專利名稱：以吸水樹脂作為主要成分的栽培植物用顆粒保水材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于栽培植物的保水材料。更特別地，本發(fā)明涉及一種栽培植物用保水材料，其在植物的生長(zhǎng)中，顯示出作為供給植物水的來源的功能，促進(jìn)植物的良好生長(zhǎng)，并通過在土壤和沙地中的應(yīng)用而促進(jìn)土壤調(diào)節(jié)和樹木種植，使植物得到支撐和保持。更特別地，本發(fā)明涉及用于植物的保水載體，當(dāng)在稻田栽培、室外栽培、節(jié)水栽培和樹木種植中用作保水載體時(shí)，其顯示出很高的吸水速度，處理非常方便，且不會(huì)妨礙植物生長(zhǎng)。更確切地說，它應(yīng)該被稱為用于植物生長(zhǎng)的保水材料，并且能夠作為溶脹的水凝膠載體在土壤中以高濃度使用并促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。
背景技術(shù)：
近年來，吸水樹脂作為衛(wèi)生材料(吸收性制品)的主要成分已廣泛用作用于吸收體液(尿和血)的一次性尿布、衛(wèi)生巾和失禁護(hù)墊。作為上面提到的吸水樹脂實(shí)例，可以列舉聚羧酸吸水樹脂包括聚丙烯酸吸水樹脂如部分中和的交聯(lián)聚丙烯酸，以及淀粉-丙烯腈接枝聚合物的水解產(chǎn)物。在其它吸水樹脂中，聚丙烯酸吸水樹脂被極大量地使用，因?yàn)槠淞畠r(jià)并具有極好的固態(tài)性能。
同樣近年來，由于吸水樹脂低廉的價(jià)格和保水能力，其除了衛(wèi)生材料外還逐漸被用于農(nóng)業(yè)和園藝。例如，上面提到的聚丙烯酸吸水樹脂由于其保水能力而正被用作樹木種植、節(jié)水栽培和沙地栽培的保水材料(參見例如JP-A 1983-42602，JP-A 1988-68026和JP-A 1989-51028)。此外，使用聚丙烯酸銨鹽的吸水樹脂已被公開，認(rèn)為提供了不會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)施加反作用的保水劑(參見例如JP-A 1987-273283)。JP-A 2000-139208已經(jīng)公開了一種技術(shù)，涉及經(jīng)改進(jìn)已克服了對(duì)植物生長(zhǎng)的阻礙的聚丙烯酸吸水樹脂。
然而，已經(jīng)證明，當(dāng)例如JP-A 1983-42602，JP-A 1988-68026和JP-A 1989-51028中所公開的常規(guī)聚丙烯酸吸水樹脂用作植物生長(zhǎng)的保水劑時(shí)，它們對(duì)植物生長(zhǎng)施加了反作用并且對(duì)生根及根的生長(zhǎng)產(chǎn)生了特別嚴(yán)重的障礙(Kazuo Kawashima et al.，“Effects of highly waterabsorbing polymer substances on initial growth of crops，”SakyuKenkyu，31(1)，1-8，1984)。還證明了鈣對(duì)植物的生根及根的生長(zhǎng)是不可缺少的(Sunao Takakura，“Growth of plants andenvironment，”Nobunkyo，Table 5-2，page 162)。
因而，JP-1987-273283中公開的，僅在于將羧酸的平衡離子從通常使用的鈉鹽變?yōu)殇@鹽的技術(shù)的使用已經(jīng)不能抑制對(duì)生根及根的生長(zhǎng)的顯著阻礙了。因此，當(dāng)常規(guī)聚丙烯酸吸水樹脂用作樹木種植時(shí)，樹脂用量被限制在例如基于土壤的量至多僅百分之幾的重量，以免因?yàn)榕c聚丙烯酸吸水樹脂的直接接觸而使植物的秧苗或種子受到對(duì)生長(zhǎng)的嚴(yán)重障礙。因而，灌溉頻率的減少和保水效果并沒表現(xiàn)出令人滿意。特別地，在沒有混合其它載體的溶脹水凝膠狀態(tài)下它不用于植物生長(zhǎng)。因此，它不用作內(nèi)部的植物生長(zhǎng)的保水載體，如扦插繁殖、水栽或花卉布置。
美國(guó)專利No.6286254說明書中公開的技術(shù)通過制備一種用于植物生長(zhǎng)的保水載體而防止了對(duì)生長(zhǎng)的抑制，所述保水載體包括水凝膠形成的聚合物，該聚合物具有基于干重量低于50mg的鈣離子吸收能力，并顯示了在去離子水中不低于原始體積100倍的吸收能力(在25℃的室溫下)，避免了剝奪植物生長(zhǎng)所必須的鈣。然而，在美國(guó)專利No.6286254說明書中描述了通過用水溶脹丙烯酰胺和丙烯酸的交聯(lián)共聚物或丙烯酸吸水樹脂而得到的水凝膠遭受到吸水速度的顯著下降，因?yàn)樗鼡诫s了可溶于水的或易溶于水的多價(jià)金屬如氯化鈣。盡管水凝膠具有高吸水率但是因?yàn)槠湓馐芰宋俣鹊娜绱讼陆?，因而由于降低了吸收樹脂中所吸水的量?dǎo)致灌溉用水不能保持在土壤中。因此，它在土壤中的實(shí)際應(yīng)用由于散布導(dǎo)致的損失而引起灌溉效率的降低。
JP-A 2000-139208中公開的技術(shù)通過使用一種丙烯酸吸水樹脂作為植物的保水載體而防止了對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制，并因此促進(jìn)了植物中鈣的吸收，其中丙烯酸吸水樹脂具有每1g干重量0-100mg范圍內(nèi)的鈣離子吸收能力和每1g干重量0.07-7mmol范圍內(nèi)的氯離子含量。然而，JP-A 2000-139208中公開的技術(shù)因?yàn)榕c多價(jià)金屬的交聯(lián)而遭受了吸水能力的下降，其類似于美國(guó)專利No.6286254說明書中所公開的技術(shù)，這是由于高水合狀態(tài)下的吸水樹脂經(jīng)過與多價(jià)金屬如氯化鈣的混合并因此遭受了多價(jià)金屬在整個(gè)吸水樹脂中的均勻分布。尤其是，保水材料遭受了吸水速度的下降。因此，當(dāng)保水材料在其實(shí)際應(yīng)用期間與土壤混合然后被灌溉時(shí)，由于它不能充分吸收用于灌溉的水并因此遭受到水的流失因而伴隨著損失灌溉效率的問題。JP-A 2000-139208中公開的技術(shù)揭露了用于實(shí)際商業(yè)化的設(shè)備和裝置因?yàn)楸Ｋ牧虾新入x子而導(dǎo)致的負(fù)荷重及損害。此外，例如溶解性氯化鈣的增加，導(dǎo)致吸濕流動(dòng)性(防結(jié)塊性能/防粘連性能)和保水材料流動(dòng)性削弱，并因此使粉末處理性成為一個(gè)難題。因?yàn)槁入x子的存在，在煅燒時(shí)保水材料產(chǎn)生了問題，其它問題例如經(jīng)過沉積并因此產(chǎn)生了在土壤中反復(fù)分散的環(huán)境問題。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，因?yàn)橛杀Ｋ牧献鳛橹参锷L(zhǎng)的保水材料而表示的吸水特性和由此在植物生長(zhǎng)方面表示的促進(jìn)生長(zhǎng)特性互相矛盾，因而提供一種用于植物生長(zhǎng)的能夠協(xié)調(diào)這兩種特性的保水材料非常困難。
本發(fā)明的旨在實(shí)現(xiàn)的任務(wù)在于提供一種用于植物生長(zhǎng)的保水材料，其具有吸水特性和促進(jìn)植物生長(zhǎng)特性，而這兩種特性迄今仍是互相矛盾的，并且因此提供一種新的栽培植物用保水材料，其在灌溉效率上是真正卓越的且對(duì)土壤調(diào)節(jié)和樹木種植是有用的。此外，提供了一種新的栽培植物用保水材料，其能夠以高濃度用在土壤中，并直接以溶脹的凝膠栽培植物。
發(fā)明公開本發(fā)明人以解決上述任務(wù)為目的連續(xù)辛勤研究，并因此發(fā)現(xiàn)一種栽培植物用保水材料，其通過使含有羧基基團(tuán)的吸水樹脂具有特殊的多價(jià)金屬化合物沉積在其各個(gè)粒子上而得到，所述保水材料不會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生障礙并且具有卓越的吸水特性。從而完成了本發(fā)明。
當(dāng)本發(fā)明栽培植物用保水材料用于植物時(shí)，其通過不會(huì)受到鈣離子缺乏的植物生長(zhǎng)方法促進(jìn)植物的生根。此外，該保水材料在植物生長(zhǎng)材料的保水特性方面非常優(yōu)越，如高吸水速度和高飽和的吸收能力所顯示的特性，因此，其享有高效的灌溉并允許對(duì)植物進(jìn)行令人滿意的水分供給。更進(jìn)一步，本發(fā)明栽培植物用保水材料攜帶了植物營(yíng)養(yǎng)鹽如鈣鹽或鈣化合物，因此促進(jìn)了植物生長(zhǎng)，并且通過調(diào)節(jié)所攜帶化合物在水中的溶解度，其允許營(yíng)養(yǎng)鹽在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不斷地逐步釋放。本發(fā)明栽培植物用保水材料能夠以高濃度用于土壤中，因此直接以材料的溶脹凝膠栽培植物。此外，本發(fā)明栽培植物用保水材料在操作效率上非常優(yōu)秀，也就是說容易處理，因?yàn)樗@示出了卓越的粉末流動(dòng)性。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1顯示了實(shí)施例17中植物生長(zhǎng)的結(jié)果。
(A)在與栽培植物用保水材料(1)和土壤混合的培養(yǎng)基中。
(B)在吸水樹脂(1)和土壤中。
(C)在培養(yǎng)土中。
(D)在與吸水樹脂(1)、培養(yǎng)土和硫酸鈣混合的培養(yǎng)基中。
圖2顯示了實(shí)施例18中植物生長(zhǎng)的結(jié)果。
(A)用過的與栽培植物用保水材料(5)和培養(yǎng)土混合的培養(yǎng)基(B)僅用過的培養(yǎng)土(C)用過的與吸水樹脂(1)和培養(yǎng)土混合的培養(yǎng)基實(shí)施本發(fā)明的最佳方式本發(fā)明第一方面目的在于一種栽培植物用顆粒保水材料，其包含(A)含羧基基團(tuán)的不溶于水的吸水樹脂和(B)多價(jià)金屬化合物，該材料顯示出吸收速度(在去離子水中10分鐘內(nèi)的吸收能力)在20-500g/g范圍內(nèi)并且重均粒徑在200-10,000μm范圍內(nèi)。本發(fā)明第二方面目的在于一種栽培植物用顆粒保水材料，其包含(A)含羧基基團(tuán)的不溶于水的吸水樹脂和(B)多價(jià)金屬化合物，該材料顯示出鈣逐步釋放指數(shù)大于0且不超過50mg/L并且重均粒徑在200-10,000μm范圍內(nèi)。
本發(fā)明人進(jìn)行了詳細(xì)的研究，尋求導(dǎo)致以前的吸水樹脂引起植物生長(zhǎng)阻礙的主要元素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)植物生根和發(fā)芽時(shí)它們對(duì)鈣具有高的需求，并發(fā)現(xiàn)當(dāng)它們的種子直接播在吸水樹脂中時(shí)，由于樹脂中所含的羧酸鈉，因而種子奪取了灌溉水中的鈣，并導(dǎo)致植物對(duì)鈣的利用率受到限制，還發(fā)現(xiàn)在植物剛剛發(fā)芽后，吸水樹脂通過植物的根奪取了植物中儲(chǔ)藏的鈣，并因此由于鈣的缺乏而降低了發(fā)芽率和生根率，以及發(fā)現(xiàn)甚至當(dāng)它們長(zhǎng)出根時(shí)，植物也不能在吸水樹脂中生根，因此遭受充水不足并進(jìn)一步促使對(duì)植物生長(zhǎng)必不可少的鈣的缺乏，從而降低了發(fā)芽率和生根。特別是當(dāng)吸水樹脂包含羧酸酯(鹽)基團(tuán)時(shí)，它很容易奪取鈣并導(dǎo)致對(duì)生根的障礙。
然而，本發(fā)明通過使吸水樹脂在它們的表面上含有特定量的鈣從而能夠提升吸水樹脂對(duì)植物供給鈣的能力，并且不會(huì)降低吸水性能，如飽和吸收能力和吸水速度。作為在生物降解能力上特別優(yōu)秀的吸水樹脂的實(shí)例，可以列舉聚氨基酸和它們的交聯(lián)產(chǎn)物。但是，包含在這些吸水樹脂中的羧基鹽同樣容易奪取鈣并導(dǎo)致對(duì)生根的障礙。然而，本發(fā)明預(yù)期通過使吸水樹脂在其表面上含有特定量的鈣而提升吸水樹脂對(duì)植物供給鈣的能力和促進(jìn)植物生長(zhǎng)，并且不會(huì)降低這樣的吸水性能，如飽和吸收能力和吸水速度。此外，因?yàn)樵撐畼渲鳛楸Ｋ牧显谖阅?，特別是吸水速度上真正優(yōu)秀，并因此迅速地吸收例如噴至土壤中的水，例如它僅僅由于流出或蒸發(fā)而略微地遭受水的損失，并且在例如在沙漠或沙性土壤中樹木種植的農(nóng)業(yè)應(yīng)用中它享有效率高且頻率極低的灌溉。因?yàn)檫^往的吸水樹脂吸收鈣，本發(fā)明用于栽培植物的顆粒保水材料具有釋放鈣的能力，因?yàn)樗哂写笥?且不超過50mg/L的逐步釋放鈣的指數(shù)。因此，它能夠供給對(duì)植物必不可少的營(yíng)養(yǎng)(鈣)?，F(xiàn)在，本發(fā)明將在下文中詳細(xì)描述。
(1)吸水樹脂(A)用于本發(fā)明的術(shù)語“吸水樹脂(A)”是指一種交聯(lián)聚合物，該聚合物在栽培植物用保水材料中或在制備保水材料前呈現(xiàn)顆粒的形狀，具有形成水凝膠的能力，并且顯示出在水中溶脹的能力以及不溶性。例如，在水中的溶脹能力表明吸收如此大量的水以顯示出在20-1,000g/g范圍內(nèi)，優(yōu)選50-1,000g/g，更優(yōu)選100-1,000g/g的飽和吸收能力，并且在水中抗溶解的能力表明該吸水樹脂中未交聯(lián)的水溶性的組分(水溶性聚合物)優(yōu)選落在0-50wt.％的范圍內(nèi)，再優(yōu)選0-25wt.％，更加優(yōu)選0-20wt.％，特別優(yōu)選0-15wt.％，更特別優(yōu)選0-10wt.％，以及最優(yōu)選0-7wt.％。如果水溶性的組分的量大于50wt.％，總的效果將可能由于發(fā)生洗脫而導(dǎo)致引發(fā)對(duì)生長(zhǎng)的抑制，并且導(dǎo)致降低植物生長(zhǎng)的效果。此外，吸水之后保持形狀的事實(shí)可能降低并防止種子被固定在樹脂中。附帶地，飽和吸收能力和水溶性組分的數(shù)值將通過工作實(shí)施例中所指定的測(cè)定方法測(cè)定，其將在下文中列出。
作為本發(fā)明的吸水樹脂，可以列舉聚酰胺型吸水樹脂，如聚天門冬氨酸交聯(lián)聚合物和γ-谷氨酸交聯(lián)聚合物，使用天然材料的吸收樹脂如CMC交聯(lián)聚合物，并且從吸收特性的觀點(diǎn)考慮更優(yōu)選使用通過聚合不飽和單體所得且其中具有內(nèi)部交聯(lián)結(jié)構(gòu)的吸水樹脂。此外，吸水樹脂的各個(gè)顆?？梢栽谄浔砻嫔暇哂杏袡C(jī)的二次交聯(lián)結(jié)構(gòu)。作為所描述的吸水樹脂的實(shí)例，可以列舉部分中和的聚丙烯酸聚合物、淀粉-丙烯腈接枝聚合物的水解產(chǎn)物、淀粉-丙烯酸接枝聚合物、皂化的乙酸乙烯-丙烯酸酯共聚物、它們的交聯(lián)產(chǎn)物、丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物水解產(chǎn)物的交聯(lián)聚合物、含羧基的交聯(lián)聚乙烯醇的退化產(chǎn)物和交聯(lián)的異丁烯-馬來酐共聚物。這些吸水樹脂可以單獨(dú)使用或以兩種或多種成分的混合物的形式使用。優(yōu)選地，使用通過聚合并交聯(lián)主要由丙烯酸和/或其鹽(中和產(chǎn)物)形成的單體而得到的部分中和的聚丙烯酸聚合物?，F(xiàn)在，本發(fā)明栽培植物用保水材料中所使用的吸水樹脂的原料和在它們的生產(chǎn)中所使用的反應(yīng)條件將在下文中說明。
(a)不飽和單體不飽和單體(以下簡(jiǎn)稱為“單體”)優(yōu)選使用丙烯酸和/或其鹽作為主要成分。其可以與其它單體結(jié)合使用。作為可用的其它單體的實(shí)例，可以列舉甲基丙烯酸、馬來酸(酐)、富馬酸、巴豆酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯醛基(acryl)氧代鏈烷磺酸和其堿金屬鹽及銨鹽、和具有水溶性或疏水的不飽和單體的單體如N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基乙酰胺、(甲基)丙烯酰胺、N-異丙基(甲基)-丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、異丁烯和(甲基)丙烯酸十二醇酯作為共聚組分。
當(dāng)本發(fā)明使用除丙烯酸(鹽)以外的單體時(shí)，這種丙烯酸(鹽)以外的單體所占比例優(yōu)選不超過30mol％(下限為0mol％)，更優(yōu)選不超過10mol％，最優(yōu)選不超過5mol％，基于作為主要成分使用的丙烯酸和其鹽的總量。如果該比例超過30mol％，那么其過量將處于使未交聯(lián)水溶性組分增加的不利地位。當(dāng)該比例在前述范圍內(nèi)時(shí)，最終得到的栽培植物用保水材料可以具有除促進(jìn)植物生長(zhǎng)和吸水性能外的其它的功能如抗菌性能，并且此栽培植物用保水材料還可以更便宜地得到。
附帶地，當(dāng)單體正好具有含酸基團(tuán)的不飽和單體時(shí)，其鹽可以包括堿金屬鹽、堿土金屬鹽和銨鹽。從所生產(chǎn)的栽培植物用保水材料的功能、商購(gòu)容易性和安全的觀點(diǎn)考慮，在上述提到的其它鹽中，鈉鹽、鉀鹽和銨鹽證明是特別有利的。通過使用一種鹽與兩種或多種選自上述鈉鹽、鉀鹽和銨鹽的成分結(jié)合，可能得到對(duì)植物生長(zhǎng)更加好的促進(jìn)，但由于植物體內(nèi)的生理作用，因而這并不確定。
特別地，關(guān)于含羧基的不飽和單體的鹽和該鹽的平衡離子的量，一價(jià)平衡離子如鈉離子、鉀離子或銨離子的量?jī)?yōu)選不少于1mol％，再優(yōu)選不少于10mol％，更優(yōu)選不少于15mol％，基于羧基的摩爾數(shù)。一價(jià)平衡離子的量?jī)?yōu)選不超過75mol％，更優(yōu)選不超過70mol％，更加優(yōu)選不超過65mol％，接著優(yōu)選不超過60mol％，特別優(yōu)選不超過55mol％，更特別優(yōu)選不超過50mol％，最優(yōu)選不超過40mol％，基于羧基的摩爾數(shù)。具體說來，一價(jià)平衡離子的量基于羧基通常在0-75mol％范圍內(nèi)，優(yōu)選5-75mol％范圍內(nèi)，更優(yōu)選5-70mol％范圍內(nèi)，更加優(yōu)選10-70mol％范圍內(nèi)，再優(yōu)選10-65mol％范圍內(nèi)，接著優(yōu)選10-60mol％范圍內(nèi)，特別優(yōu)選20-60mol％范圍內(nèi)，更特別優(yōu)選20-55mol％范圍內(nèi)，最優(yōu)選20-40mol％范圍內(nèi)，基于上述羧基的摩爾數(shù)。
如果吸水樹脂(A)所具有的羧基的一價(jià)平衡離子的量不足5mol％，特別是1mol％，那么其缺乏將處于可能降低植物生長(zhǎng)等級(jí)保水材料的吸水性能的不利地位，所述吸水性能例如飽和吸收能力和吸水速度。如果一價(jià)平衡離子的量超過75mol％，特別是90mol％，那么其過量將處于可能導(dǎo)致對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制的不利地位，這是由于含羧基吸水樹脂表現(xiàn)出的本身對(duì)有用的植物營(yíng)養(yǎng)鹽如鎂、鈣和鋅的吸收能力的增加而產(chǎn)生的。附帶地，一價(jià)平衡離子的量表示丙烯酸與一價(jià)堿金屬如鈉或鉀或氨或胺的中和比率(表示前述丙烯酸鹽的mol％數(shù))。為了形成上述的鹽，可以用氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、氨水或碳酸銨中和單體形式的丙烯酸，或者可以將丙烯酸與丙烯酸鹽混合。另外，聚合過程中或聚合后的丙烯酸可以作為聚合物被中和。上述手段可以結(jié)合使用。
(b)交聯(lián)單體(內(nèi)部交聯(lián)劑)吸水樹脂在本質(zhì)上需要交聯(lián)結(jié)構(gòu)。其可以具有不需要任何交聯(lián)單體的自交聯(lián)結(jié)構(gòu)。通過使交聯(lián)單體共聚或反應(yīng)而得到的吸水樹脂證明是更優(yōu)選的，所述交聯(lián)單體在分子單元中具有至少兩個(gè)可聚合的不飽和基團(tuán)或至少兩個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)(另外稱為吸水樹脂的內(nèi)部交聯(lián)劑)。作為內(nèi)部交聯(lián)劑的實(shí)例，可以列舉N，N’-亞甲基雙(甲基)丙烯酰胺、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、環(huán)氧乙烷改性的三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三聚異氰酸三烯丙酯、磷酸三烯丙酯、三烯丙基胺、聚(甲基)烯丙氧基鏈烷、(聚)乙二醇二縮水甘油醚、丙三醇二縮水甘油醚、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、丙三醇、季戊四醇、乙二胺、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、聚乙烯亞胺和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯。
這些內(nèi)部交聯(lián)劑可以單獨(dú)使用或以兩種或多種的混和形式使用。此外，這些內(nèi)部交聯(lián)劑可以全部或逐步地加入反應(yīng)體系中。當(dāng)使用至少一種或兩種或更多種這些內(nèi)部交聯(lián)劑時(shí)，考慮到最終得到的用于栽培植物的吸水樹脂或保水劑的吸收特性，推薦具有至少兩個(gè)可聚合的不飽和基團(tuán)的化合物主要在聚合期間使用。
內(nèi)部交聯(lián)劑的用量?jī)?yōu)選在0.001-2mol％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.005-0.5mol％范圍內(nèi)，更加優(yōu)選在0.01-0.2mol％范圍內(nèi)，并特別優(yōu)選在0.03-0.15mol％范圍內(nèi)，基于前述單體的量(不包括內(nèi)部交聯(lián)劑)。如果上述內(nèi)部交聯(lián)劑的用量不足0.001mol％或超過2mol％，那么其偏差可能會(huì)阻礙得到足夠的吸收性能。
為了通過使用上述內(nèi)部交聯(lián)劑而在聚合物中引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)，可以在前述單體聚合之前、期間或之后或在它們中和之后向反應(yīng)體系中加入內(nèi)部交聯(lián)劑。
(c)聚合引發(fā)劑作為在得到用于本發(fā)明吸水樹脂的前述不飽和單體的聚合中所用的引發(fā)劑，自由基聚合引發(fā)劑如過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉、過乙酸鉀、過乙酸鈉、過碳酸鉀、過碳酸鈉、叔丁基氫過氧化物、過氧化氫和2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二氫氯化物，和光聚合引發(fā)劑如2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮是可用的。從性能的觀點(diǎn)考慮，這種聚合引發(fā)劑的量通常在0.001-2mol％的范圍內(nèi)并優(yōu)選在0.01-0.1mol％的范圍內(nèi)(基于全部單體)。如果聚合引發(fā)劑的量不足0.001mol％，那么其缺少將導(dǎo)致殘留的未反應(yīng)單體過度增加。相反，如果用量超過2mol％，那么其過剩將處于造成聚合控制困難的不利地位。
(d)聚合方法為了聚合前述單體以得到用于本發(fā)明的吸水樹脂，允許采用本體聚合或沉淀聚合。從性能、聚合控制的容易度、還有溶脹凝膠的吸收特性等觀點(diǎn)考慮，推薦采用以水溶液進(jìn)行聚合，其在于使前述單體減少到進(jìn)行水溶液聚合或反相懸浮聚合。
由單體得到的水溶液(以下稱為“單體水溶液”)中單體濃度不需要特別限定，但是該濃度是根據(jù)水溶液溫度和單體種類決定的。其優(yōu)選在10-80wt.％范圍內(nèi)，并更優(yōu)選在20-60wt.％范圍內(nèi)。在進(jìn)行上述的水溶液聚合時(shí)，在必要的時(shí)候可以另外使用除水之外的溶劑。另外所使用的溶劑不需要因其種類而特別描述。
上述聚合通過使用在前段(c)中描述的聚合引發(fā)劑而引發(fā)。任選地，可以單獨(dú)或以兩種或多種的混合形式將活化能量射線如紫外線、電子射線和γ射線與上述聚合引發(fā)劑結(jié)合使用。雖然聚合引發(fā)期間溫度取決于所用聚合引發(fā)劑的種類，但是其優(yōu)選在15-130℃范圍內(nèi)，并更優(yōu)選在20-120℃范圍內(nèi)。如果在聚合引發(fā)期間溫度偏離了上述的特定范圍，此偏差將處于不利地位，其導(dǎo)致所生產(chǎn)的吸水樹脂中殘留單體過度增加，或可能使自交聯(lián)反應(yīng)過分進(jìn)行而達(dá)到降低吸水樹脂的吸水性能的程度。
附帶地，術(shù)語“反相懸浮聚合”指一種聚合方法，其在于使單體水溶液懸浮在疏水有機(jī)溶劑中。它描述于美國(guó)專利如美國(guó)專利No.4093776、No.4367323、No.4446261、No.4683274、和No.5244735中。水溶液聚合是一種用于聚合單體水溶液但不使用分散溶劑的方法。其描述于美國(guó)專利如U.S.Patent No.4625001、No.4873299、No.4286082、No.4973632、No.4985518、No.5124416、No.5250640、No.5264495、No.5145906和No.5380808，以及歐洲專利如EPNo.0811636、No.0955086和No.0922717中。在這些聚合方法中列舉的單體和引發(fā)劑在本發(fā)明中都是可用的。
聚合產(chǎn)物通常是水凝膠型交聯(lián)聚合物。當(dāng)水凝膠型交聯(lián)聚合物的水含量在10-50wt.％范圍內(nèi)時(shí)，本發(fā)明可以使用該水凝膠型交聯(lián)聚合物作為吸水樹脂(A)。例如，通過使用絞肉機(jī)將水含量在10-50wt.％范圍內(nèi)的水凝膠型交聯(lián)聚合物磨碎，然后使無機(jī)化合物如鈣化合物沉積在磨碎的聚合物的表面上，進(jìn)而得到吸水樹脂。
(e)干燥其間，在必要時(shí)可以干燥該水凝膠型交聯(lián)聚合物，并且通常在干燥前和/或后以磨碎形式使用。當(dāng)通過熱空氣實(shí)現(xiàn)干燥時(shí)，其通常在60℃-250℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，優(yōu)選在100℃-220℃范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選在120℃-200℃范圍內(nèi)。干燥時(shí)間根據(jù)聚合物的表面積和水含量以及干燥設(shè)備的種類進(jìn)行選擇，以便得到目標(biāo)水含量。能夠用于本發(fā)明的吸水樹脂的水含量(用吸水樹脂或栽培植物用保水材料中的含水量表示，并且測(cè)定為用180℃熱空氣干燥3小時(shí)結(jié)束后減重的量)不需要特別限定。從栽培植物用保水材料的固態(tài)性能和易處理性的觀點(diǎn)考慮，該吸水樹脂應(yīng)當(dāng)是一種粉末的形式，甚至在室溫下也顯示出流動(dòng)性。因此，該粉末水含量?jī)?yōu)選在0-50wt.％范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0-40wt.％范圍內(nèi)，更加優(yōu)選在0-30wt.％范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在0-20wt.％范圍內(nèi)，并且最優(yōu)選在0-10wt.％范圍內(nèi)。吸水樹脂的優(yōu)選粒徑將在下文中明確描述。
當(dāng)通過前述反相懸浮聚合法實(shí)現(xiàn)聚合時(shí)，聚合完成后所得到的水凝膠型交聯(lián)聚合物通常可以在分散于有機(jī)溶劑中的狀態(tài)下共沸脫水直到水含量被調(diào)節(jié)在0-50wt.％范圍內(nèi)，優(yōu)選0-30wt.％范圍內(nèi)并且更優(yōu)選0-20wt.％范圍內(nèi)，然后通過傾析或蒸餾從有機(jī)溶劑中分離出，并在必要時(shí)進(jìn)一步通過其它方法進(jìn)行干燥，其中所述有機(jī)溶劑為碳?xì)浠衔锢缂和椤?shí)現(xiàn)此干燥的方法不需要特別限定。能夠獲得目標(biāo)水含量的各種方法如加熱干燥、熱空氣干燥、真空干燥、紅外線干燥、微波干燥、用疏水有機(jī)溶劑共沸脫水，和用熱蒸汽進(jìn)行高濕度干燥都可用于干燥。
(f)有機(jī)二次交聯(lián)處理(表面交聯(lián)處理)在經(jīng)過上述的交聯(lián)聚合后，本發(fā)明所預(yù)期的用于栽培植物保水材料的吸水樹脂可以任選被干燥，然后研磨，并進(jìn)一步經(jīng)受表面交聯(lián)(二次交聯(lián))處理。適當(dāng)考慮例如栽培植物用保水材料所施加的土壤的鹽濃度，形成土壤的礦物種類的性能和用于灌溉的水質(zhì)，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行表面交聯(lián)處理以適應(yīng)這些需要。
在使用共價(jià)鍵型交聯(lián)劑進(jìn)行有機(jī)二次交聯(lián)處理的時(shí)候，當(dāng)多種交聯(lián)劑可用于該表面交聯(lián)時(shí)，從性能的觀點(diǎn)考慮通常采用多元醇化合物、環(huán)氧化合物、多價(jià)胺化合物或它們與鹵代環(huán)氧化合物的縮合物、唑啉化合物、單-、二-或聚-唑烷酮化合物、多價(jià)金屬鹽或碳酸亞烴酯化合物。用于本發(fā)明的表面交聯(lián)劑特別列舉于例如美國(guó)專利No.6228930、No.6071976和No.6254990中。作為表面交聯(lián)劑的實(shí)例，可以列舉多元醇如單-、二-、三-、四-或聚乙二醇、單丙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇、2，3，4-三甲基-1，3-戊二醇、聚丙二醇、丙三醇、聚丙三醇、2-丁烯-1，4-二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇和1，2-環(huán)己二甲醇；環(huán)氧化合物如乙二醇二縮水甘油醚和縮水甘油；多價(jià)胺化合物如乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺、聚乙烯亞胺和聚酰胺聚胺；鹵代環(huán)氧化合物如表氯醇、表溴醇、α-甲基表氯醇；上述多價(jià)胺化合物與上述鹵代環(huán)氧化合物的縮合物；唑烷酮化合物如2-唑烷酮；碳酸亞烴酯化合物如碳酸乙二酯，但是并不排除其它表面交聯(lián)劑。在上述列舉的其它交聯(lián)劑中，至少多元醇證明是特別有利的。優(yōu)選使用具有2-10個(gè)，更優(yōu)選3-8個(gè)碳原子的多元醇。
雖然表面交聯(lián)劑用量隨著所用化合物的種類和它們的結(jié)合而變化，但是表面交聯(lián)劑的用量?jī)?yōu)選在0.001重量份-10重量份的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選在0.01重量份-5重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份的吸水樹脂(吸水樹脂處于表面交聯(lián)之前所存在的狀態(tài))。本發(fā)明中，表面交聯(lián)優(yōu)選通過使用水來完成。在這種情況下，雖然所用水量隨著吸水樹脂的水含量而變化(吸水樹脂處于表面交聯(lián)之前所存在的狀態(tài))，但是要使用的水的量通常在0.5-20重量份的范圍內(nèi)并優(yōu)選在0.5-10重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份上述的吸水樹脂。本發(fā)明中，除水之外可以使用親水有機(jī)溶劑。所使用的親水有機(jī)溶劑的量在0-10重量份的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0-5重量份的范圍內(nèi)并且更優(yōu)選在0-3重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份在表面交聯(lián)之前的吸水樹脂。
在其它畢竟可以使用的各種混合方法中，優(yōu)選使用的方法在于預(yù)混合水和/或親水有機(jī)溶劑，接著使產(chǎn)生的水溶液噴射在吸水樹脂上或逐滴地與吸水樹脂混合。采用噴霧作用的方法證明是更加有利的。由噴霧形成的液滴的平均尺寸優(yōu)選不超過300μm(下限為0.1μm)并且更優(yōu)選不超過200μm。
當(dāng)通過聚離子鍵合交聯(lián)進(jìn)行有機(jī)二次交聯(lián)處理時(shí)，吸水樹脂可以使用聚烷撐胺、改性聚胺、聚乙烯亞胺、改性聚乙烯亞胺、聚烯丙基胺或聚乙烯胺進(jìn)行涂覆，例如美國(guó)專利No.5382610和JP-A 1994-370的說明書中所公開的。
在進(jìn)行表面交聯(lián)處理的情況下，用于混合吸水樹脂(處于表面交聯(lián)之前狀態(tài)的吸水樹脂)、上述表面交聯(lián)劑、水和親水有機(jī)溶劑的混合設(shè)備優(yōu)選安裝有大的混合功率以便確保準(zhǔn)確無誤地均勻混合。作為此處較好采用的本發(fā)明的混合設(shè)備的實(shí)例，可以列舉圓柱型混合器、雙壁錐形混合器、高速攪拌混合器、V型混合器、螺條混合器、螺旋式混和器、雙臂型捏合機(jī)、粉碎型捏合機(jī)、轉(zhuǎn)式混料器、氣流型混合器、湍流增強(qiáng)器(turburizer)、分批型Ldige(/Loedige/plausher)混合機(jī)和連續(xù)型Ldige(/Loedige/plausher)混合機(jī)。
在混合表面交聯(lián)劑的情況下，本發(fā)明所預(yù)期的栽培植物用保水材料可以通過在表面交聯(lián)之前將該表面交聯(lián)劑與多價(jià)金屬化合物(B)混合或者使它與多價(jià)金屬化合物共存而得到。多價(jià)金屬化合物將在下文中詳細(xì)描述。此外，在混合表面交聯(lián)劑的情況下，混合體系除上述多價(jià)金屬化合物外還可以允許不溶于水的二氧化硅微粒或表面活性劑以避免削弱本發(fā)明效果的含量范圍共存。
已經(jīng)與表面交聯(lián)劑混合的吸水樹脂優(yōu)選經(jīng)受熱處理。關(guān)于進(jìn)行熱處理的條件，表面交聯(lián)處理之前吸水樹脂的溫度或傳熱介質(zhì)的溫度(特別是傳熱介質(zhì)的溫度)優(yōu)選在100-250℃的范圍內(nèi)并更優(yōu)選在150-250℃的范圍內(nèi)，并且加熱時(shí)間優(yōu)選在1分鐘-2小時(shí)。溫度和時(shí)間結(jié)合的優(yōu)選實(shí)施例是180℃下0.1-1.5小時(shí)和200℃下0.1-1小時(shí)。當(dāng)吸水樹脂是通過反相懸浮聚合得到時(shí)，其表面已經(jīng)過交聯(lián)處理的吸水樹脂可以在聚合完成后和共沸脫水期間和/或共沸脫水之后通過使表面交聯(lián)劑與吸水樹脂分散在疏水有機(jī)溶劑中而得到，所述吸水樹脂具有不超過50wt.％的水含量，優(yōu)選不超過40wt.％，并且更優(yōu)選不超過30wt.％。
(g)吸水樹脂的粒徑本發(fā)明栽培植物用保水材料中所使用的吸水樹脂(A)的粒徑不需要限定，但是可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇以適合該樹脂的應(yīng)用目的。吸水樹脂的重均粒徑根據(jù)實(shí)施例中所述方法規(guī)定。當(dāng)吸水樹脂(A)作為栽培植物用保水材料使用時(shí)，例如，直徑小于150μm的顆粒所占比例優(yōu)選在0-20wt.％范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0-10wt.％范圍內(nèi)并且特別優(yōu)選在0-5wt.％范圍內(nèi)。如果直徑不大于150μm的顆粒所占比例超過20wt.％，那么其過量可能會(huì)因?yàn)樵黾恿藦奈畼渲幸夯乃苄越M分的量而產(chǎn)生對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制。并且，直徑不小于600μm的顆粒所占比例至少為20wt.％，優(yōu)選至少為30wt.％，并且更優(yōu)選至少為40wt.％。此外，可有利使用的吸水樹脂的重均粒徑在200-10,000μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在500-5,000μm的范圍內(nèi)，并且特別優(yōu)選在500-2,000μm的范圍內(nèi)。如果重均粒徑超過10,000μm，那么此超出可能由于吸水速度的嚴(yán)重下降而削弱植物栽培用吸水樹脂的易處理性。如果重均粒徑不到200μm，那么此不足將處于不利的地位，其因?yàn)槲z狀態(tài)的顆粒的大表面積而使顆粒容易干燥，并且使顆粒中的水組分比提供給植物的水蒸發(fā)更快。附帶地，重均粒徑通過下文所列舉的工作實(shí)施例中描述的方法測(cè)定。
上述粒徑也適用于栽培植物用保水材料。根據(jù)應(yīng)用目的或在必要時(shí)，吸水樹脂或栽培植物用保水材料的粒徑可以通過在與水不溶性微?；蛴H水溶劑或優(yōu)選水混合時(shí)使樹脂進(jìn)一步?；瘉碚{(diào)節(jié)。
本發(fā)明栽培植物用保水材料將在下文中詳細(xì)描述。它是通過向如上述所得的吸水樹脂(A)中加入多價(jià)金屬鹽(B)而生產(chǎn)的。
(2)多價(jià)金屬化合物(B)用于本發(fā)明的多價(jià)金屬化合物(B)是多價(jià)金屬的鹽或氫氧化物，其包括二價(jià)金屬如鈣、鎂、鋇和堿土金屬，三價(jià)金屬如鋁，過渡金屬如鋅、鐵、錳、銅和鉬的無機(jī)正鹽和復(fù)鹽如鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽和碳酸鹽，乳酸和脂肪酸的有機(jī)鹽、氫氧化物和氧化物。為了在吸水之后給凝膠狀態(tài)的穩(wěn)定性提供一個(gè)良好的環(huán)境，并且給植物的生理作用如植物的發(fā)芽和生長(zhǎng)一個(gè)良好的環(huán)境，多價(jià)金屬化合物是包含至少一種選自鈣、鎂、鐵和硅的元素的化合物或這些化合物的混合物。因?yàn)殁}是植物促進(jìn)根毛生長(zhǎng)的能力的基本成分(主要組分)，所以上述無機(jī)化合物優(yōu)選主要含有鈣。因此，無機(jī)化合物能夠顯示出實(shí)現(xiàn)了逐步釋放鈣的能力。多價(jià)金屬化合物(B)可以是一種組合物，它是由兩種或多種含有一種上文所列舉的元素的多價(jià)金屬化合物相結(jié)合產(chǎn)生的，如氧化鈣和氧化硅的組合物，或者是一種多價(jià)金屬化合物，其含有兩種或多種選自上文所列舉的元素，如鐵酸鈣或硫酸鎂鈣鉀。當(dāng)使吸水樹脂包含至少一種上文所列舉的元素和鈣時(shí)，特別是在用于植物生長(zhǎng)的時(shí)候，它能夠在生根率和發(fā)芽率方面非常優(yōu)秀。
多價(jià)金屬化合物(B)優(yōu)選略溶于水。該化合物在常壓20℃下在100g去離子水中的溶解度大于0并且不大于10.0g，優(yōu)選在0.001-10.0g范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.001-5.0g范圍內(nèi)，更加優(yōu)選在0.005-1.0g范圍內(nèi)，還更優(yōu)選在0.005-0.5g范圍內(nèi)，并且特別優(yōu)選在0.005-0.3g范圍內(nèi)。如果上述溶解度超過10.0g，那么其過量將致使多價(jià)金屬元素離子，特別是不少于2價(jià)的金屬離子，容易滲透吸水樹脂內(nèi)部，且迫使吸水樹脂顆粒中的羧基引起金屬的交聯(lián)，并且因此降低了吸收能力。如果能夠構(gòu)成植物生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)鹽的多價(jià)金屬離子的溶解度過高，那么其過量將處于不利的地位，因?yàn)楫?dāng)樹脂暴露于雨水或噴灑器中的水時(shí)離子突然被釋放并擴(kuò)散，從而在樹脂實(shí)際使用時(shí)削弱了植物營(yíng)養(yǎng)鹽的持續(xù)供給。不溶于水的多價(jià)金屬化合物是不利的，因?yàn)橹参餆o法利用其無機(jī)元素。
作為形成多價(jià)金屬化合物(B)的化合物實(shí)例，可以列舉無機(jī)正鹽和復(fù)鹽如至少一種選自鈣、鎂、鐵和硅的元素的硫酸鹽和碳酸鹽、乳酸和脂肪酸的有機(jī)鹽、以及氫氧化物和氧化物。從作為植物生長(zhǎng)用吸水材料的吸收特性(例如吸收能力和吸水速度)，吸水凝膠狀態(tài)的穩(wěn)定性和表現(xiàn)在植物上的生理作用如植物的發(fā)芽和生長(zhǎng)的觀點(diǎn)考慮，在上文列舉的其它多價(jià)金屬化合物中，無機(jī)正鹽和復(fù)鹽如硫酸鹽和碳酸鹽，乳酸、有機(jī)酸和脂肪酸的有機(jī)鹽，以及氫氧化物和氧化物證明是特別有利的。作為多價(jià)金屬化合物(B)的實(shí)例，可以列舉無機(jī)化合物包括鈣化合物如硫酸鈣、氫氧化鈣、氧化鈣、碳酸鈣、硼酸鈣、乳酸鈣、檸檬酸鈣和硬脂酸鈣，鎂化合物如氧化鎂、氫氧化鎂、乳酸鎂和檸檬酸鎂，氧化鐵和二氧化硅，它們具有上述范圍內(nèi)的溶解度。更特別地是，可以列舉鈣化合物如硫酸鈣、氫氧化鈣、氧化鈣、碳酸鈣、硼酸鈣、乳酸鈣、檸檬酸鈣和硬脂酸鈣與選自氧化鎂、氫氧化鎂、乳酸鎂、檸檬酸鎂和氧化鐵的任何一種的混合物。附帶地，如上所述鈣的包含實(shí)質(zhì)上是必需的，并且多價(jià)金屬化合物(B)需要包含比例不少于5wt.％的鈣化合物。為了提高除根之外葉的生長(zhǎng)和果實(shí)產(chǎn)量，該比例優(yōu)選在5-100wt.％范圍內(nèi)，并優(yōu)選在10-100wt.％范圍內(nèi)，更優(yōu)選在10-95wt.％范圍內(nèi)。多價(jià)金屬化合物(B)中包含的至少一種選自鎂、鐵和硅的元素的化合物優(yōu)選在5-95wt.％范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選在10-90wt.％范圍內(nèi)。
作為前述的多價(jià)金屬化合物(B)，本發(fā)明可以使用源自于焚化爐的灰燼。焚化爐中的灰燼所含的元素隨著焚燒之前的原料而變化。飛灰、超級(jí)灰、爐渣灰和煤渣灰是多價(jià)金屬化合物的實(shí)例，其中化合物實(shí)質(zhì)上包含上述鈣化合物并且還包含鎂化合物、鐵化合物和硅化合物。附帶地，飛灰是從燃燒細(xì)粉煤的鍋爐的燃燒氣體中收集在集塵器中的煤灰，煤渣灰是在燃燒細(xì)粉煤的鍋爐的燃燒氣體經(jīng)過空氣預(yù)熱器和省煤器期間落入其中的時(shí)候所收集的煤灰，爐渣灰是從燃燒細(xì)粉煤的鍋爐爐底收集的煤灰。超級(jí)灰是通過研磨煤泥焚化所產(chǎn)生的灰燼直至得到統(tǒng)一粒徑的微粒而生產(chǎn)的。這些焚化灰僅需要包含至少兩種元素，選自鈣、鎂、鐵和硅。飛灰和超級(jí)灰可以有利地使用，因?yàn)樗鼈兒写蟊壤拟}和鎂。至于用作多價(jià)金屬化合物(B)的焚化灰的溶解度，包含于焚化灰中的前述元素的單獨(dú)溶解度需要達(dá)到這樣的條件，即在20℃下100g去離子水中的溶解度大于0而不超過10.0g。雖然例如飛灰至今已大量用于建筑板、高速公路的橋梁、高等級(jí)路的橋梁、鋼鐵橋的地基、排水工程、防水建筑物、砂漿工程和襯毯紙，但是它從來沒有作為植物生長(zhǎng)等級(jí)的吸水材料與高吸收能力的吸水樹脂結(jié)合使用。然而，通過使用該質(zhì)量的焚化灰作為多價(jià)金屬化合物(B)，本發(fā)明能夠在很高的程度上利用廢料。附帶地，焚化灰還可以和其它多價(jià)金屬化合物一起使用。因此，為了提高鈣的量，可以使用飛灰與前述鈣化合物如碳酸鈣、硝酸鈣或氫氧化鈣的混合物。多價(jià)金屬化合物(B)看作是一種多價(jià)金屬化合物，即使它們的抗衡離子通過與吸水樹脂(A)反應(yīng)而變化。
在上文列舉的多價(jià)金屬化合物(B)的其它實(shí)例中，從對(duì)吸水樹脂顆粒表面的粘附性，植物生長(zhǎng)特性，逐步釋放鈣的特性，吸水性能和經(jīng)濟(jì)性能的觀點(diǎn)考慮，硝酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鈣、氧化鈣和碳酸鈣證明是最有利的。
多價(jià)金屬化合物(B)通常是包含結(jié)晶水的粉末的形式，其中水含量不超過10wt.％，且對(duì)它們的粒徑并不加以特別限定。通常，與普通的吸水樹脂相比，它具有較小的重量(質(zhì)量)和較小的平均粒徑，它使用的粒徑范圍在0.001-150μm，優(yōu)選0.1-75μm。添加多價(jià)金屬化合物(B)的方法和它們的添加量將在后面標(biāo)題為“栽培植物用保水材料”的第(3)段中詳細(xì)描述。
(3)栽培植物用保水材料(栽培植物用保水劑)本發(fā)明所預(yù)期的用于栽培植物的保水材料包含吸水樹脂和多價(jià)金屬化合物，并且優(yōu)選含有至少一部分實(shí)質(zhì)上結(jié)合在一起的吸水樹脂和多價(jià)金屬化合物。特別地，其優(yōu)選含有結(jié)合在吸水樹脂的表面上或其表面層附近的多價(jià)金屬化合物。此處所用的術(shù)語“結(jié)合”指至少一部分多價(jià)金屬化合物與吸水樹脂化學(xué)地或物理地相結(jié)合的形式。作為這種結(jié)合形式的實(shí)例，可以列舉，多價(jià)金屬化合物化學(xué)鍵接至存在于吸水樹脂中的官能團(tuán)，多價(jià)金屬化合物物理沉積在吸水樹脂的表面上，以及多價(jià)金屬化合物通過滲透嵌在吸水樹脂表面上。
如上所述，吸水樹脂通常具有一價(jià)羧酸鹽如羧酸鈉。該一價(jià)羧酸鹽具有吸收多價(jià)金屬離子的特性，所述多價(jià)金屬離子是植物所必需的營(yíng)養(yǎng)鹽，如植物發(fā)芽、生根和生長(zhǎng)所需的鈣離子。當(dāng)羧基(鹽)含量超過3mmols/g時(shí)，此現(xiàn)象特別顯著。因此，在吸水特性優(yōu)秀的吸水樹脂直接接觸植物的情況下，為了提升灌溉效率，很難在土壤中使用吸水樹脂，所述土壤含有吸水樹脂的量不少于1wt.％，特別是不少于5wt.％。然而，當(dāng)吸水樹脂和多價(jià)金屬化合物像本發(fā)明情況一樣以結(jié)合在吸水樹脂的表面上或其表面層附近而整合一體存在時(shí)，可以防止對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制，因?yàn)榇嬖谟谖畼渲砻嫔系囊粌r(jià)羧酸鹽不會(huì)奪取植物的多價(jià)金屬離子如鈣離子。因此，在土壤中使用的栽培植物用保水材料的量可以增加至這樣的高濃度，如不少于1wt.％，優(yōu)選不少于5wt.％，從而大大提升了灌溉效率。附帶地，如果多價(jià)金屬化合物和吸水樹脂分別給予，那么它們的效果將處于不利地位，會(huì)使存在于吸水樹脂顆粒表面上的一價(jià)羧酸鹽導(dǎo)致出現(xiàn)上述的抑制植物生長(zhǎng)的作用。
為了確保作為保水材料的促進(jìn)植物生長(zhǎng)作用和吸水性能，本發(fā)明優(yōu)選將前述多價(jià)金屬化合物以粘附于和/或涂覆于上述吸水樹脂表面的形式沉積。附帶地，本發(fā)明中所用表述“吸水樹脂的表面”指包括吸水樹脂的至少部分最外層表面的概念。也就是說，其指定在相對(duì)于顆粒直徑的從最外層表面到中心的方向上的最外層表面和經(jīng)過一段距離所形成的外殼層，所述距離通常在0-20％的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0-10％范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0-5％范圍內(nèi)，并且特別優(yōu)選在0-1％范圍內(nèi)。在栽培植物用保水材料的平均顆粒中，該表述指定從最外層表面起算經(jīng)過一段距離所形成的外殼層，所述距離通常在0-50μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0-20μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0-5μm的范圍內(nèi)，并且特別優(yōu)選在0-1μm的范圍內(nèi)，以及最外層表面。因此，具有多價(jià)金屬化合物涂覆吸水樹脂的最外層表面的形式和具有多價(jià)金屬化合物僅沉積在吸水樹脂的表面和/或表面層上的形式是優(yōu)選實(shí)施例。特別地，包括使在吸水樹脂的表面上和表面層附近的多價(jià)金屬化合物的多價(jià)金屬離子被取代的形式，所述取代是通過存在于吸水樹脂表面層部分的羧基(鹽)和多價(jià)金屬離子的鹽交換而進(jìn)行的。因此，栽培植物用保水材料中的無機(jī)化合物的分布以這樣的形式存在，在從最外層表面到中心的方向上無機(jī)化合物的分布比例朝著最外層表面增加，朝著中心減少，并且在中心附近接近終止。當(dāng)具有保守水溶性的多價(jià)金屬化合物在栽培植物用保水材料的表面上和附近存在時(shí)，因?yàn)闃?gòu)成植物營(yíng)養(yǎng)鹽的如鈣和鎂的無機(jī)化合物被逐步釋放至土壤中，所以這些無機(jī)化合物可以被有效提供至植物并且不會(huì)產(chǎn)生鹽損害。當(dāng)多價(jià)金屬化合物滲入吸水樹脂顆粒內(nèi)部時(shí)，由于形成無機(jī)化合物的多價(jià)金屬離子被吸水樹脂中一價(jià)羧酸鹽(如羧酸鈉和羧酸鉀)取代，從而導(dǎo)致離子交聯(lián)，并因此大大降低了飽和吸收能力和吸水速度。然而，通過使用具有特定溶解度的多價(jià)金屬化合物并使其在吸水樹脂的表面上或表面層附近存在，從而使防止吸水特性由于離子交聯(lián)而降低變得可能，并因此提供具有高吸水特性的栽培植物用保水材料。
附帶地，栽培植物用保水材料中所含的無機(jī)元素的分布可以通過例如電子射線探針微量分析儀(EPMA)分析和證實(shí)。例如用均化器對(duì)栽培植物用保水材料的表面進(jìn)行拋光，使分析顆粒的表面層和內(nèi)部的無機(jī)元素的濃度和分布成為可能。
多價(jià)金屬化合物的含量通常在5-50wt.％范圍內(nèi)，優(yōu)選7-50wt.％，更優(yōu)選9-50wt.％，再次優(yōu)選10-50wt.％，再次更優(yōu)選10-45wt.％，進(jìn)一步優(yōu)選15-45wt.％，特別優(yōu)選15-40wt.％并且最優(yōu)選15-30wt.％。如果該含量不足5wt.％，那么其短缺將導(dǎo)致減輕抑制植物生長(zhǎng)作用的效果下降。相反，如果該含量超過50wt.％，那么其過量將可能導(dǎo)致作為栽培植物用保水材料的吸水能力的降低。因而，本發(fā)明栽培植物用保水材料優(yōu)選在吸水樹脂(A)表面上前述多價(jià)金屬化合物(B)的存在量在7-50wt.％范圍內(nèi)，優(yōu)選在10-40wt.％范圍內(nèi)，并且特別優(yōu)選在20-40wt.％范圍內(nèi)，基于栽培植物用顆粒保水材料顆粒的量。前述多價(jià)金屬化合物(B)在表面上以上文指定范圍的存在是有利的，其抑制了從植物中奪取鈣，并且賦予了可以很容易表現(xiàn)出的逐步釋放鈣的能力。當(dāng)多價(jià)金屬化合物的量以栽培植物用保水材料的重量為基準(zhǔn)時(shí)，其在除去材料中所含揮發(fā)性組分如水之后測(cè)量，所述除去是通過預(yù)先在其測(cè)量之前的干燥和移除處理進(jìn)行的，所述處理的條件是在減壓下(小于1mmHg)60±5℃下進(jìn)行24小時(shí)。
適當(dāng)選擇栽培植物用保水材料的粒徑以適合使用目的。為了原樣使用栽培植物用保水材料，其直徑不足150μm的顆粒所占比例優(yōu)選在0-20wt.％范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0-10wt.％范圍內(nèi)，并且特別優(yōu)選在0-5wt.％范圍內(nèi)。如果該比例超過20wt.％，那么總體說來可能會(huì)因?yàn)樵黾恿藦奈畼渲幸夯乃苄越M分的量而導(dǎo)致產(chǎn)生對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制。因此，直徑超過600μm的材料顆粒所占比例不少于20wt.％，優(yōu)選不少于30wt.％，并且更優(yōu)選不少于40wt.％。利于使用的栽培植物用保水材料的重均粒徑在200-10,000μm范圍內(nèi)，優(yōu)選在500-5,000μm范圍內(nèi)，并且特別優(yōu)選在500-2,000μm范圍內(nèi)。如果重均粒徑超過10,000μm，其過多將可能導(dǎo)致針對(duì)植物生長(zhǎng)的保水材料的易處理性下降。特別是如果重均粒徑不足200μm，此不足將處于不利地位，其因?yàn)楸砻娣e大而使處在吸水凝膠狀態(tài)的材料趨于干燥，而使水組分(比提供給植物的水)蒸發(fā)更快。
由下文列舉的工作實(shí)施例中所述方法定義的栽培植物用保水材料的吸水速度(在去離子水中10分鐘內(nèi)的吸收能力)通常在20-500g/g范圍內(nèi)，考慮到經(jīng)濟(jì)或生產(chǎn)成本的平衡優(yōu)選在30-500g/g范圍內(nèi)，更優(yōu)選在50-500g/g范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在70-500g/g范圍內(nèi)，并且最優(yōu)選在100-500g/g范圍內(nèi)，也就是迄今還難以達(dá)到的數(shù)量范圍。如果吸水速度不足20g/g，其不足將可能導(dǎo)致當(dāng)通過在土壤上噴淋水來灌溉植物時(shí)水從土壤中的擴(kuò)散和流出，阻礙被保持水達(dá)到目標(biāo)量，提高了灌溉的頻率，并且因此削弱了工作效率。相反，如果其超過500g/g，那么過高將可能導(dǎo)致在生產(chǎn)成本方面妨礙了節(jié)約。
本發(fā)明栽培植物用顆粒保水材料具有超過0且不超過50mg/L的鈣逐步釋放指數(shù)。該指數(shù)優(yōu)選在1.0-20mg/L的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在1.5-15mg/L的范圍內(nèi)，并且特別優(yōu)選在2.0-15mg/L的范圍內(nèi)。如果該指數(shù)超過50mg/L，那么其過多將可能導(dǎo)致產(chǎn)生金屬與吸水樹脂顆粒中的羧基交聯(lián)，因此降低吸收能力并且使鈣的持續(xù)擴(kuò)散難以獲得。
因此，本發(fā)明栽培植物用保水材料的飽和吸收能力在20-1,000g/g范圍內(nèi)，優(yōu)選在50-1,000g/g范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選在100-1,000g/g范圍內(nèi)。
本發(fā)明中，栽培植物用保水材料的水溶性組分的量(可溶組分的量/萃取的可溶組分的量)優(yōu)選在0-20wt.％范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0-15wt.％范圍內(nèi)，再次優(yōu)選在0-10wt.％范圍內(nèi)，進(jìn)而優(yōu)選在0-7wt.％范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在0-5wt.％范圍內(nèi)，并且最優(yōu)選在0-3wt.％范圍內(nèi)。如果可溶性組分的量超過上述指定范圍，那么此過量將處于不利的地位，其由于主要形成可溶性組分的未交聯(lián)的水溶性聚合物(例如聚丙烯酸(鹽))液化進(jìn)入植物的生存環(huán)境，從而導(dǎo)致產(chǎn)生對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制。當(dāng)此材料處于特定的飽和吸收能力時(shí)，特別是當(dāng)該材料變?yōu)槿ルx子水吸收凝膠，并且飽和吸收能力分別在20g/g的溶脹狀態(tài)、30g/g的溶脹狀態(tài)、50g/g的溶脹狀態(tài)、70g/g的溶脹狀態(tài)和100g/g的溶脹狀態(tài)中在25℃下保持24小時(shí)時(shí)，從本發(fā)明栽培植物用保水材料中液化的可溶性組分(液化的可溶性物質(zhì))的量?jī)?yōu)選盡可能小。該量在0-0.5wt.％的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0-0.3wt.％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0-0.1wt.％的范圍內(nèi)，并且最優(yōu)選在0-0.005wt.％的范圍內(nèi)。
此外，本發(fā)明所預(yù)期的栽培植物用保水材料特征在于減少了休止角并且在粉末流動(dòng)性方面很優(yōu)秀，因?yàn)榧词乖谒糠秶鸀?-20wt.％的干燥狀態(tài)中它也表現(xiàn)出低粘附性，并且其具有小的內(nèi)摩擦系數(shù)或內(nèi)摩擦角。上述粉末特性中的內(nèi)摩擦系數(shù)和內(nèi)摩擦角可以通過在粉末層上進(jìn)行的崩解測(cè)試來測(cè)定?？捎糜谶M(jìn)行粉末狀材料崩解測(cè)試的裝置包括崩解盒型裝置、環(huán)形崩解裝置和以Jenike Shear Cell為代表的平行平面型裝置。其還顯示出在潮濕狀態(tài)中流動(dòng)性(下文簡(jiǎn)稱為“吸濕流動(dòng)性”)優(yōu)秀的特性。吸濕流動(dòng)性指當(dāng)樣品處于25℃，相對(duì)濕度為90％RH時(shí)以結(jié)塊或結(jié)團(tuán)現(xiàn)象所顯示的粉末流動(dòng)性。本發(fā)明栽培植物用保水材料特征在于顯示出卓越的吸濕流動(dòng)性以使當(dāng)材料水含量通常在10-30wt.％范圍內(nèi)并特別在15-30wt.％范圍內(nèi)時(shí)結(jié)塊或結(jié)團(tuán)都不會(huì)出現(xiàn)。由于作為粉末的流動(dòng)性卓越，因此該材料特征在于生產(chǎn)過程中運(yùn)輸效率高且實(shí)際使用時(shí)散射性能優(yōu)秀。本發(fā)明栽培植物用保水材料的吸濕流動(dòng)性(抗結(jié)塊性能/抗粘連性能)在0-10wt.％范圍內(nèi)，優(yōu)選在0-5wt.％范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選在0-2wt.％范圍內(nèi)。附帶地，上述吸濕流動(dòng)性和水含量是通過下文列舉的工作實(shí)施例中所述方法測(cè)定的數(shù)值。
(4)使用本發(fā)明栽培植物用保水材料可以有利地用作保水材料，特別用于植物生長(zhǎng)，因?yàn)椴ピ诓牧仙系姆N子顯示出極好的發(fā)芽率和生根率，其中材料預(yù)先通過供給水(灌溉)而成為凝膠。該質(zhì)量的栽培植物用保水材料應(yīng)當(dāng)被稱作替代的土壤，并且可以確保極好的發(fā)芽率和生根率而不需要同時(shí)使用其它的植物生長(zhǎng)等級(jí)的載體。此外，該栽培植物用保水材料在保水效率上很優(yōu)秀，這通過允許使植物在其中生根的事實(shí)來證明。
在必要時(shí)，本發(fā)明栽培植物用保水材料可以進(jìn)一步含有除臭劑、抗菌劑、有害昆蟲和動(dòng)物的驅(qū)避劑、農(nóng)藥(殺蟲劑、殺真菌劑和除草劑)、植物活化劑、植物生命延長(zhǎng)劑、植物激素、礦物、顏料、染料、增稠劑、增粘劑、鹽類和pH調(diào)節(jié)劑、高嶺土、粘土、土壤，它們的量在0-30wt.％范圍內(nèi)，優(yōu)選為0-1.0wt.％，更優(yōu)選為0-1wt.％。
特別地，作為植物激素的實(shí)例可以列舉，促進(jìn)發(fā)芽和胼胝體形成的生長(zhǎng)素如2，4-二氯苯氧基乙酸、萘乙酸和吲哚乙酸，以及促進(jìn)萌芽分化的細(xì)胞分裂素如激動(dòng)素、玉米素、impentenil腺嘌呤和卞基腺嘌呤。此外，其它例子可以列舉促進(jìn)莖和葉鞘生長(zhǎng)的赤霉素，具有調(diào)節(jié)生長(zhǎng)平衡作用的脫落素，和促進(jìn)開花及果實(shí)成熟的乙烯。所需的激素根據(jù)植物的種類而不同。這些植物激素可以單獨(dú)使用或以兩種或多種的混合物形式使用。特別有利的是使這樣的栽培植物用保水材料，其包含顯示出防霉作用的乳酸、乙酸和木醋酸物質(zhì)以及抗菌劑。這些添加劑的用量在0-10重量份范圍內(nèi)，優(yōu)選在0-5重量份范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選在0-1重量份范圍內(nèi)，基于栽培植物用保水材料的重量。
本發(fā)明栽培植物用保水材料可以與土壤和其它植物生長(zhǎng)等級(jí)的載體混合使用。作為可以用于這種混合物的植物生長(zhǎng)等級(jí)載體的實(shí)例，可以列舉多孔無機(jī)材料如土壤、礫石、浮石、碳化物、泥炭、海綿狀物、蛭石、樹皮、珍珠巖、沸石、firuton、多孔陶瓷和kuntan，發(fā)泡合成樹脂如封閉纖維(lock wool)、海綿、泥炭蘚、椰子殼、cryptomoss、聚苯乙烯和聚氨酯，和它們的粉碎物，以及礦漿。這些植物生長(zhǎng)等級(jí)的載體可以單獨(dú)使用或以兩種或多種的混合物形式使用。栽培植物用保水材料的結(jié)合比可以任意組合或適當(dāng)選擇以適應(yīng)植物生長(zhǎng)的類型，植物的生長(zhǎng)情況和使用栽培植物用保水材料的方法。在這種情況下，所結(jié)合的栽培植物用保水材料的量在1-30wt.％范圍內(nèi)，優(yōu)選在1-20wt.％范圍內(nèi)，再次優(yōu)選在2-15wt.％范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在3-10wt.％范圍內(nèi)，并且最優(yōu)選在3-7wt.％范圍內(nèi)，基于土壤和其它植物生長(zhǎng)等級(jí)載體的量。如果該量不足1wt.％，那么其短缺將阻礙保水效果充分顯示。相反，如果該量超過30wt.％，那么此過量將可能降低土壤和地面的強(qiáng)度，并且當(dāng)土壤干燥時(shí)減少土壤的體積。
本發(fā)明所預(yù)期的植物生長(zhǎng)等級(jí)的材料不會(huì)顯示出生長(zhǎng)抑制作用，反而促進(jìn)植物生長(zhǎng)，因此為了使植物生長(zhǎng)可以單獨(dú)使用。因而，它不需要使用土壤或其它植物生長(zhǎng)等級(jí)的載體。本發(fā)明植物生長(zhǎng)等級(jí)的材料與以前的丙烯酸型吸收樹脂相比具有令人驚訝的效果，因?yàn)橐郧暗臉渲荒軉为?dú)用于使植物生長(zhǎng)。所以，本發(fā)明植物生長(zhǎng)等級(jí)的材料能夠通過例如扦插繁殖和水栽而用于室內(nèi)。
使用本發(fā)明栽培植物用保水材料的方法不需要特別限定。通常使用例如在于將該材料散布在稻田或其它農(nóng)作物地中的方法和在于將該材料變?yōu)槟z并將該凝膠作為保水材料用于苗床中的方法。此外，可以將該材料與人造土地和土壤混合使用于沙漠、干燥土地如沙丘、公路中的中央路帶、側(cè)道、沿途有樹的街道、室內(nèi)裝飾、建筑屋頂中的樹木種植。它也用于包含在成形的幼小植物中并且與植物一塊移植。它可以用于例如萌芽種子，育苗，栽培青菜、果蔬、塊根作物和花，移植成年的樹木。
(5)栽培植物用保水材料的生產(chǎn)方法本發(fā)明栽培植物用保水材料包含(A)吸水樹脂和(B)多價(jià)金屬化合物。其可以通過下列方法生產(chǎn)。
(a-1)一種生產(chǎn)方法，其包含將水含量在0-50wt.％范圍內(nèi)狀態(tài)下的(A)所述吸水樹脂和10-50wt.％范圍內(nèi)的溶液或漿液形式的(B)所述多價(jià)金屬化合物混合的步驟，其中(B)所述多價(jià)金屬化合物重量基于(A)所述吸水樹脂中固體組分的重量。
(a-2)一種生產(chǎn)方法，其包含將水含量在0-20wt.％，優(yōu)選0-10wt.％范圍內(nèi)的粉末狀(A)所述吸水樹脂和粉末狀(B)所述多價(jià)金屬化合物混合，接著將所得混合物和水成液或水蒸汽加到一起并混合它們的步驟。
(a-3)一種生產(chǎn)方法，其包含將水含量在50-20wt.％范圍內(nèi)的(A)所述吸水樹脂和含有多價(jià)金屬化合物濃度不小于50wt.％的溶液、漿液或粉末形式的(B)所述多價(jià)金屬化合物混合的步驟。
生產(chǎn)可以通過除上述生產(chǎn)方法(a-1)至(a-3)之外的其它方法實(shí)現(xiàn)，例如，通過干混法，其包括將兩者都處于粉末形式的水含量不超過20wt.％的(A)吸水樹脂和(B)多價(jià)金屬化合物加到一起，并且將它們混合。然而，因?yàn)?B)多價(jià)金屬化合物優(yōu)選沉積、粘附或涂覆在(A)吸水樹脂的表面上，所以上述生產(chǎn)方法(a-1)至(a-3)證明比干混法更有利。根據(jù)場(chǎng)合需要，多價(jià)金屬化合物可以加入到水溶液如混合溶液中或水中等。
如果溶液或漿液狀態(tài)的(B)多價(jià)金屬化合物與水含量超過50wt.％的(A)吸水樹脂混合，該混合物將處于不利地位，其大大降低了栽培植物用保水材料的吸水特性，因?yàn)槎鄡r(jià)金屬化合物滲透(A)吸水樹脂進(jìn)入其內(nèi)部并且吸水樹脂的內(nèi)部被多價(jià)金屬化合物鹽交聯(lián)。另外，如果在吸水樹脂被聚合時(shí)將(B)多價(jià)金屬化合物加入單體中，那么該添加將處于不利地位，其導(dǎo)致(A)吸水樹脂的內(nèi)部被(B)多價(jià)金屬化合物鹽交聯(lián)。
當(dāng)本發(fā)明中所用的栽培植物用保水材料通過上述方法(a-1)生產(chǎn)時(shí)，為了防止多價(jià)金屬化合物滲透吸水樹脂進(jìn)入其內(nèi)部，(A)吸水樹脂的水含量?jī)?yōu)選為低的。該水含量?jī)?yōu)選在0-50wt.％范圍內(nèi)，再次優(yōu)選在0-40wt.％范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0-35wt.％范圍內(nèi)，更加優(yōu)選在0-30wt.％范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在0-20wt.％范圍內(nèi)，并且最優(yōu)選在0-10wt.％范圍內(nèi)。
通常(B)多價(jià)金屬化合物以溶液或漿液形式添加。然而，如同許多在水中具有低溶解度的多價(jià)金屬化合物，將其與溶劑如水成液混合并且以漿液的形式混合進(jìn)(A)吸水樹脂中。
漿液中多價(jià)金屬化合物的濃度優(yōu)選不少于50wt.％并且小于100wt.％，優(yōu)選在50-95wt.％范圍內(nèi)，更優(yōu)選在50-90wt.％范圍內(nèi)，最優(yōu)選在50-80wt.％范圍內(nèi)。多價(jià)金屬化合物(B)如二水合硫酸鈣的濃度按除去其水合物重量的金屬化合物計(jì)算。例如，二水合硫酸鈣的濃度按除去二水合物的硫酸鈣計(jì)算。如果此濃度超過90wt.％，其過多將處于不利地位，致使均勻添加變得困難，因?yàn)闈{液失去了流動(dòng)性并且變成吸濕粉末的狀態(tài)。漿液的添加量并不被例如多價(jià)金屬化合物的種類而特別限定。當(dāng)此漿液使用水成液作為溶劑并且大量添加時(shí)，將導(dǎo)致上述(A)吸水樹脂具有高水濃度。因此，要添加的漿液的量?jī)?yōu)選小于50wt.％，更優(yōu)選大于0并且不超過40wt.％，更加優(yōu)選大于0并且不超過30wt.％，最優(yōu)選大于0并且不超過20wt.％，尤其優(yōu)選大于0并且不超過10wt.％，非常最優(yōu)選大于0并且不超過5wt.％，基于(A)吸水樹脂的固體組分。
因此，在含有上述(B)多價(jià)金屬化合物的漿液中要使用的溶劑不需要特別限定，但是僅需要將多價(jià)金屬化合物分散均勻。然而，為了使(B)多價(jià)金屬化合物沉積或粘附在上述(A)吸水樹脂的表面上，該溶劑優(yōu)選為極性溶劑并且更優(yōu)選為水。在要用于上述漿液的溶劑方面，可以添加用于(1)吸水樹脂的(f)表面交聯(lián)處理的表面交聯(lián)劑、不溶性顆粒、親水溶劑和乳化劑。此外，為了調(diào)節(jié)漿液的流動(dòng)性，可以添加有機(jī)或無機(jī)分散劑(去污劑，水溶性聚合物)。與各種可用的混合方法相比本發(fā)明優(yōu)選這樣的方法，其包含將漿液噴在吸水樹脂上或?qū)⑺鼈冎鸬位旌?。此外，根?jù)(B)多價(jià)金屬化合物的特定種類，考慮其溫度、多價(jià)金屬化合物在水中的溶解度、漿液濃度和相對(duì)于溫度的漿液流動(dòng)性，可以適當(dāng)加熱或冷卻漿液。雖然加熱通常超過凝固點(diǎn)、直至沸點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行，但是優(yōu)選在20-80℃范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。
當(dāng)本發(fā)明中所用的栽培植物用保水材料通過上述方法(a-2)生產(chǎn)時(shí)，通過將(B)多價(jià)金屬化合物的粉末加到水含量在0-20wt.％，優(yōu)選0-10wt.％范圍內(nèi)的粉末狀(A)吸水樹脂中，并將它們混合，然后向所得混合物中加入水成液或水蒸汽并將它們混合而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。當(dāng)選擇水成液用于此添加時(shí)，使用上述(a-1)中所述的水成液。調(diào)節(jié)水成液的用量以使最終獲得的栽培植物用保水劑的水含量?jī)?yōu)選在0-30wt.％范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0-20wt.％范圍內(nèi)，更加優(yōu)選在0-15wt.％范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在0-10wt.％范圍內(nèi)，更特別優(yōu)選在0-5wt.％范圍內(nèi)。當(dāng)選擇水蒸汽用于添加時(shí)，優(yōu)選調(diào)節(jié)水蒸汽的添加量以使最終獲得的栽培植物用保水劑的水含量在0-30wt.％范圍內(nèi)。
當(dāng)本發(fā)明中所用的栽培植物用保水材料通過上述方法(a-3)生產(chǎn)時(shí)，將含有濃度不小于50wt.％的(B)多價(jià)金屬化合物的溶液、漿液或粉末與水含量在50-20wt.％范圍內(nèi)的(A)吸水樹脂混合是有利的。當(dāng)選擇粉末用于此混合物時(shí)，該混合物有利于防止多價(jià)金屬化合物滲透吸水樹脂顆粒進(jìn)入其內(nèi)部，并且能夠使鈣化合物在表面上或表面附近有效粘附、形成涂層或產(chǎn)生沉積。附帶地，(A)吸水樹脂的水含量?jī)?yōu)選在40-20wt.％范圍內(nèi)。如果吸水樹脂的水含量超過50wt.％，其過量將導(dǎo)致吸水特性由于在(A)吸水樹脂內(nèi)部與多價(jià)金屬的鹽交聯(lián)而降低。如果水含量不足20wt.％，其短缺將處于不利地位，阻礙多價(jià)金屬化合物被沉積或固定在上述(A)吸水樹脂的表面上。漿液的添加量并不被例如多價(jià)金屬化合物的種類而特別限定。當(dāng)此漿液使用水成液作為溶劑并且大量添加時(shí)，將導(dǎo)致上述(A)吸水樹脂具有高水濃度。因此，要添加的漿液的量?jī)?yōu)選小于50wt.％，更優(yōu)選大于0并且不超過40wt.％，更加優(yōu)選大于0并且不超過30wt.％，最優(yōu)選大于0并且不超過20wt.％，尤其優(yōu)選大于0并且不超過10wt.％，非常最優(yōu)選大于0并且不超過5wt.％，基于(A)吸水樹脂的固體組分。已經(jīng)描述了栽培植物用保水材料，并且(A)顆粒吸水樹脂，(B)多價(jià)金屬化合物，和包含在栽培植物用保水材料中的(B)多價(jià)金屬化合物的濃度與本發(fā)明第一和第二方面所描述的那些是相同的。
附帶地，為了均勻且準(zhǔn)確無誤地混合兩種組分，上述(a-1)-(a-3)中所用的混合設(shè)備優(yōu)選具有大的混合功率。作為上述混合設(shè)備，上述(2)吸水樹脂的(f)混合設(shè)備是適合的?；旌?A)吸水樹脂和(B)多價(jià)金屬化合物時(shí)的溫度不需要特別限定，但是僅需要使(B)多價(jià)金屬化合物能夠沉積和粘附在(A)吸水樹脂的表面上。由于易混合性，(A)吸水樹脂的溫度優(yōu)選不少于30℃，并且更優(yōu)選在40-80℃范圍內(nèi)。
實(shí)施例現(xiàn)在，將在下文中根據(jù)工作實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，不管怎樣這些工作實(shí)施例并不意味著限制本發(fā)明。
詞語“份”指“重量份”，除非另有說明。
(測(cè)定方法)吸水樹脂和栽培植物用保水材料的性能通過下列方法進(jìn)行測(cè)定。這些方法將在下文中就吸水樹脂進(jìn)行描述。在個(gè)別工作實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例中得到的栽培植物用保水材料的特性可以通過使用個(gè)別的栽培植物用保水材料代替相關(guān)的吸水樹脂而類似地測(cè)定。
雖然用于測(cè)定的吸水樹脂和栽培植物用保水材料可以以它們的原始狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定，用于下列測(cè)試項(xiàng)目(1)、(2)、(5)、(7)和(9)的樣品可以在它們被測(cè)定之前預(yù)先在60±5℃及減壓下(小于1mmHg(133.3Pa))干燥24小時(shí)。
(1)飽和吸收能力將0.02g吸水樹脂的樣品粉末均勻放置在由無紡布制成的袋子(60mm×80mm)中，并且浸在500ml已調(diào)節(jié)至25℃的去離子水中(電導(dǎo)率不超過5μS/cm)。在去離子水中放置24小時(shí)后將帶子拉起，用離心分離器在250G下排水3分鐘，然后稱重得到重量W2(g)。不使用吸水樹脂粉末而進(jìn)行相同的過程得到空白樣品的重量W1(g)。
根據(jù)下列公式使用這些重量W1和W2計(jì)算樣品的飽和吸收能力(g/g)。
飽和吸收能力(g/g)＝(W2(g)-W1(g))/吸水樹脂重量(0.02g)。
(2)吸水速度(在去離子水中10分鐘內(nèi)的吸收能力)在室溫(20-25℃)和50±5％相對(duì)濕度的條件下將1.0g吸水樹脂的樣品厚度均勻插入具有400個(gè)網(wǎng)眼(孔徑38μm)的不銹鋼測(cè)量池中，所述測(cè)量池已熔合至內(nèi)徑為60mm的塑料支撐園缸的底部，稱重得到重量Wa(g)。
在直徑150mm的皮氏培養(yǎng)皿中，放置直徑為90mm的玻璃濾器(孔直徑為100-120μm；由Sogo Rikagaku Glass Seisakusho K.K.制造)并向其中加入去離子水(20-25℃，電導(dǎo)率不超過5μS/cm)直至高度與玻璃濾器的上表面齊平。
接著，將上述測(cè)量池安裝在上述玻璃纖維上并且使吸水樹脂吸收去離子水。在吸水期間，按需要通過補(bǔ)給供應(yīng)去離子水以便保持去離子水的水平恒定。從那時(shí)起經(jīng)過10分鐘后，稱重上述測(cè)量池得到重量Wb(g)。根據(jù)下列公式使用Wa和Wb計(jì)算吸水速度(在去離子水中10分鐘內(nèi)的吸收能力)(g/g)。
吸收能力(g/g)＝(Wb(g)-Wa(g))/吸水樹脂重量(1.0g)。
(3)發(fā)芽指數(shù)和生根指數(shù)為了評(píng)價(jià)栽培植物用保水材料對(duì)植物的影響，測(cè)試種子在培養(yǎng)基中的發(fā)芽，所述培養(yǎng)基是通過使栽培植物用保水材料的樣品吸收去離子水(吸水凝膠)而制備的。使用可商購(gòu)的白蘿卜幼芽(white radishsprouts)的種子(例如，發(fā)芽率至少為85％的白蘿卜幼芽的種子，由Takii Shubyo K.K.制造)，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S在短時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行的發(fā)芽指數(shù)的測(cè)試。
吸水樹脂樣品形成的凝膠培養(yǎng)基(飽和吸收能力為100g/g凝膠培養(yǎng)基)是通過這樣而制備的，首先將150ml去離子水放入高度為250mm的聚丙烯fial中，然后稱出1.5g吸水樹脂樣品并將其引入fial中，使fial中的內(nèi)容物保持一小時(shí)。飽和吸收能力小于原始體積100倍的吸水樹脂樣品的凝膠培養(yǎng)基通過根據(jù)栽培植物用保水材料的飽和吸收能力適當(dāng)調(diào)節(jié)吸水樹脂的進(jìn)料量而制備的(例如，在飽和吸收能力為30g/g的凝膠培養(yǎng)基生產(chǎn)中，進(jìn)料重5g的樣品)。接著，將30個(gè)前述白蘿卜幼芽的種子播在培養(yǎng)基中，并在培養(yǎng)室中培養(yǎng)一星期以促使發(fā)芽，其中使用覆蓋有無紡布的fial。經(jīng)過一星期后，將發(fā)芽的白蘿卜幼芽從fial中拿出，從基部(根和莖之間的分叉點(diǎn))到葉尖對(duì)個(gè)體發(fā)芽植物進(jìn)行測(cè)量以得到莖葉長(zhǎng)度(空中部分長(zhǎng)度L1)。地下部分長(zhǎng)度測(cè)定為個(gè)體發(fā)芽植物從基部到主根尖的根長(zhǎng)度(根長(zhǎng)度L2)。
附帶地，在發(fā)芽指數(shù)測(cè)試中為了在各自測(cè)試之間盡可能準(zhǔn)確地進(jìn)行對(duì)比，使用用75％鈉鹽中和并且不含多價(jià)金屬化合物的聚丙烯酸交聯(lián)聚合物的吸水樹脂作為對(duì)照樣品。根據(jù)下列公式計(jì)算莖葉長(zhǎng)度(空中長(zhǎng)度L3(mm))和根長(zhǎng)度(地下長(zhǎng)度L4(mm))的相對(duì)值(％)以測(cè)定30個(gè)所播種子的平均值并且記錄發(fā)芽指數(shù)和生根指數(shù)。未能發(fā)芽和生根的種子各自標(biāo)明為具有的發(fā)芽指數(shù)為0和生根指數(shù)為0。然后，在根生長(zhǎng)能力方面，目測(cè)檢查樣品植物以確定它們的根毛是否長(zhǎng)出。對(duì)照樣品將在下文中更詳細(xì)地描述。
發(fā)芽指數(shù)＝L1/L3×100生根指數(shù)＝L2/L4×100(4)灌溉效率的評(píng)價(jià)將1.0g吸水樹脂的樣品和直徑約為1mm的50g玻璃珠在具有400個(gè)網(wǎng)眼(孔徑38μm)的不銹鋼測(cè)量池中作為模型沙噴射并混合，所述測(cè)量池已熔合至內(nèi)徑為60mm的塑料支撐園缸的底部。然后，通過以1000g/min的流速?gòu)纳鲜龀刂邢虻撞勘砻嫔系木W(wǎng)眼傾倒去離子水1分鐘并使水從那經(jīng)過而制備凝膠培養(yǎng)基。接著，將20個(gè)前述白蘿卜幼芽的種子播在凝膠培養(yǎng)基中，連續(xù)兩個(gè)星期每天白天將它們放在室外8個(gè)小時(shí)，夜間將它們放在培養(yǎng)室中16個(gè)小時(shí)，其中使用覆蓋有無紡布的fial。
在該連續(xù)放置中，觀察白蘿卜幼芽的生長(zhǎng)。在灌溉效率方面關(guān)于發(fā)芽評(píng)價(jià)的判斷標(biāo)準(zhǔn)在下面顯示。
○顯示出發(fā)芽率不少于90％，莖、葉和根充分生長(zhǎng)以及根毛充分生長(zhǎng)的樣品。
○-△顯示出發(fā)芽率不少于90％，可辨別的莖、葉和根生長(zhǎng)以及根毛生長(zhǎng)跡象和在一半的發(fā)芽種子測(cè)試中顯示出枯萎跡象的樣品。
△顯示出發(fā)芽率不少于90％，可辨別的莖、葉和根生長(zhǎng)以及根毛生長(zhǎng)跡象，但是在所有的發(fā)芽種子測(cè)試中都顯示出枯萎跡象的樣品。
×顯示出發(fā)芽跡象，莖、葉和根的不充分生長(zhǎng)，沒有根毛生長(zhǎng)，以及在所有的發(fā)芽種子測(cè)試中都顯示出枯萎跡象的樣品。
××沒有顯示發(fā)芽跡象的樣品。
(5)重均粒徑(質(zhì)量平均粒徑)用5600μm、4750μm、4000μm、3350μm、2800μm、2360μm、2000μm、1700μm、1400μm、1000μm、850μm、600μm、500μm、425μm、300μm、212μm、150μm、106μm和75μm的JIS標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)吸水樹脂的樣品粉末進(jìn)行篩選。將因此而得到的殘留百分率繪制在對(duì)數(shù)概率紙上。從而，得到重均粒徑(D50)的讀數(shù)。當(dāng)前述篩子不能得到時(shí)，該測(cè)定可以通過參考JIS標(biāo)準(zhǔn)篩以適當(dāng)選擇篩子而進(jìn)行。
篩選通過這樣來實(shí)現(xiàn)，在室溫(20-25℃)和50％RH相對(duì)濕度的條件下將10g吸水樹脂的樣品粉末放置在上述JIS標(biāo)準(zhǔn)篩上，用輕拍型振篩裝置(轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為230rpm，脈沖頻率為130rpm；由lidaSeisakusho K.K.制造，并以商標(biāo)名稱“ES-65型振篩機(jī)”銷售)振動(dòng)篩子10分鐘。附帶地，術(shù)語“重均粒徑(D50)”指所有穿過例如美國(guó)專利No.5051259說明書中所述的指定孔徑標(biāo)準(zhǔn)篩的顆粒中50wt.％的顆粒所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)篩的粒徑。
(6)吸濕流動(dòng)性(抗結(jié)塊性能/抗粘連性能)將大約2g已通過JIS20目(孔徑850μm)的吸水樹脂樣品均勻散布在直徑為52mm的鋁杯中，然后在已調(diào)節(jié)至25℃±1℃溫度和90±5％相對(duì)濕度的恒溫恒濕器中放置一小時(shí)。經(jīng)過一小時(shí)后，將保持在鋁杯中的吸水樹脂樣品移到8.6目(孔徑2,000μm)JIS標(biāo)準(zhǔn)篩(IIDA實(shí)驗(yàn)用篩內(nèi)徑為80mm)上，并且在室溫(20-25℃)和50％RH相對(duì)濕度的條件下用輕拍型振篩裝置(轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為230rpm，脈沖頻率為130rpm；由lida Seisakusho K.K.制造，并以商標(biāo)名稱“ES-65型振篩機(jī)”銷售)振動(dòng)5秒鐘以測(cè)定在2,000μm篩眼上留下的吸水樹脂的重量(Ag)和通過篩眼的吸水樹脂的重量(Bg)。在本發(fā)明中，根據(jù)下列公式計(jì)算吸濕流動(dòng)性。
吸濕流動(dòng)性(重量％)＝(A(g)/(A(g)+B(g)))×100在本發(fā)明中，吸濕流動(dòng)性(抗結(jié)塊性能/抗粘連性能)表示出卓越流動(dòng)性例如降低了其數(shù)值。
如上所述，雖然組成栽培植物用保水材料并已通過JIS20目(孔徑850μm)的吸水樹脂(A)顆粒被用于測(cè)量吸濕流動(dòng)性，但是未通過850μm孔徑的顆粒的吸濕流動(dòng)性是適合的，且通過了850μm孔徑的顆粒的值也是適合的。當(dāng)吸水樹脂(A)的所有顆粒都未通過850μm小孔時(shí)，用2,000μm小孔代替JIS20目(孔徑850μm)測(cè)量吸濕流動(dòng)性。當(dāng)吸水樹脂(A)的所有顆粒都未通過2000μm小孔時(shí)，在將吸水樹脂粉碎至適當(dāng)尺寸后測(cè)量吸濕流動(dòng)性。
(7)吸水樹脂中水溶性組分的量(可溶性組分的量)通過將樣品分散在1000ml去離子水中，攪拌16小時(shí)，然后使攪拌過的樣品靜置進(jìn)而從0.5g吸水樹脂樣品中萃取出水溶性組分。經(jīng)過16小時(shí)以后，用一張濾紙(厚度為0.26mm，保留的顆粒直徑為5μm；由Advantec Toyo K.K.制造并以產(chǎn)品名稱“JIS P 3801，No.2”銷售)過濾萃取物。將濾液E(g)回收在茄形燒瓶中，在80℃下加熱，并使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(由Tokyo Rikaki K.K.制造并以產(chǎn)品代碼“N型”銷售)完全濃縮。將濃縮的濾液放置在一鋁杯中并在熱風(fēng)爐中在180℃下加熱三小時(shí)。包含在濾液中的固體組分的重量D(g)根據(jù)下列公式計(jì)算。
可溶性組分的量(％)＝{(D(g)×(1,000/E(g)))/0.5}×100(8)水含量吸水樹脂樣品的水含量是這樣測(cè)定的，將1,000mg樣品放置在一鋁杯中，在熱風(fēng)爐中在180℃下加熱樣品3小時(shí)，得到干燥失重。
水含量(％)＝[[(干燥前水合聚合物的重量(g))-(干燥后聚合物的重量(g))]/(干燥前水合聚合物的重量(g))]×100(9)鈣逐步釋放指數(shù)首先，將1L鈣離子濃度為200mg/L并已調(diào)節(jié)至25±0.5℃的鈣的水溶液放置在所測(cè)內(nèi)徑為80mm，高度為250mm的聚丙烯容器中(由Teraoka K.K.制造，并以產(chǎn)品代碼“24-0210-02型”銷售)，然后將1g吸水樹脂樣品加入到容器中，并且用直徑為50mm的攪拌器(由SogoRikagaku Glass Seisakusho K.K.制造，以產(chǎn)品代碼“1065-10”銷售)在60rpm的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率下將它們攪拌48小時(shí)。攪拌是在保持25±1℃溫度的恒溫器中進(jìn)行的。在48小時(shí)的攪拌之后，用一次性注射器(內(nèi)體積為30ml；由Thermo K.K.制造并以產(chǎn)品代碼“SS-30ES”銷售)收集吸水樹脂分散在其中的含水氯化鈣溶液，并且通過使用過濾器(由GL Science K.K.制造并以產(chǎn)品代碼“25A型”銷售)過濾分離已變?yōu)槿苊浤z的吸水樹脂，以回收鈣的水溶液。通過等離子體發(fā)射光譜分析化驗(yàn)回收的鈣的水溶液以測(cè)定鈣含量(Xmg/L)。此外，在前述條件下用上述的攪拌器直接攪拌1L的含水氯化鈣溶液48小時(shí)，所述含水氯化鈣溶中液鈣離子濃度為200mg/L并且沒有吸水樹脂分散在其中。通過等離子體發(fā)射光譜分析化驗(yàn)已攪拌過并且通過了前述一次性注射器和過濾器的水溶液，作為空白試驗(yàn)以測(cè)定鈣含量(Ymg/L)。鈣逐步釋放指數(shù)根據(jù)下列公式計(jì)算。
鈣逐步釋放指數(shù)(mg/L)＝X-Y(10)土壤的評(píng)價(jià)用于評(píng)價(jià)的培養(yǎng)基通過這樣制備，混合5g吸水樹脂樣品和50g培養(yǎng)土壤(由Takii Shubyo K.K.制造并以商標(biāo)名稱“Takii培養(yǎng)土壤”銷售)，將所得混合物放在乙烯基樹脂的花盆中(測(cè)量的直徑為16cm，高度為12cm)，所述花盆裝備了含孔徑為8μm的底洞的金屬網(wǎng)，接著將500g自來水倒進(jìn)花盆中。然后，將一年生可食蔬菜的幼苗(通過使種子在前述培養(yǎng)土壤中生長(zhǎng)一個(gè)星期而制得，所述種子是由TakiiShubyo K.K.生產(chǎn)的)種在培養(yǎng)基中并且每隔兩星期用500g自來水灌溉一次。白天放在室外8個(gè)小時(shí)，夜間放在培養(yǎng)室中(保持溫度為25℃，相對(duì)濕度為70±5％RH)16個(gè)小時(shí)，在這種環(huán)境下使保持在花盆中的幼苗生長(zhǎng)兩個(gè)月。持續(xù)兩個(gè)月后觀察幼苗以得到生長(zhǎng)情況、葉的數(shù)量和顯色情況。
(參考實(shí)施例1)通過將12.0g聚乙二醇二丙烯酸酯(平均添加環(huán)氧乙烷的mol數(shù)為8)溶于5500g由20mol％丙烯酸和80mol％丙烯酸鈉所形成的單體水溶液中而得到反應(yīng)溶液。然后，將該反應(yīng)溶液在氮?dú)夥諊鲁龤?0分鐘。接著，將上述反應(yīng)溶液加入反應(yīng)容器中，所述反應(yīng)容器通過裝備有不銹鋼雙臂型捏合機(jī)而形成，且所述不銹鋼雙臂型捏合機(jī)裝備有10L內(nèi)體積的夾套并具有兩個(gè)sigma型葉片，將反應(yīng)體系用氮?dú)庵脫Q并保持反應(yīng)溶液為30℃。當(dāng)反應(yīng)溶液被連續(xù)攪拌并且向攪拌的反應(yīng)溶液中加入2.46g過硫酸鈉和0.10gL-抗壞血酸時(shí)，在大約一分鐘內(nèi)體系開始聚合。在開始聚合的60分鐘內(nèi)，萃取水凝膠型聚合物。發(fā)現(xiàn)如此得到的水凝膠型聚合物是直徑為大約5mm。將此細(xì)碎的水凝膠型聚合物散布在50目(孔徑300μm)的金屬網(wǎng)上，并用熱空氣在150℃下干燥90分鐘。使用振動(dòng)磨將如此得到的干燥產(chǎn)品磨碎，并進(jìn)一步用金屬網(wǎng)分選和調(diào)整，結(jié)果得到無定形的粉碎吸水樹脂(1)。附帶地，將吸水樹脂(1)作為對(duì)照樣品用于前述的種子發(fā)芽能力(發(fā)芽指數(shù))測(cè)試中。
(參考實(shí)施例2)按照參考實(shí)施例1的步驟但是將單體水溶液中的單體變?yōu)橛?0mol％丙烯酸和70mol％丙烯酸鈉所形成的單體(單體濃度為38wt.％)從而得到無定形的粉碎吸水樹脂(2)。
(參考實(shí)施例3)按照參考實(shí)施例1的步驟但是將單體水溶液中的單體變?yōu)橛?0mol％丙烯酸和40mol％丙烯酸鈉所形成的單體(單體濃度為38wt.％)從而得到無定形的粉碎吸水樹脂(3)。
(參考實(shí)施例4)按照參考實(shí)施例1的步驟但是將單體水溶液中的單體變?yōu)橛?0mol％丙烯酸和20mol％丙烯酸鈉所形成的單體(單體濃度為38wt.％)從而得到無定形的粉碎吸水樹脂(4)。
(參考實(shí)施例5)通過將150g含有由40mol％丙烯酸和60mol％丙烯酸鈉所形成的單體且濃度為55wt.％的單體水溶液，0.11g聚乙二醇二丙烯酸酯(平均添加環(huán)氧乙烷的mol數(shù)為8)，和0.13g作為引發(fā)劑的過硫酸鈉混合而得到反應(yīng)溶液。將該反應(yīng)溶液通過使氮?dú)馔ㄈ牍呐菝撗?0分鐘，然后將其倒入密封有氮?dú)獾牟讳P鋼容器中，其中所述不銹鋼容器包括200mm×260mm的底表面，用Teflon(注冊(cè)商標(biāo))涂覆，并放置在加熱板上(由Inai Seieido K.K.制造并以商標(biāo)名稱“NEOHOTPLATE HI-1000”銷售)。一將反應(yīng)溶液倒入容器后，其迅速聚合以提供水凝膠型聚合物。在立式磨床(由Orient K.K.制造并以產(chǎn)品代碼“VM27-S型”銷售)中通過控制旋轉(zhuǎn)葉片的圓周速度為7m/sec將如此得到的水凝膠型聚合物粉碎，并進(jìn)一步用金屬網(wǎng)分選和調(diào)整以提供無定形的粉碎吸水樹脂(5)，其中所述立式磨床裝備有1.5mm孔徑的篩子。
(參考實(shí)施例6)通過將吸水樹脂(4)散布在孔徑為38μm的金屬網(wǎng)上，并用熱空氣在150℃下將其干燥90分鐘而得到吸水樹脂(6)。
(參考實(shí)施例7)按照參考實(shí)施例1的步驟但是通過將12.0g聚乙二醇二丙烯酸酯(平均添加環(huán)氧乙烷的mol數(shù)為8)溶于5500g丙烯酸水溶液(單體濃度為38wt.％)中制備反應(yīng)溶液從而得到吸水樹脂(7)。
吸水樹脂(1)-(7)的結(jié)果在表1中描述。通過使用去離子水溶脹比是原始體積70倍的凝膠培養(yǎng)基來評(píng)價(jià)這些樹脂的發(fā)芽能力指數(shù)。下文所列舉的工作實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例中所得的結(jié)果也在表1中描述。
(參考實(shí)施例8)通過將150g由50mol％丙烯酸和50mol％丙烯酸鈉所形成的且在溶液中所占濃度為65wt.％的單體的水溶液，0.11g聚乙二醇二丙烯酸酯(平均添加環(huán)氧乙烷的mol數(shù)為8)，和0.13g作為引發(fā)劑的過硫酸鈉混合而得到反應(yīng)溶液。將該反應(yīng)溶液通過使氮?dú)馔ㄈ牍呐菝撗?0分鐘，然后將其倒入有氮?dú)饷芊馄渲械牟讳P鋼容器中，其中所述不銹鋼容器包括200mm×260mm的底表面，用Teflon(注冊(cè)商標(biāo))涂覆，并放置在加熱板上(由Inai Seieido K.K.制造并以商標(biāo)名稱“NEOHOTPLATE HI-1000”銷售)。一將反應(yīng)溶液倒入容器后，其迅速聚合以提供水凝膠型聚合物。通過在立式磨床(由Orient K.K.制造并以產(chǎn)品代碼“VM27-S型”銷售)中控制旋轉(zhuǎn)葉片的圓周速度為7m/sec而將水凝膠型聚合物粉碎，并進(jìn)一步用金屬網(wǎng)分選和調(diào)整聚合物而得到無定形的粉碎吸水樹脂(8)，其中所述立式磨床裝備有1.5mm孔徑的篩子。
(參考實(shí)施例9)通過將500g二水合硫酸鈣(在20℃下在100g去離子水中溶解度為0.27g)、200g氧化鎂(在20℃下在100g去離子水中溶解度為0.60mg)、10g氧化鐵(III)(在20℃下在100g去離子水中溶解度小于10mg)和10g氧化鋅(在20℃下在100g去離子水中溶解度為0.40mg)放入Ldige混合器(由Ldige K.K.制造，并以產(chǎn)品代碼“M5R型”銷售)中，并以330rpm攪拌15秒鐘將它們混合進(jìn)而得到無機(jī)絡(luò)合物(1)。
(參考實(shí)施例10)通過將500g氫氧化鈣和500g通過調(diào)節(jié)污泥焚化爐中灰燼的粒度而形成的灰燼(下列組合物的super ash20Tokyo Drainage Bureau，在100g去離子水中溶解度為12mg)放入Ldige混合器(由Ldige K.K.制造，并以產(chǎn)品代碼“M5R型”銷售)中，并以330rpm攪拌15秒鐘將它們混合進(jìn)而得到無機(jī)化合物(2)。


(參考實(shí)施例11)通過將200g氧化鎂和100g氧化鋅放入Ldige混合器(由LdigeK.K.制造，并以產(chǎn)品代碼“M5R型”銷售)中，并以330rpm攪拌15秒鐘將它們混合進(jìn)而得到無機(jī)化合物(3)。
(實(shí)施例1)通過將300g吸水樹脂(3)放入Ldige混合器(由Ldige K.K.制造，并以產(chǎn)品代碼“M5R型”銷售)中，向吸收樹脂中逐滴加入60g含有濃度為50wt.％硫酸鈣的漿液，以330rpm攪拌15秒鐘將它們混合，用熱空氣在120℃下將所得混合物干燥10分鐘，并使干燥的混合物通過孔徑2mm的金屬網(wǎng)，進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(1)。
(實(shí)施例2)按照實(shí)施例1的步驟但是使用氫氧化鈣(由Wakojunyaku K.K.生產(chǎn)，平均粒徑為30μm)代替硫酸鈣進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(2)。
(實(shí)施例3)按照實(shí)施例1的步驟但是使用碳酸鈣(由Wakojunyaku K.K.生產(chǎn)，平均粒徑為10μm)代替硫酸鈣進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(3)。
(實(shí)施例4)按照實(shí)施例1的步驟但是使用120g含有濃度為50wt.％硫酸鈣的漿液進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(4)。
(實(shí)施例5)按照實(shí)施例1的步驟但是使用氧化鈣(由Wakojunyaku K.K.生產(chǎn)，平均粒徑為20μm)代替硫酸鈣進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(5)。
(實(shí)施例6)通過向100g吸水樹脂(2)中逐滴加入6g商品Epomin P-1050(含有濃度為50wt.％數(shù)均分子量約70,000的聚乙烯亞胺的水溶液；由Nippon Shokubai K.K.制造)，通過攪動(dòng)將它們混合，進(jìn)一步向所得混合物中逐滴加入40g含有濃度為50wt.％硫酸鈣的漿液并將它們混合，用熱空氣在120℃下將所得混合物干燥10分鐘，并使干燥的混合物通過孔徑2mm的金屬網(wǎng)，進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(6)。
(實(shí)施例7)通過將100g吸水樹脂(2)和由0.5份丙二醇、0.3份1，4-丁二醇和3份水形成的表面交聯(lián)劑混合，將所得混合物在200℃下熱處理45分鐘，接著向混合物中逐滴加入30g含有濃度為50wt.％硫酸鈣的漿液，用熱空氣在120℃下將所得混合物干燥10分鐘，并使干燥的混合物通過孔徑2mm的金屬網(wǎng)，進(jìn)而得到栽培植物用顆粒保水材料(7)。
(實(shí)施例8)通過將500g吸水樹脂(5)放在反應(yīng)器中，所述反應(yīng)器通過將蓋子安裝在具有兩個(gè)sigma型葉片并且具有10L內(nèi)體積的夾套的不銹鋼雙臂型捏合機(jī)上而形成，然后攪拌吸水樹脂(5)10分鐘，其中保持夾套溫度為70℃以及捏合機(jī)用蓋子關(guān)閉，接著在保持?jǐn)嚢钑r(shí)將所得混合物與80g二水合硫酸鈣混合，用熱空氣在120℃下將所得混合物干燥10分鐘，并使干燥的混合物通過孔徑2mm的金屬網(wǎng)，進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(8)。
(實(shí)施例9)通過將100g吸水樹脂(4)和20g二水合硫酸鈣放入Ldige混合器(由Ldige K.K.制造，并以產(chǎn)品代碼“M5R型”銷售)中，以330rpm攪拌15秒鐘將它們混合，接著將10g水噴進(jìn)Ldige混合器中并進(jìn)一步將其中的內(nèi)容物混合15秒鐘，用熱空氣在120℃下將所得混合物干燥10分鐘，并使干燥的混合物通過孔徑2mm的金屬網(wǎng)，進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(9)。
(實(shí)施例10)按照實(shí)施例9的步驟但是將吸水樹脂(4)變?yōu)槲畼渲?6)進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(10)。
(實(shí)施例11)按照實(shí)施例1的步驟但是用吸水樹脂(7)代替吸水樹脂(3)進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(11)。
(實(shí)施例12)通過將300g吸水樹脂(8)和粉末形式的60g二水合硫酸鈣(由Wakojunyaku K.K.生產(chǎn)，平均粒徑為30μm)放入實(shí)施例1所述的Ldige混合器中，在330rpm下將它們混合一分鐘，并使所得混合物通過孔徑2mm的金屬網(wǎng)，進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(12)。
(實(shí)施例13)通過將300g吸水樹脂(8)和粉末形式的60g二水合硫酸鈣(由Wakojunyaku K.K.生產(chǎn)，平均粒徑為30μm)放入實(shí)施例1所述的Ldige混合器中，在330rpm下將它們混合一分鐘，將9g去離子水噴進(jìn)混合器中，進(jìn)一步在330rpm下將它們混合在一起一分鐘，并使所得混合物通過孔徑2mm的金屬網(wǎng)，進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(13)。
(實(shí)施例14)按照實(shí)施例1的步驟但是使用120g含有濃度為50wt.％的無機(jī)混合物(1)的漿液代替硫酸鈣進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(14)。
(實(shí)施例15)
按照實(shí)施例1的步驟但是使用120g含有濃度為50wt.％的無機(jī)混合物(2)的漿液代替硫酸鈣進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(15)。
(實(shí)施例16)按照實(shí)施例1的步驟但是使用120g含有濃度為50wt.％的煤焚化灰燼(由Nippon Fly Ash Association制造，并以商標(biāo)名稱“Fly Ash”銷售，其含有下表中所示組分；在20℃下在100g去離子水中溶解度為8.0mg)的漿液代替硫酸鈣進(jìn)而得到栽培植物用保水材料(16)。


(實(shí)施例17)通過將3g栽培植物用保水材料(1)和培養(yǎng)土壤(由Takii ShubyoK.K.制造并以商標(biāo)名稱“Takii培養(yǎng)土壤”銷售)混合來制備混合土壤，其中培養(yǎng)土壤的量可以使栽培植物用保水材料的量占20wt.％的比例，基于栽培植物用保水材料和培養(yǎng)土壤的總量。接著，通過將混合土壤放在乙烯基樹脂的花盆中(測(cè)量的底表面直徑為8cm，上表面直徑為為12cm，高度為10cm)，所述花盆裝備了含孔徑為38μm的底洞的金屬網(wǎng)，并將200g自來水(Himeji城中提供的)倒進(jìn)花盆中，進(jìn)而制備用于評(píng)價(jià)的培養(yǎng)基。將25棵一年生可食蔬菜的幼苗(由TakiiShubyo K.K.制造)播種在培養(yǎng)基中并在觀察下保持兩個(gè)星期以得到發(fā)芽能力的情況。結(jié)果在圖1(A)中顯示。
為了比較，將所選代替栽培植物用保水材料(1)的吸水樹脂(1)和培養(yǎng)土壤以可以使栽培植物用保水材料的量占20wt.％比例的量混合，其基于吸水樹脂和培養(yǎng)土壤的總量，并進(jìn)一步將0.3g硫酸鈣與它們混合。然后將200g自來水(Himeji城中提供的)倒進(jìn)花盆中，并將觀察發(fā)芽能力情況的相同過程持續(xù)兩個(gè)星期。結(jié)果在圖1(D)中顯示。
此外，混合了吸水樹脂(1)和土壤的經(jīng)調(diào)節(jié)的培養(yǎng)基(參見圖1(B))，和僅在不使用任何栽培植物用保水材料的培養(yǎng)土壤中所實(shí)現(xiàn)的生長(zhǎng)情況(參見圖1(C))，同樣被持續(xù)觀察。
(實(shí)施例18)通過將3.5g栽培植物用保水材料(5)和50g培養(yǎng)土壤(由TakiiShubyo K.K.制造并以商標(biāo)名稱“Takii培養(yǎng)土壤”銷售)混合，并將所得混合物放在乙烯基樹脂的花盆中(測(cè)量的底表面直徑為10cm，上表面直徑為為15cm，高度為12cm)，所述花盆裝備了含孔徑為38μm的底洞的金屬網(wǎng)，接著將500g自來水倒進(jìn)花盆中，進(jìn)而制備用于評(píng)價(jià)的培養(yǎng)基。接著，將五棵一年生可食蔬菜的幼苗(由Takii Shubyo K.K.制造)播種在培養(yǎng)基中。持續(xù)每隔三星期用500g自來水灌溉這些幼苗一次，并且白天放在室外8個(gè)小時(shí)，夜間放在培養(yǎng)室中(保持溫度為25℃，相對(duì)濕度為70±5％RH)16個(gè)小時(shí)，在此環(huán)境下使這些幼苗生長(zhǎng)兩個(gè)月。從那時(shí)起經(jīng)過四個(gè)月后，觀察生長(zhǎng)情況。結(jié)果在圖2(A)中顯示。
為了比較，用吸水樹脂(1)代替栽培植物用保水材料(5)進(jìn)行同樣的過程，其目的在于觀察白蘿卜幼芽的生長(zhǎng)情況。結(jié)果在圖2(C)中顯示。
此外，持續(xù)觀察在不使用任何栽培植物用保水材料、而僅在培養(yǎng)土壤中所實(shí)現(xiàn)的生長(zhǎng)情況。結(jié)果在圖2(B)中顯示。
(對(duì)比實(shí)施例1)按照實(shí)施例1的步驟但是使用吸水樹脂(1)代替吸水樹脂(3)進(jìn)而得到用于比較的栽培植物用保水材料(1)。
(對(duì)比實(shí)施例2)通過將230g丙烯酸，133g濃度為48wt.％的氫氧化鈉，0.5g N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺，和636g水在內(nèi)體積為1000ml的燒杯中混合而形成反應(yīng)溶液。在反應(yīng)溶液中用氮?dú)庵脫Q環(huán)境空氣直到其中氧濃度減少至不超過0.1ppm。接著將反應(yīng)容液倒入其中密封有氮?dú)獾牟讳P鋼容器中，并用Teflon(注冊(cè)商標(biāo))涂覆，其中所述不銹鋼容器包括200mm×260mm的底表面。將反應(yīng)溶液冷卻至10℃。接著，向反應(yīng)溶液中加入0.023g 35wt.％的過氧化氫水溶液、0.00575g L-抗壞血酸和0.20g過硫酸鈉。在進(jìn)行該添加的約30分鐘內(nèi)，反應(yīng)溶液開始聚合。正在聚合的反應(yīng)溶液約兩小時(shí)后達(dá)到峰值溫度，將其進(jìn)一步老化以得到水凝膠型聚合物。將如此得到的水凝膠型聚合物放在反應(yīng)器中，并通過攪拌崩解兩小時(shí)，其中所述反應(yīng)器通過將蓋子連接在具有兩個(gè)sigma型葉片并且具有10L內(nèi)體積的夾套的不銹鋼雙臂型捏合機(jī)上而形成。在反應(yīng)器中將崩解的聚合物和35.5g 50wt.％氯化鈣水溶液混合、攪拌約兩小時(shí)。然后，將所得混合物散布在50目(孔徑300μm)的金屬網(wǎng)上，并用熱空氣在110℃下干燥120分鐘。然后，使用振動(dòng)磨將由此而得的干燥產(chǎn)品粉碎，進(jìn)一步用金屬網(wǎng)分選，并均化以得到用于比較的栽培植物用保水材料(2)。
(對(duì)比實(shí)施例3)通過用4000g去離子水使10g吸水樹脂(1)溶脹，并將10g溶脹樹脂和1000g 0.28wt.％的氯化鈣水溶液加至一起，攪拌所得的混合物并使它靜置兩小時(shí)，使用濾布分離溶脹凝膠型混合物，并將其散布在孔徑為38μm的金屬網(wǎng)上，用熱空氣干燥。接著，使用振動(dòng)磨將如此得到的干燥產(chǎn)品粉碎，進(jìn)一步用金屬網(wǎng)分選，并均化以得到用于比較的栽培植物用保水材料(3)。
(對(duì)比實(shí)施例4)按照對(duì)比實(shí)施例3的步驟但是使用硝酸鈣代替氯化鈣進(jìn)而得到用于比較的栽培植物用保水材料(4)。
(對(duì)比實(shí)施例5)按照實(shí)施例1的步驟但是使用6g含有濃度為50wt.％磷酸鎂(在20℃下在100g去離子水中溶解度為20mg)的漿液代替硫酸鈣進(jìn)而得到用于比較的栽培植物用保水材料(5)。
(對(duì)比實(shí)施例6)按照實(shí)施例1的步驟但是使用60g含有濃度為50wt.％磷酸鎂的漿液代替硫酸鈣進(jìn)而得到用于比較的栽培植物用保水材料(6)。
(對(duì)比實(shí)施例7)按照實(shí)施例1的步驟但是使用無機(jī)化合物(3)代替硫酸鈣進(jìn)而得到用于比較的栽培植物用保水材料(7)。
(對(duì)比實(shí)施例8)使用N-乙烯基乙酰胺的交聯(lián)物(由Showa Denko K.K.制造，并以商標(biāo)名稱“Noniolex NA-500M”銷售)作為用于比較的栽培植物用保水材料(8)。
(對(duì)比實(shí)施例9)按照實(shí)施例1的步驟但是將吸水樹脂(3)變?yōu)槲畼渲?2)并且使用6g含有濃度為50wt.％磷酸鈣(在20℃下在100g去離子水中溶解度為25mg)的漿液進(jìn)而得到用于比較的栽培植物用保水材料(9)。
表3

WAR吸水樹脂，WRM種植植物用保水材料，比較用WRAM(9)用于比較的WRM，離子量相對(duì)于總羧基量，一份羧酸鹽的量，其表示吸水樹脂中或植物生長(zhǎng)等級(jí)保水材料中羧基的中和率。
表4

2 in LY2片葉淡黃色。
工業(yè)實(shí)用性提供一種具有卓越吸水性能和植物生長(zhǎng)促進(jìn)性能的栽培植物用保水材料。其有利于用作針對(duì)土壤調(diào)節(jié)和植物種植活性的在灌溉效率上真正卓越的新型栽培植物用保水材料，以及用作針對(duì)觀賞植物包括剪花的植物支撐載體。
權(quán)利要求
1.一種栽培植物用顆粒保水材料，其包含(A)含羧基基團(tuán)的不溶于水的吸水樹脂和(B)多價(jià)金屬化合物，該材料顯示出吸收速度(在去離子水中10分鐘內(nèi)的吸收能力)在20-500g/g范圍內(nèi)，并且重均粒徑在200-10,000μm范圍內(nèi)。
2.一種栽培植物用顆粒保水材料，其包含(A)含羧基基團(tuán)的不溶于水的吸水樹脂和(B)多價(jià)金屬化合物，該材料顯示出鈣逐步釋放指數(shù)大于0且不超過50mg/L，并且重均粒徑在200-10,000μm范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的栽培植物用顆粒保水材料，其中鈣逐步釋放指數(shù)在1.0-20mg/L范圍內(nèi)，并且飽和吸收能力在20-1,000g/g范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中(B)多價(jià)金屬化合物含量在10-50wt.％范圍內(nèi)，基于所述栽培植物用保水材料的重量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中(B)所述多價(jià)金屬化合物存在于(A)所述吸水樹脂的表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的栽培植物用顆粒保水材料，其中(B)所述多價(jià)金屬化合物粘附于和/或涂覆于或沉積于(A)所述吸水樹脂的表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中基于所述栽培植物用顆粒保水材料含量在10-50wt.％范圍內(nèi)的(B)所述多價(jià)金屬化合物存在于(A)所述吸水樹脂的表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中(A)所述吸水樹脂所具有的羧基的一價(jià)平衡離子的量在5-75mol％范圍內(nèi)，基于所述羧基的摩爾數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中水含量在1-30wt.％范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中(B)所述多價(jià)金屬化合物在20℃下在100g去離子水中的溶解度大于0并且不大于10.0g。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中(B)所述多價(jià)金屬化合物實(shí)質(zhì)上含有鈣并且還包含至少一種選自鎂、鐵和硅的元素。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中(B)所述多價(jià)金屬化合物包含鈣化合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中(B)所述多價(jià)金屬化合物包含至少一種選自硫酸鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣的化合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中(B)所述多價(jià)金屬化合物是一種焚化的灰燼。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中(A)所述吸水樹脂是通過聚合作為單體的丙烯酸和/或其鹽而得到的聚合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)的栽培植物用顆粒保水材料，其中(A)所述吸水樹脂中可溶性組分的量少于10wt.％。
17.一種栽培植物用保水材料的生產(chǎn)方法，所述保水材料包含(A)含有羧酸基團(tuán)的不溶于水的顆粒吸水樹脂和(B)多價(jià)金屬化合物，該方法包含將水含量在0-50wt.％范圍內(nèi)狀態(tài)下的(A)所述吸水樹脂和10-50wt.％范圍內(nèi)的溶液或漿液形式的(B)所述多價(jià)金屬化合物混合的步驟，其中(B)所述多價(jià)金屬化合物重量范圍基于(A)所述吸水樹脂中固體組分的重量。
18.一種栽培植物用保水材料的生產(chǎn)方法，所述保水材料包含(A)含有羧酸基團(tuán)的不溶于水的顆粒吸水樹脂和(B)多價(jià)金屬化合物，該方法包含將水含量在50-20wt.％范圍內(nèi)的(A)所述吸水樹脂和含有的多價(jià)金屬化合物的濃度不小于50wt.％的、漿液或粉末形式的(B)所述多價(jià)金屬化合物混合的步驟。
19.一種栽培植物用保水材料的生產(chǎn)方法，所述保水材料包含(A)含有羧酸基團(tuán)的不溶于水的顆粒吸水樹脂和(B)多價(jià)金屬化合物，該方法包含將水含量在0-20wt.％范圍內(nèi)的粉末狀(A)所述吸水樹脂和粉末狀(B)所述多價(jià)金屬化合物混合，接著將所得混合物和水成液或水蒸汽加到一起并混合它們的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求17-19中任一項(xiàng)的方法，其中(A)所述吸水樹脂是通過聚合作為單體的丙烯酸和/或其鹽而得到的聚合物。
21.通過使用由權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所得到的栽培植物用顆粒保水材料栽培植物的方法。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的栽培植物的方法，其中將所述栽培植物用顆粒保水材料與其它植物生長(zhǎng)等級(jí)的載體混合，并且其摻入量在1-30wt.％范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種栽培植物用顆粒保水材料，其包含(A)含羧基基團(tuán)的不溶于水的吸水樹脂和(B)多價(jià)金屬化合物，并且組分(B)沉積在樹脂(A)上，這使其可能具有顯著的吸水性能并且不會(huì)損害植物的生長(zhǎng)。
文檔編號(hào)C08F8/42GK1889825SQ20048003590
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2004年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月5日
發(fā)明者藤丸洋圭, 大六賴道, 石崎邦彥, 足立芳史, 原田信幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日本觸媒