一種保水型腐植酸復(fù)合肥的制備方法
【專利摘要】一種保水型腐植酸復(fù)合肥的制備方法是首先將丙烯酸、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、中和劑、水、腐植酸、尿素、磷酸二銨和氯化鉀以一定的重量比進(jìn)行混合，并連續(xù)攪拌反應(yīng)；然后將反應(yīng)物在一定溫度下進(jìn)行干燥，破碎篩分，制成保水型腐植酸復(fù)合肥。本方法利用腐植酸、丙烯酸交聯(lián)聚合形成的高分子網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在施用到土壤后，能夠吸收大量的水分子并以膠體的形式加以保存，降低灌溉用水量和次數(shù)，穩(wěn)定的供給植物根系對(duì)水分的需求，而且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，所需設(shè)備較少，制備成本低廉，便于普及推廣，尤其適合干旱地區(qū)使用。
【專利說明】一種保水型腐植酸復(fù)合肥的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種腐植酸復(fù)合肥的制備方法，特別是一種保水型的腐植酸復(fù)合肥的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國干旱土地面積約15.11億畝，占總耕地面積的76%，其中無灌溉條件的約11.71億畝。高吸水性樹脂是一種新型功能高分子材料。它能吸收并保持自身質(zhì)量數(shù)百倍甚至上千倍的純水或數(shù)十倍的生理鹽水，具有良好的抗旱保水作用及效果，在農(nóng)業(yè)上可作為保水劑使用。但由于其價(jià)格過于昂貴，很難在農(nóng)業(yè)上作為保水劑推廣應(yīng)用。
[0003]腐植酸是自然界中廣泛存在的一種有機(jī)大分子化合物，是土壤腐殖質(zhì)的主要成分，占腐殖質(zhì)的85%以上。腐植酸還廣泛存在于褐煤、風(fēng)化煤以及泥炭土中，含量達(dá)30~70%。腐植酸分子結(jié)構(gòu)中含有酚羥基、醇羥基、烯醇基、磺酸基、氨基、醌基和羰基等多種功能基團(tuán)。這些活性基團(tuán)的存在賦予了腐植酸酸性、親水性、離子交換性和絡(luò)合性等功能性。腐植酸具有特殊的 生物活性和結(jié)構(gòu)性能，能夠刺激植物生長(zhǎng)發(fā)育、增加作物的抗逆性，增強(qiáng)土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高土壤對(duì)氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，并具有一定的保肥、保水能力。目前，腐植酸類物質(zhì)己廣泛應(yīng)用于農(nóng)林、石油、建材、環(huán)保、農(nóng)藥、醫(yī)療衛(wèi)生、肥料等行業(yè)。
[0004]近年來，利用丙烯酸親水性單體與腐植酸主鏈活性中心發(fā)生接枝共聚反應(yīng)，制備高吸水性樹脂保水劑的工作取得了一定進(jìn)展。Li等(A.Li, J.Zhang, A.Wang, Polym.Advan.Technol., 16 (2005) 675)合成了聚丙烯酸/腐植酸高吸水性樹脂,結(jié)果發(fā)現(xiàn),腐植酸的引入可顯著提高聚丙烯酸高吸水性樹脂在蒸餾水和生理鹽水中的吸水倍率，即使引入40%的腐植酸，所得高吸水性樹脂的吸水倍率仍遠(yuǎn)高于聚丙烯酸高吸水性樹脂。史俊等(史俊，王濤，西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，(2008) 53)以丙烯酸和腐植酸為原料，N, N' —亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑、過硫酸銨為引發(fā)劑，合成出了多孔型的聚丙烯酸/腐植酸高吸水性樹脂。研究表明，與同條件下所合成的聚丙烯酸高吸水性樹脂相比，腐植酸的引入提高了高吸水性樹脂的吸水速率，同時(shí)還改善了樹脂的耐鹽和耐溫能力。初茉等(初茉，朱書全，李華民，黃占斌，鄒力壯，化工學(xué)報(bào)，(2005) 2004)采用溶液聚合法合成了聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂，通過表面交聯(lián)反應(yīng)將腐植酸與聚丙烯酸鈉復(fù)合，制得一種表面交聯(lián)型高吸水性樹脂。研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸的加入明顯提高了高吸水性樹脂對(duì)水的吸收能力和耐鹽性能，并且能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。
[0005]另外，近幾十年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量施用含有氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的化學(xué)肥料，相比傳統(tǒng)的農(nóng)家肥，它起效迅速，能使農(nóng)作物產(chǎn)量成倍增長(zhǎng)。但是由于化學(xué)肥料的長(zhǎng)期使用，目前我國耕地土壤板結(jié)嚴(yán)重，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量也有下降。
[0006]綜上所述，傳統(tǒng)的丙烯酸高吸水性樹脂價(jià)格昂貴，無植物生長(zhǎng)所需的營養(yǎng)元素，無法在農(nóng)業(yè)中廣泛應(yīng)用；腐植酸價(jià)廉易得，資源豐富，也需要開發(fā)新的下游產(chǎn)品；普通化肥在施用過程中易淋失和揮發(fā)，利用率低。因而，制備出一種具有保水保肥、刺激植物生長(zhǎng)和營養(yǎng)緩釋功能的價(jià)格低廉的多功能復(fù)合肥是十分有必要的。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)耕地普遍干旱，土壤板結(jié)嚴(yán)重、肥料利用率低的問題，本發(fā)明提供一種具有吸水保水、改良土壤品質(zhì)、刺激作物生長(zhǎng)發(fā)育、為農(nóng)作物提供營養(yǎng)等多種功能的保水型腐植酸復(fù)合肥的制備方法。
[0008]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供的一種保水型腐植酸復(fù)合肥的制備方法，其所述腐植酸復(fù)合肥的制備方法是按下列步驟進(jìn)行:
(1)將丙烯酸、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、中和劑、水、粉碎至60~80目的腐植酸、尿素、磷酸二銨、氯化鉀以 30 ~60:0.02 ~0.1:0.01 ~0.03:5 ~20:50 ~200:10 ~40:5 ~45:10 ~20:5~20的質(zhì)量份進(jìn)行混合，在60~80°C連續(xù)攪拌反應(yīng)3~5小時(shí)；
(2)將上述反應(yīng)物在20~90°C下進(jìn)行干燥，破碎篩分至20~60目，制成保水型腐植酸復(fù)合肥。
[0009]在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地。
[0010]所述交聯(lián)劑是N，N' —亞甲基雙丙烯酰胺、丙三醇的一種或其混合物。
[0011]所述促進(jìn)劑是過硫酸鉀、過硫酸銨的一種或其混合物。
[0012]所述中和劑是氫氧化鈉、氫氧化鉀的一種或其混合物。
[0013]本發(fā)明針對(duì)耕地普遍干旱，土壤板結(jié)嚴(yán)重、肥料利用率低的問題，提供了一種具有吸水保水、改良土壤品質(zhì)、刺激作物生長(zhǎng)發(fā)育、為農(nóng)作物提供營養(yǎng)等多種功能的保水型腐植酸復(fù)合肥的制備方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其直接帶來的和必然產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)與積極效果在于本方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，所需設(shè)備較少，制備成本低廉，便于普及推廣，在生產(chǎn)過程中無三廢排放，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。
[0014]本方法所生產(chǎn)的保水型腐植酸復(fù)合肥中含有腐植酸、丙烯酸交聯(lián)聚合形成的高分子網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在施用到土壤后，能夠大量吸收水分并以膠體的形式加以保存，降低灌溉用水量和次數(shù)，穩(wěn)定的供給植物根系對(duì)水分的需求，尤其適合干旱地區(qū)使用。
[0015]本方法所生產(chǎn)的保水型腐植酸復(fù)合肥中的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素能夠長(zhǎng)期保存在腐植酸、丙烯酸交聯(lián)聚合形成的高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，獲得緩釋效果，降低了肥料中營養(yǎng)元素流失率。
[0016]本方法所生產(chǎn)的保水型腐植酸復(fù)合肥中所包含的腐植酸本身也是肥料，它也能緩慢的釋放入土壤中，起到刺激植物生長(zhǎng)發(fā)育、改善作物品質(zhì)和抗逆性能，增強(qiáng)土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高土壤對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作出說明。
[0018]實(shí)施本發(fā)明上述所提供的一種保水型腐植酸復(fù)合肥的制備方法，其所述制備方法是按下列步驟進(jìn)行:
首先，將丙烯酸、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、中和劑、水、粉碎至60~80目的腐植酸、尿素、磷酸二銨、氯化鉀以 30 ~60:0.02 ~0.1:0.01 ~0.03:5 ~20:50 ~200:10 ~40:5 ~45:10~20:5~20的質(zhì)量份進(jìn) 行混合，在60~80°C連續(xù)攪拌反應(yīng)3~5小時(shí)；
其次，將上述反應(yīng)物在20~90°C下進(jìn)行干燥，破碎篩分至20~60目，制成保水型腐植
酸復(fù)合肥。[0019]在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，交聯(lián)劑是采用N，N' —亞甲基雙丙烯酰胺、丙三醇的一種或其混合物均可。促進(jìn)劑是采用過硫酸鉀、過硫酸銨的一種或其混合物均可。中和劑是采用氫氧化鈉、氫氧化鉀的一種或其混合物均可。
[0020]下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作出進(jìn)一步的說明。
[0021]實(shí)施例1
將腐植酸、尿素、磷酸二銨、氯化鉀分別進(jìn)行粉碎并過60目篩，然后按丙烯酸:N，N' —亞甲基雙丙烯酰胺:過硫酸鉀:氫氧化鈉:水:腐植酸:尿素:磷酸二銨:氯化鉀=60:0.05:0.01:14:150:20:15:12:9的質(zhì)量份加入反應(yīng)釜進(jìn)行混合，在70°C下進(jìn)行連續(xù)攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)。將反應(yīng)物在90°C下干燥，破碎篩分至20目，即可制成保水型腐植酸復(fù)合肥。[0022]實(shí)施例2
將腐植酸、尿素、磷酸二銨、氯化鉀分別進(jìn)行粉碎并過60目篩，然后按丙烯酸:N，N' —亞甲基雙丙烯酰胺:過硫酸氨:氫氧化鉀:水:腐植酸:尿素:磷酸二銨:氯化鉀=60:0.05:0.02:16:150:30:20:15:6的質(zhì)量份加入反應(yīng)釜進(jìn)行混合，在75°C下進(jìn)行連續(xù)攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)。將反應(yīng)物在70°C下干燥，破碎篩分至60目，即可制成保水型腐植酸復(fù)合肥。
[0023]實(shí)施例3
將腐植酸、尿素、磷酸二銨、氯化鉀分別進(jìn)行粉碎并過80目篩，然后按丙烯酸:丙三醇:過硫酸氨:氫氧化鈉:7jC:腐植酸:尿素:磷酸二銨:氯化鉀=30:0.02:0.01:5:100:30:30:10:20的質(zhì)量份加入反應(yīng)釜進(jìn)行混合，在65°C下進(jìn)行連續(xù)攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間4.5小時(shí)。將反應(yīng)物在20°C下干燥，破碎篩分至30目，即可制成保水型腐植酸復(fù)合肥。
[0024]實(shí)施例4
將腐植酸、尿素、磷酸二銨、氯化鉀分別進(jìn)行粉碎并過60目篩，然后按丙烯酸:N，N' —亞甲基雙丙烯酰胺:過硫酸氨:氫氧化鈉:水:腐植酸:尿素:磷酸二銨:氯化鉀=50:0.05:0.02:5:200:40:17:10:5的質(zhì)量份加入反應(yīng)釜進(jìn)行混合，在60°C下進(jìn)行連續(xù)攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)。將反應(yīng)物在50°C下干燥，破碎篩分至30目，即可制成保水型腐植酸復(fù)合肥。
[0025]實(shí)施例5
將腐植酸、尿素、磷酸二銨、氯化鉀分別進(jìn)行粉碎并過80目篩，然后按丙烯酸:N，N' —亞甲基雙丙烯酰胺:過硫酸鉀:氫氧化鉀:水:腐植酸:尿素:磷酸二銨:氯化鉀=60:0.05:0.03:20:200:40:17:10:5的質(zhì)量份加入反應(yīng)釜進(jìn)行混合，在60°C下進(jìn)行連續(xù)攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)。將反應(yīng)物在90°C下干燥，破碎篩分至30目，即可制成保水型腐植酸復(fù)合肥。
【權(quán)利要求】
1.一種保水型腐植酸復(fù)合肥的制備方法，其所述制備方法是按下列步驟進(jìn)行的: (1)將丙烯酸、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、中和劑、水、粉碎至60~80目的腐植酸、尿素、磷酸二銨、氯化鉀以 30 ~60:0.02 ~0.1:0.01 ~0.03:5 ~20:50 ~200:10 ~40:5 ~45:10 ~20:5~20的質(zhì)量份進(jìn)行混合，在60~80°C連續(xù)攪拌反應(yīng)3~5小時(shí)； (2)將上述反應(yīng)物在20~90°C下進(jìn)行干燥，破碎篩分至20~60目，制成保水型腐植酸復(fù)合肥。
2.如權(quán)利要求1所述的一種保水型腐植酸復(fù)合肥的制備方法，其特征在于所述交聯(lián)劑是N，N' —亞甲基雙丙烯酰胺、丙三醇的一種或其混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的一種保水型腐植酸復(fù)合肥的制備方法，其特征在于所述促進(jìn)劑是過硫酸鉀、過硫酸銨的一種或其混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的一種保水型腐植酸復(fù)合肥的制備方法，其特征在于所述中和劑是氫氧化鈉、氫氧化鉀的一種 或其混合物。
【文檔編號(hào)】C05G3/00GK103787759SQ201410029168
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】張志強(qiáng), 張繼龍, 王彩麗, 王慧芳 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)