一种保水型腐植酸复合肥的制备方法
【专利摘要】一种保水型腐植酸复合肥的制备方法是首先将丙烯酸、交联剂、促进剂、中和剂、水、腐植酸、尿素、磷酸二铵和氯化钾以一定的重量比进行混合，并连续搅拌反应；然后将反应物在一定温度下进行干燥，破碎筛分，制成保水型腐植酸复合肥。本方法利用腐植酸、丙烯酸交联聚合形成的高分子网络交联结构，在施用到土壤后，能够吸收大量的水分子并以胶体的形式加以保存，降低灌溉用水量和次数，稳定的供给植物根系对水分的需求，而且生产工艺简单，所需设备较少，制备成本低廉，便于普及推广，尤其适合干旱地区使用。
【专利说明】一种保水型腐植酸复合肥的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种腐植酸复合肥的制备方法，特别是一种保水型的腐植酸复合肥的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，我国干旱土地面积约15.11亿亩，占总耕地面积的76%，其中无灌溉条件的约11.71亿亩。高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料。它能吸收并保持自身质量数百倍甚至上千倍的纯水或数十倍的生理盐水，具有良好的抗旱保水作用及效果，在农业上可作为保水剂使用。但由于其价格过于昂贵，很难在农业上作为保水剂推广应用。
[0003]腐植酸是自然界中广泛存在的一种有机大分子化合物，是土壤腐殖质的主要成分，占腐殖质的85%以上。腐植酸还广泛存在于褐煤、风化煤以及泥炭土中，含量达30~70%。腐植酸分子结构中含有酚羟基、醇羟基、烯醇基、磺酸基、氨基、醌基和羰基等多种功能基团。这些活性基团的存在赋予了腐植酸酸性、亲水性、离子交换性和络合性等功能性。腐植酸具有特殊的 生物活性和结构性能，能够刺激植物生长发育、增加作物的抗逆性，增强土壤的团粒结构，提高土壤对氮、磷、钾等营养物质的吸收，并具有一定的保肥、保水能力。目前，腐植酸类物质己广泛应用于农林、石油、建材、环保、农药、医疗卫生、肥料等行业。
[0004]近年来，利用丙烯酸亲水性单体与腐植酸主链活性中心发生接枝共聚反应，制备高吸水性树脂保水剂的工作取得了一定进展。Li等(A.Li, J.Zhang, A.Wang, Polym.Advan.Technol., 16 (2005) 675)合成了聚丙烯酸/腐植酸高吸水性树脂,结果发现,腐植酸的引入可显著提高聚丙烯酸高吸水性树脂在蒸馏水和生理盐水中的吸水倍率，即使引入40%的腐植酸，所得高吸水性树脂的吸水倍率仍远高于聚丙烯酸高吸水性树脂。史俊等(史俊，王涛，西安石油大学学报(自然科学版)，(2008) 53)以丙烯酸和腐植酸为原料，N, N' —亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂，合成出了多孔型的聚丙烯酸/腐植酸高吸水性树脂。研究表明，与同条件下所合成的聚丙烯酸高吸水性树脂相比，腐植酸的引入提高了高吸水性树脂的吸水速率，同时还改善了树脂的耐盐和耐温能力。初茉等(初茉，朱书全，李华民，黄占斌，邹力壮，化工学报，(2005) 2004)采用溶液聚合法合成了聚丙烯酸钠高吸水性树脂，通过表面交联反应将腐植酸与聚丙烯酸钠复合，制得一种表面交联型高吸水性树脂。研究发现，腐植酸的加入明显提高了高吸水性树脂对水的吸收能力和耐盐性能，并且能促进植物的生长。
[0005]另外，近几十年来，我国农业生产中大量施用含有氮、磷、钾等营养元素的化学肥料，相比传统的农家肥，它起效迅速，能使农作物产量成倍增长。但是由于化学肥料的长期使用，目前我国耕地土壤板结严重，农产品质量也有下降。
[0006]综上所述，传统的丙烯酸高吸水性树脂价格昂贵，无植物生长所需的营养元素，无法在农业中广泛应用；腐植酸价廉易得，资源丰富，也需要开发新的下游产品；普通化肥在施用过程中易淋失和挥发，利用率低。因而，制备出一种具有保水保肥、刺激植物生长和营养缓释功能的价格低廉的多功能复合肥是十分有必要的。
【发明内容】
[0007]针对耕地普遍干旱，土壤板结严重、肥料利用率低的问题，本发明提供一种具有吸水保水、改良土壤品质、刺激作物生长发育、为农作物提供营养等多种功能的保水型腐植酸复合肥的制备方法。
[0008]针对上述问题，本发明提供的一种保水型腐植酸复合肥的制备方法，其所述腐植酸复合肥的制备方法是按下列步骤进行:
(1)将丙烯酸、交联剂、促进剂、中和剂、水、粉碎至60~80目的腐植酸、尿素、磷酸二铵、氯化钾以 30 ~60:0.02 ~0.1:0.01 ~0.03:5 ~20:50 ~200:10 ~40:5 ~45:10 ~20:5~20的质量份进行混合，在60~80°C连续搅拌反应3~5小时；
(2)将上述反应物在20~90°C下进行干燥，破碎筛分至20~60目，制成保水型腐植酸复合肥。
[0009]在上述技术方案中，进一步地。
[0010]所述交联剂是N，N' —亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇的一种或其混合物。
[0011]所述促进剂是过硫酸钾、过硫酸铵的一种或其混合物。
[0012]所述中和剂是氢氧化钠、氢氧化钾的一种或其混合物。
[0013]本发明针对耕地普遍干旱，土壤板结严重、肥料利用率低的问题，提供了一种具有吸水保水、改良土壤品质、刺激作物生长发育、为农作物提供营养等多种功能的保水型腐植酸复合肥的制备方法。与现有技术相比，其直接带来的和必然产生的优点与积极效果在于本方法生产工艺简单，所需设备较少，制备成本低廉，便于普及推广，在生产过程中无三废排放，实现了清洁生产。
[0014]本方法所生产的保水型腐植酸复合肥中含有腐植酸、丙烯酸交联聚合形成的高分子网络交联结构，在施用到土壤后，能够大量吸收水分并以胶体的形式加以保存，降低灌溉用水量和次数，稳定的供给植物根系对水分的需求，尤其适合干旱地区使用。
[0015]本方法所生产的保水型腐植酸复合肥中的氮、磷、钾等营养元素能够长期保存在腐植酸、丙烯酸交联聚合形成的高分子网络结构中，获得缓释效果，降低了肥料中营养元素流失率。
[0016]本方法所生产的保水型腐植酸复合肥中所包含的腐植酸本身也是肥料，它也能缓慢的释放入土壤中，起到刺激植物生长发育、改善作物品质和抗逆性能，增强土壤的团粒结构，提高土壤对营养物质的吸收。
【具体实施方式】
[0017]下面对本发明的【具体实施方式】作出说明。
[0018]实施本发明上述所提供的一种保水型腐植酸复合肥的制备方法，其所述制备方法是按下列步骤进行:
首先，将丙烯酸、交联剂、促进剂、中和剂、水、粉碎至60~80目的腐植酸、尿素、磷酸二铵、氯化钾以 30 ~60:0.02 ~0.1:0.01 ~0.03:5 ~20:50 ~200:10 ~40:5 ~45:10~20:5~20的质量份进 行混合，在60~80°C连续搅拌反应3~5小时；
其次，将上述反应物在20~90°C下进行干燥，破碎筛分至20~60目，制成保水型腐植
酸复合肥。[0019]在上述技术方案中，进一步地，交联剂是采用N，N' —亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇的一种或其混合物均可。促进剂是采用过硫酸钾、过硫酸铵的一种或其混合物均可。中和剂是采用氢氧化钠、氢氧化钾的一种或其混合物均可。
[0020]下面对本发明的【具体实施方式】作出进一步的说明。
[0021]实施例1
将腐植酸、尿素、磷酸二铵、氯化钾分别进行粉碎并过60目筛，然后按丙烯酸:N，N' —亚甲基双丙烯酰胺:过硫酸钾:氢氧化钠:水:腐植酸:尿素:磷酸二铵:氯化钾=60:0.05:0.01:14:150:20:15:12:9的质量份加入反应釜进行混合，在70°C下进行连续搅拌反应，反应时间5小时。将反应物在90°C下干燥，破碎筛分至20目，即可制成保水型腐植酸复合肥。[0022]实施例2
将腐植酸、尿素、磷酸二铵、氯化钾分别进行粉碎并过60目筛，然后按丙烯酸:N，N' —亚甲基双丙烯酰胺:过硫酸氨:氢氧化钾:水:腐植酸:尿素:磷酸二铵:氯化钾=60:0.05:0.02:16:150:30:20:15:6的质量份加入反应釜进行混合，在75°C下进行连续搅拌反应，反应时间3小时。将反应物在70°C下干燥，破碎筛分至60目，即可制成保水型腐植酸复合肥。
[0023]实施例3
将腐植酸、尿素、磷酸二铵、氯化钾分别进行粉碎并过80目筛，然后按丙烯酸:丙三醇:过硫酸氨:氢氧化钠:7jC:腐植酸:尿素:磷酸二铵:氯化钾=30:0.02:0.01:5:100:30:30:10:20的质量份加入反应釜进行混合，在65°C下进行连续搅拌反应，反应时间4.5小时。将反应物在20°C下干燥，破碎筛分至30目，即可制成保水型腐植酸复合肥。
[0024]实施例4
将腐植酸、尿素、磷酸二铵、氯化钾分别进行粉碎并过60目筛，然后按丙烯酸:N，N' —亚甲基双丙烯酰胺:过硫酸氨:氢氧化钠:水:腐植酸:尿素:磷酸二铵:氯化钾=50:0.05:0.02:5:200:40:17:10:5的质量份加入反应釜进行混合，在60°C下进行连续搅拌反应，反应时间5小时。将反应物在50°C下干燥，破碎筛分至30目，即可制成保水型腐植酸复合肥。
[0025]实施例5
将腐植酸、尿素、磷酸二铵、氯化钾分别进行粉碎并过80目筛，然后按丙烯酸:N，N' —亚甲基双丙烯酰胺:过硫酸钾:氢氧化钾:水:腐植酸:尿素:磷酸二铵:氯化钾=60:0.05:0.03:20:200:40:17:10:5的质量份加入反应釜进行混合，在60°C下进行连续搅拌反应，反应时间5小时。将反应物在90°C下干燥，破碎筛分至30目，即可制成保水型腐植酸复合肥。
【权利要求】
1.一种保水型腐植酸复合肥的制备方法，其所述制备方法是按下列步骤进行的: (1)将丙烯酸、交联剂、促进剂、中和剂、水、粉碎至60~80目的腐植酸、尿素、磷酸二铵、氯化钾以 30 ~60:0.02 ~0.1:0.01 ~0.03:5 ~20:50 ~200:10 ~40:5 ~45:10 ~20:5~20的质量份进行混合，在60~80°C连续搅拌反应3~5小时； (2)将上述反应物在20~90°C下进行干燥，破碎筛分至20~60目，制成保水型腐植酸复合肥。
2.如权利要求1所述的一种保水型腐植酸复合肥的制备方法，其特征在于所述交联剂是N，N' —亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇的一种或其混合物。
3.如权利要求1所述的一种保水型腐植酸复合肥的制备方法，其特征在于所述促进剂是过硫酸钾、过硫酸铵的一种或其混合物。
4.如权利要求1所述的一种保水型腐植酸复合肥的制备方法，其特征在于所述中和剂是氢氧化钠、氢氧化钾的一种 或其混合物。
【文档编号】C05G3/00GK103787759SQ201410029168
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】张志强, 张继龙, 王彩丽, 王慧芳 申请人:太原理工大学