[发明专利]一种用于盐碱地的土壤保水剂及制备方法

说明书

本发明提出一种用于盐碱地的土壤保水剂及制备方法，所述土壤保水剂是先利用N,N‑二甲基丙烯酰胺对高岭土进行插层处理，然后加入丙烯酸、淀粉糊化，接着移入反应釜中，在氮气氛围下加入糊精、秸秆粉、玉米皮、硅藻土、引发剂和交联剂混合反应后粉碎而制得。本发明提供的淀粉接枝聚合成复合吸水树脂生产土壤保水剂过程中，通过加入N,N‑二甲基丙烯酰胺插层高岭土，显著提高了保水剂的耐碱性和对盐水的吸水能力，具有良好的耐盐碱性，有效拓宽了土壤保水剂的适用范围。

技术领域

本发明涉及土壤抗旱材料技术领域，特别是涉及一种用于盐碱地的土壤保水剂及制备方法。

背景技术

发展解水农业、提高水分利用率，是保障旱区农业发展的有效措施之一。保水剂是近年来发展较快的一种化学节水、高科技抗旱产品，现已逐步应用于花卉、苗木及农作物等的生产。保水剂具有快速吸收和缓慢释放水分的特性，可减少栽培基质表面积水和基质水分蒸发量。也就是说，在浇灌过程中，保水剂可将植物不能持续利用的重力水储存起来，有效增加基质持水量，然后逐渐将水分释放供植物利用，以提高水分利用率。

目前，国内外的保水剂主要分2大类，一类是丙烯酰胺-丙烯酸盐交联共聚物（聚丙烯酰胺）；另一类是淀粉接枝丙烯酸盐交联共聚物（聚丙烯酸钠、聚丙烯酸甲、聚丙烯酸胺、淀粉接枝丙烯酸盐）。其中，淀粉接枝丙烯酸盐交联共聚物类保水剂银良好的保水性能和生物可降解性而受到广泛关注。

盐碱化土壤是植物生长过程中最常遇到的自然逆境之一，土壤的碱渍化严重限制了植物的生长，造成大片良田产量下降，逐渐成为弃地；草原牧草产量降低，草场载畜量减少。由于盐碱土的有机质含量少，理化性状差，蓄水保肥能力低，盐碱地生态植被修复时加入保水剂可完成保水蓄墒、促进土壤团粒结构形成和降低水蒸发量，防止次生盐碱化的作用。目前，已有的保水剂应用于盐碱地生态植被修复存在以下几个问题：（1）生产成本较高，保水剂价格居高不下；（2）淀粉接枝共聚生产的保水剂耐盐碱性差、凝胶强度低、使用寿命短。因此，现有市场缺乏适合盐碱地地理环境条件下专用保水剂。

中国发明专利申请号201710285203.3公开了一种基于淀粉接枝丙烯酸与海藻酸钠、矿渣复合的保水凝胶的制备方法，先将海藻酸钠做为有机基体，矿渣为无机多孔填料，混合制备成分散溶液后，将淀粉进行氧化后接枝氢氧化钠中和过的丙烯酸，然后将两者混合，通过丙烯酸和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺在制备时作为交联剂，海藻酸钠与氧化淀粉之间产生交联，钙离子的加入加强海藻酸钠与氧化淀粉之间络合的双重效应，从而提高制备出的保水凝胶的三维网格具有大小不同的尺寸，有利于提高保水剂机械强度与保水性。中国发明专利申请号201510145275.9公开了一种高凝胶强度的淀粉系保水剂的制备方法，其特征是按如下步骤进行：将小麦淀粉糊化，在冰浴条件下制备丙烯酸钠溶液，取顺丁烯二酸、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵连同丙烯酸钠溶液一起加入糊化小麦淀粉中得混合溶液，将混合溶液进行搅拌，使其接枝共聚形成共聚产物；将共聚产物倒入四氟乙烯板中进行干燥处理，获得高凝胶强度的淀粉系保水剂；顺丁烯二酸也可换为高岭土或硅藻土。

为了提高淀粉接枝共聚生产的土壤保水剂的耐盐碱性，有必要提出一种新型土壤保水剂，进而有效扩展淀粉接枝共聚生产的土壤保水剂的适用范围。

发明内容

针对目前淀粉接枝共聚生产的土壤保水剂耐盐碱性差，不适用于盐碱化土壤的缺陷，本发明提出一种用于盐碱地的土壤保水剂及制备方法，从而提高了淀粉接枝丙烯酸共聚生产的保水剂的耐碱性和耐盐性，保证了保水剂良好的吸水能力和强度性能。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于盐碱地的土壤保水剂及制备方法，所述土壤保水剂是先利用N,N-二甲基丙烯酰胺对高岭土进行插层处理，然后加入丙烯酸、淀粉糊化，接着移入反应釜中，在氮气氛围下加入糊精、秸秆粉、玉米皮、硅藻土、引发剂和交联剂混合反应后粉碎而制得。

优选的，所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉中的一种或两种以上的组合。