粉基有机-无机复合保水剂及其制备方法。用淀粉与丙烯酰胺和凹凸棒土经接枝共聚而制成的保水剂。

一种新趋势是采用添加无机矿物材料的所谓三元共聚工艺，该工艺制备的吸水剂具有成本低、强度高、吸水速率快、加工方便、使用环保等优点。然而目前尚无工业化生产的报道。

综上所述，本领域迫切需要开发低成本、吸水速度快且对环境友好的吸收材料及其制备工艺。

发明内容

本发明的目的就是提供一种低成本、吸水速率快且对环境友好的吸收材料及其制备工艺。

在本发明的第一方面，提供了一种淀粉接枝丙烯酸复合保水剂，所述保水剂的组成为：丙烯酸80-110重量份，丙烯酰胺8-12重量份，淀粉6-18重量份，糊精6-18重量份，机械强度改良剂5-10重量份，防粘剂2-5重量份，表面活性剂2-5重量份，引发剂0.2-0.6重量份，交联剂0.01-0.1重量份，其中引发剂选自过硫酸钾或过硫酸铵，交联剂选自：N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，所述的机械强度改良剂选自：硅藻土、高岭土、云母、凹凸棒土、或其组合。

在另一优选例中，一种或多种组分的优选含量如下：丙烯酸90-105重量份，丙烯酰胺9-11重量份，淀粉8-15重量份，糊精8-15重量份，机械强度改良剂6-10重量份，防粘剂3-5重量份，表面活性剂3-5重量份，引发剂0.2-0.5重量份，交联剂0.02-0.1重量份。

在另一优选例中，所述的保水剂为颗粒状，其平均粒径为1-15mm，较佳地3-10mm。

在另一优选例中，丙烯酸为90-100重量份，丙烯酰胺9-11重量份。

在另一优选例中，所述的淀粉为玉米淀粉或马铃薯淀粉；和/或所述的糊精为小麦糊精。

在另一优选例中，所述的机械强度改良剂为硅藻土生粉或熟粉。更佳地，所述的机械强度改良剂粒径为150-500目。

在另一优选例中，所述的防粘剂为煤油、液体石蜡、石油醚或其组合。

在另一优选例中，所述的表面活性剂选自：失水山梨醇脂肪酸酯(包括Span-20、span-40、Span-60、Span-80等)、聚山梨醇酯(如Tween 60、Tween80等)、壬基酚聚氧乙烯醚(如OP-3、OP-7、OP-10、OP-15等)或其组合。

在另一优选例中，所述的复合保水剂是用本发明第二方面中所述的方法制备的。

在本发明的第二方面，提供了一种制备本发明第一方面中所述的复合保水剂的方法，包括步骤：

(a)将丙烯酸与未糊化淀粉的混合物，用氢氧化钾溶液进行中和，获得中和度为60-85mol％的中和混合物；

(b)向步骤(a)的中和混合物中加入糊精、硅藻土、丙烯酰胺、防粘剂、引发剂、交联剂，并加水至单体浓度为40-50wt％，从而获得共混物，其中所述的单体包括丙烯酸和丙烯酰胺；

(c)将步骤(b)获得的共混物进行聚合，从而获得所述的保水剂。

在另一优选例中，在步骤(a)中，用浓度为30-55％的氢氧化钾溶液进行中和。

在另一优选例中，在步骤(a)中，控制物料温度为75-90℃，并保温0.2-2小时，然后冷却至低于50℃。

在另一优选例中，在步骤(a)中，中和度为65-80mol％。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

具体实施方式