一種吸水保水緩、控釋肥料的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種吸水保水緩、控釋肥料的制備方法，其步驟是稱取顆粒肥料加入反應器中，加熱到70-90℃；稱取反應單體，所述單體包括丙烯酸，還包括丙烯酰胺或2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸；將丙烯酸單體加入步驟（1）中的反應器中，攪拌均勻，緩慢加入氨水，使丙烯酸的中和度達到50～55%；再依次加入丙烯酰胺單體和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸單體其中的一種或兩種、交聯劑和水，充分溶解混合后，加入引發劑，反應5～20min；在反應器中加入分散劑，攪拌5～8min，倒出產物，60-80℃烘箱干燥，得到吸水保水緩、控釋肥料。它避免采用反相聚合法使用有機溶劑帶來的二次環境污染，有利于水肥交互作用，提高作物的水肥利用率。
【專利說明】一種吸水保水緩、控釋肥料的制備方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及農用肥料制備技術，尤其是一種吸水保水緩、控釋肥料的制備方法，屬于【技術領域】。

【背景技術】
[0002]肥料在農業生產中占有重要的地位，是糧食增產的基礎，是農業持續發展的物質保證。我國化肥網數據表明，在多年平均每畝施用化肥101?左右時，施用化肥可提高單產40-60%，提高總產的35%左右。但是，我國現有的農業方面的生產水平低下，化肥的當季利用率較低，氮約為30?35%，磷約為10?25%，鉀為35?50%，不僅造成了直接的經濟損失，而且部分地區的施肥不當引起環境污染，出現了地表水富營養化、地下水和作物中硝態氮含量超標、氧化亞氮排放量增加等嚴重問題。國內外通過研究表明，緩、控釋氮肥的利用率可高達70%以上，比尿素和硫酸銨的利用率高出30-50%，成為未來肥料的發展方向。
[0003]水資源短缺和分別不均是制約我國農業發展的另一重要因素，在我干旱、半干旱地區所占的比例達國土資源總面積的52.5%。提高農業水分利用率，發展節水農業以此來緩解水資源危機成為我國農業發展的中心任務之一。保水劑應用于農業生產中可增強土壤保水性，改良土壤結構，減少土壤水分、以及養分流失，提高水肥利用率，同時提高作物產量等作用。但保水劑與肥料分開施用，不僅費工費時，而且不利于水肥交互作用和水肥效應的發揮。因此把保水劑同時作為緩釋材料，研制保水型(凝膠型)緩、控釋肥成為國際上緩、控釋肥研究的新領域。保水型(凝膠型)緩、控釋肥具有緩釋肥料和保水劑的作用，具有吸水保水和養分緩釋雙重作用。八匕沾肅(^131'&118111 了 811(17 ^ I？16111131-8116-611081)811181:6(1
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2002.)以改性礦物做包膜尿素的內膜，高吸水性樹脂做外膜，通過物理涂覆制備高吸水性樹脂包膜肥料，在國內率先開始保水型緩釋肥料方面的研究。梁蕊尺土(梁-蕊).81:11(1168 011 1:116811(1 ？1~0^61~1:168 0？ ^1:61—1~61:6111:1011 811(1
810^-1-61688611261~8 [0].1^11211011: 1^112110112007.)帝[)備了 ——矛中含氮33.6%，常壓下吸自來水76倍的吸水保水緩釋尿素肥料。該產品具有三層結構:內核是尿素，中間層是聚苯乙烯，外層是含有尿素的聚丙烯酸。胡樹文(中國發明專利，101508616、2009)等以高分子膜為內膜，保水劑為外包膜層制備了雙層膜結構的保水緩釋肥料。
目前現有的文章和專利報道的保水型緩、控釋肥存在以下問題:部分保水型緩、控釋肥的制備為反相聚合成膜工藝，聚合過程中用到大量有機溶劑，造成環境污染。部分保水型緩、控釋肥的制備工藝較復雜，多次聚合、接枝，二次包膜，制造成本增加。部分保水型緩、控釋肥的保水吸水性能較差。部分保水型緩、控釋肥在儲運和使用過程中，膜材容易吸潮和脫落。


【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種利用表面聚合機制、采用原液聚合來改善吸水保水性能的吸水保水緩、控釋肥料的制備方法。
[0005]本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到:
一種吸水保水緩、控釋肥料的制備方法，其特征在于，所用方法包括以下步驟:
(1)稱取顆粒肥料加入反應器中，加熱到70-90°C；
(2)稱取反應單體，所述單體包括丙烯酸，還包括丙烯酰胺或2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸；其中丙烯酸單體質量占單體總質量的30?80%，丙烯酰胺單體質量占單體總質量的O?70%，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸單體質量占單體總質量的O?30% ;將丙烯酸單體加入步驟(I)中的反應器中，攪拌均勻，緩慢加入氨水，使丙烯酸的中和度達到50?55% ;再依次加入丙烯酰胺單體和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸單體其中的一種或兩種、交聯劑和水，充分溶解混合后，加入引發劑，反應5?20min ；
(3)在反應器中加入分散劑，攪拌5?8min，倒出產物，60-80°C烘箱干燥，得到吸水保水緩、控釋肥料。
[0006]一種優選的方案，所述的肥料顆粒與單體總質量比為90?95:5?10。
[0007]—種優選的方案，所述的顆粒肥料為水溶性顆粒肥料，粒徑2_5mm，為單質肥料和復合肥料。
[0008]一種優選的方案，所述的交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，交聯劑質量與單體總質量比為0.10%?0.24%O
[0009]一種優選的方案，所述的引發劑為過硫酸銨，引發劑質量與單體總質量比為
1.6% ?2.8%O
[0010]一種優選的方案，所述的分散劑為硅藻土、高嶺土等，分散劑質量與產品總質量比為 0.3% ?1.0%。
[0011]本發明相對于現有技術具有如下的有益效果:
1.利用表面聚合機制，采用原液聚合，在肥料表面直接成膜制備保水型緩、控釋肥料，避免采用反相聚合法使用有機溶劑帶來的二次環境污染。
[0012]2.把保水劑制備和保水劑包膜肥料制備合二為一，改善功能，提高工效，大大降低生產成本。
[0013]3.采用該工藝制備的保水劑包膜肥料具有良好的養分緩釋性能和吸水保水性能，提高了保水型緩、控釋肥料的吸水倍率、耐鹽性和重復吸水性能。
[0014]4.該肥料是包膜緩控釋肥料，施入土壤能夠提高肥料利用率，降低肥料損失。
[0015]5.該肥料具有吸水保水功能并能夠重復吸水釋水，施入土壤后能夠吸水保水，其水分能夠被植物吸收利用，并能夠提高土壤水分利用率，抑制土壤水分蒸發。
[0016]6.該肥料有利于水肥交互作用，提高作物的水肥利用率。

【具體實施方式】
[0017]實施例1:
一種吸水保水緩控釋肥料的制備方法，其特征在于，所用方法包括以下步驟:
(1)稱取1008顆粒肥料加入反應器中，加熱到701；
(2)稱取反應單體，所述單體為丙烯酸、丙烯酰胺。丙烯酸單體質量占單體總質量的70%，丙烯酰胺單體質量占單體總質量的30%。稱取丙烯酸單體78，丙烯酰胺如。將丙烯酸單體加入步驟(1)中的反應器中，攪拌均勻，緩慢加入氨水，使丙烯酸的中和度達到50% ；再依次加入丙烯酰胺單體、交聯劑隊化亞甲基雙丙烯酰胺0.0188(交聯劑質量與單體總質量比為0.018%)和2.58水，充分溶解混合。加入引發劑過硫酸銨0.228 (引發劑質量與單體總質量比為2.2%),反應10111111 ；
(3)在反應器中加入分散劑硅藻土0.58 (分散劑質量與產品總質量比為0.590，攪拌5-1倒出產物，601烘箱干燥，得到吸水保水緩/控釋肥料。
[0018]實施例2:
一種吸水保水緩控釋肥料的制備方法，其特征在于，所用方法包括以下步驟:
(1)稱取1008顆粒肥料加入反應器中，加熱到801；
(2)稱取反應單體，所述單體為丙烯酸、2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸。丙烯酸單體質量占單體總質量的70%，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸單體質量占單體總質量的30%。稱取丙烯酸單體7邑,2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸38.將丙烯酸單體加入步驟(1)中的反應器中，攪拌均勻，緩慢加入氨水，使丙烯酸的中和度達到50% ；再依次加入丙烯酰胺單體、交聯劑隊^亞甲基雙丙烯酰胺0.02知(交聯劑質量與單體總質量比為0.024%)和水，充分溶解混合。加入引發劑過硫酸銨0.2?(引發劑質量與單體總質量比為2.4%),反應15-11 ；
(3)在反應器中加入分散劑硅藻土0.88 (分散劑質量與產品總質量比為0.890，攪拌烘箱干燥，得到吸水保水緩、控釋肥料。
[0019]實施例3:
一種吸水保水緩控釋肥料的制備方法，其特征在于，所用方法包括以下步驟:
(1)稱取1008顆粒肥料加入反應器中，加熱到901；
(2)稱取反應單體，所述單體為丙烯酸、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸。丙烯酸單體質量占單體總質量的63%，丙烯酰胺單體質量占單體總質量的27%，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸單體質量占單體總質量的10%。稱取丙烯酸單體6.38，丙烯酰胺2.78，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸1.08。將丙烯酸單體加入步驟(1)中的反應器中，攪拌均勻，緩慢加入氨水，使丙烯酸的中和度達到50% ；再依次加入丙烯酰胺單體、交聯劑隊亞甲基雙丙烯酰胺0.0228 (交聯劑質量與單體總質量比為0.022%)和水，充分溶解混合。加入引發劑過硫酸銨0.2? (引發劑質量與單體總質量比為2.4%),反應15111111 ；
(3)在反應器中加入分散劑硅藻土0.78 (分散劑質量與產品總質量比為0.790，攪拌烘箱干燥，得到吸水保水緩、控釋肥料。
【權利要求】
1.一種吸水保水緩、控釋肥料的制備方法，其特征在于，所用方法包括以下步驟: (1)稱取顆粒肥料加入反應器中，加熱到70-90°C； (2)稱取反應單體，所述單體包括丙烯酸，還包括丙烯酰胺或2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸；其中丙烯酸單體質量占單體總質量的30?80%，丙烯酰胺單體質量占單體總質量的0?70%，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸單體質量占單體總質量的0?30% ;將丙烯酸單體加入步驟(1)中的反應器中，攪拌均勻，緩慢加入氨水，使丙烯酸的中和度達到50?55% ;再依次加入丙烯酰胺單體和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸單體其中的一種或兩種、交聯劑和水，充分溶解混合后，加入引發劑，反應5?20min ； (3)在反應器中加入分散劑，攪拌5?8min，倒出產物，60-80°C烘箱干燥，得到吸水保水緩、控釋肥料。
2.根據權利要求1所述的一種吸水保水緩、控釋肥料的制備方法，其特征在于，所述的肥料顆粒與單體總質量比為90?95:5?10。
3.根據權利要求1所述的一種吸水保水緩、控釋肥料的制備方法，其特征在于，所述的顆粒肥料為水溶性顆粒肥料，粒徑2-5mm，為單質肥料和復合肥料。
4.根據權利要求1所述的一種吸水保水緩、控釋肥料的制備方法，其特征在于，所述的交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，交聯劑質量與單體總質量比為0.10%?0.24%。
5.根據權利要求1所述的一種吸水保水緩、控釋肥料的制備方法，其特征在于，所述的引發劑為過硫酸銨，引發劑質量與單體總質量比為1.6%?2.8%。
6.根據權利要求1所述的一種吸水保水緩、控釋肥料的制備方法，其特征在于，所述的分散劑為硅藻土、高嶺土等，分散劑質量與產品總質量比為0.3%?1.0%。
【文檔編號】C05G3/00GK104446846SQ201310414252
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月12日 優先權日:2013年9月12日
【發明者】杜建軍, 黃幫裕, 王新愛, 李永勝 申請人:仲愷農業工程學院