一种抗结块的农用吸水树脂复合剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于农林保水剂领域。
【背景技术】
[0002] 一、局吸水树脂的农业应用问题：
[0003] 我国幅员迂阔。地势西高东低，造成雨量时空分布不均，所W我国是水资源最缺乏 的国家之一。淡水资源仅占世届人均占有量的四分之一，居世界第109位，属于13个人均 贫水国家之一。我国干旱半干旱地区占国±面积的51%，在0.5亿公顷的耕地中，没有灌概 条件的约占65%。水±流失面积约占国±面积38%，其中耕地水±流失面积约占总耕地面 积的34%。我国的水利用率仅为0. 6-1.Okg/m3,不足发达国家的一半，而干旱少雨的W色列 达到2.化g/m3。所W，我国每年因干旱缺水减产粮食700-800亿公斤，经济损失在1000亿 元W上。上述严重缺水状况主要集中在我国西部、北部和中部。每年国家投入大量资金组 织人力抗旱W保民生。
[0004] 高吸水树脂：（SuperAbsorbentPolymer,SAP)是具有较高吸水性能和保水性能 高分子聚合物的总称。农用高吸水树脂：是用于农业的高吸水树脂，它不仅具有高的吸水性 能，而且还具有保水释水功能，将水分提供植物利用，又叫农林保水剂。
[0005] 高吸水树脂的研究开发只有几十年历史。1961年美国农业部北方研究所 C. R. Russell等及其后的G. F.Fanta等人，用淀粉和丙締腊接枝聚合，发现接枝产物加碱水 解后的生成物有优良的吸水性能，其特点是有很强的吸水性和保水性。1966年首先发表淀 粉改性物质具有优越吸水能力的论文。紧接着亨克尔股份公司化enKel corporation)工 业化生产成功，从此世界上出现了保水剂或超强吸水树脂产品。
[0006]高吸水树脂主要是丙締酸盐加交联剂和引发剂等物质共聚而形成凝胶胶体，其结 构是网络结构。将共聚而成的凝胶胶体破裂成小块，烘干、粉碎、过筛分级，收集0.18~ 2. OOmm的颗粒为成品。由于高吸水树脂是经聚合而成的的网络结构，当水分子接触网络时， 丙締酸盐的正离子很快离解，正离子往网络中屯、移动，运时网络的交联点呈负电荷，因负电 荷之间的排斥力，使网络伸张；同时，电离下来的正离子在网络中浓度增加，形成较高的渗 透压。运种负电荷形成的张力与渗透压力之和，构成了外界水往网络中移动的动力学基础。 水源源不断进入网络，使高吸水树脂急剧膨胀，形成大的水凝胶块，其吸水倍数可W是自身 质量的几百倍甚至上千倍；吸盐（标准盐溶液）倍数可W是自身质量的几十倍甚至上百倍。 运就完成了吸水保水过程。
[0007]高吸水树脂的农业应用原理：对于高吸水树脂而言，水在其网络中呈=种状态： ①水在网络周边形成结合水（束缚水），运些水在冰点不会结冰；②在网络中部形成自由 水，运些水在冰点可W结冰；③在二者之间形成半束缚水。自由水和半束缚水在网络中约占 90%W上，正是运些水可供抗旱使用。同时也说明网络中水的性质已发生不同程度的变化。 植物根系的吸力大多为1. 7~1. 8MPa，而高吸水树脂的最大吸力在1. 3~1. 4MPa之间，所 W植物的根当然可W从中吸收水分加W利用，而不是高吸水树脂吸收植物根中的水。据有 关资料报导，水凝胶中98 %的水可被植物根系吸收利用。
[0008] 由于吸水树脂的优良性能和用途广泛，用量平均每年W30% -40%的速度增长。
[0009] 由于上述的高吸水树脂在农业上应用的显著优势，国外对农用高吸水树脂的预言 是：继化肥、农药、薄膜之后的第四大农化产品。但是，事实上，高吸水树脂在农业上并未得 到广泛应用，其存在的致命问题是：
[0010] 1、高吸水树脂因原料和生产工艺等原因，产品成本较高，难W在农业上广泛应用。
[0011] 2、由于成本W及高吸水树脂本身的特点限制，高吸水树脂在农业应用中用量不 大，在具体施用时又往往相对集中，与植物根系的广泛立体分布矛盾突出。
[0012] 3、高吸水树脂本身特点限制在农业应用中的老大难问题一一"架桥堆积":高吸水 树脂吸水量很大，是自身质量的几百倍甚至上千倍。它们遇水后会形成不规则的"架桥堆 积"。大块水凝胶堆积后，中间是致密无缝的，若种子被埋入其中，会大大影响种子发芽，因 种子发芽需要呼吸进行气体交换。
[0013] 二、高吸水树脂细粉的结块问题：
[0014] 高吸水树脂的生产流程是：配置液+引发剂一聚合成凝胶一凝胶碎化一烘烤干燥 一粉碎一过筛分级一分装出厂。成品要求粒径为0. 18~2.OOrnm,在过筛分级中就有细粉 产生（细粉：在本文中指粒径小于0. 18mm的高吸水树脂颗粒）。细粉遇水后易结成大的硬 块，块的外面很快形成水凝胶层，里面还是干粉硬团，外面的水难W进入。粉粒越细结块越 严重。而在保水剂的生产过程中，细粉产生的份额约占产品的8-10%，若年产1000吨吸水 树脂产品，则细粉量可达80-100吨，运样大的量怎样利用，怎样解决细粉遇水结块的问题， 就成了现有技术急需解决的问题。
[0015] 现有技术对吸水树脂细粉的利用有W下几种：
[0016] 1.加水基液或水基液蒸汽再造粒。因吸水树脂表面积大，本身性能特殊，吸水率又 高，导致水基液难W均匀地进入粒子内，即使添加蒸汽，也只是起着缓解运一现象的产生而 不能根除。通常用流化床或揽拌机混合又会带来如下问题：①当水基液加到细粉量的50% 左右时，混合极不均匀，再持续混合极为困难。②混合物大量粘附在揽拌器叶片和容器壁 上，非常难W清除。③水基液加入不均，导致粒化物破碎，其产物性质劣化。④粒化前水基 液或水蒸气的加入，和粒化后的去水干燥会导致二次烘烤，耗能增多。⑥粒化不能彻底解决 细粉问题，还有细粉尚存。
[0017] 2.循环利用法（重复利用）。目前对细粉的利用大都采用回收法即细粉循环工 艺。细粉循环包括：①将含水液体加入细粉中，在凝聚凝胶与聚合凝胶共存下干燥粉碎。其 目的是降低产品的单体含量，同时细粉得到重复循环利用（参见株式会社日本触媒在中国 申请的专利：CN1847289A);②在聚合之前直接使细粉与单体溶液混合进行聚合的工艺（参 见美国专利US5342899);③在聚合过程中使细粉直接与凝胶混合进行聚合的工艺（参见美 国专利US4970267和美国专利US4950692);④使细粉直接与凝胶聚合得到的聚合物凝胶混 合的工艺；⑥用含水液体使细粉凝胶成较大颗粒，然后与聚合得到的聚合物凝胶混合的工 艺（参见美国专利US6458921);⑧用细粉直接加入共聚前的体系参与聚合，我们试验发现 其分层明显。
[0018] 运些方法是将细粉添加至凝胶聚合前的体系液中，然后使细粉参加聚合。其目的 是降低凝胶单体含量，同时达到细粉重复利用。其缺点是：①细粉在聚合前的体系中难W分 散均匀，从而导致细粉在聚合后的凝胶块中分布不均，②有些细粉可能被多次循环利用；因 为聚合的凝胶还需要干燥，粉碎，还会产生细粉，不能保证原有细粉不在其中，③会导致产 品性能下降，如吸水吸盐倍率及物理性状等，④耗能程工增加。
[0019] 3.将细粉加入凝胶碎化过程中（也是重复循环利用）。聚合后的凝胶块在烘干干 燥前必须经过碎化过程，在碎化过程中将细粉添加进去。其缺点如下：①难W将细粉与碎凝 胶混合均匀②细粉是干粉，凝胶碎粒块含水量很大，细粉粘附在凝胶碎粒块表面，二者并未 充分混合，③势必造成细粉的再次循环利用。可能导致产品质量的下降。
【发明内容】
[0020] 本发明的目的在于：提出一种抗结块的农用吸水树脂复合剂，解决现有技术对高 吸水树脂的农业应用难题，W及其细粉结块的问题，同时相对现有成品高吸水树脂的吸水 速率、吸水倍数、崩解速度大幅提高。
[0021] 本发明目的通过下述技术方案来实现：
[0022] -种抗结块的农用吸水树脂复合剂，包括按质量比20~90:80~10共混的高吸 水树脂细粉和賴杆细粉，所述高吸水树脂细粉粒径为小于0. 18mm，所述賴杆细粉粒径为小 于 0. 42mm。
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