铁离子和多酚螯合物改性的水基聚丙烯酸酯包膜控释肥料及其制备方法_2

文档序号:9283544阅读:来源:国知局
013 g/mL K2S2O8)和从三口瓶倒出的预乳液均分为四份,依次交替加入,整个过程维持搅拌速率为200 rpm。等预乳液和引发剂溶液加完后,使体系保持85°C静止3h。最后关闭电热套,待体系温度降到40°C以下时,乳液过200目筛网出料。制得水基聚丙烯酸酯传统乳液母液。
[0018]A-2.水基聚丙烯酸酯细乳液的制备:
⑴、将乳化剂十二烷基苯磺酸钠和去离子水一起搅拌,形成均匀水相;
⑵、将所述的丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸甲酯以及甲基丙烯酸三种丙烯酸单体和助稳定剂正十六烷混合形成油相;
⑶、将步骤⑵得到的油相加入步骤(I)得到的水相中,连续搅拌30min制得粗乳液;
⑷、将步骤⑶得到的粗乳液在均质器中循环5次制得细乳液。均质器二级压力为60bar,总压力为600 bar。
[0019](5)、从三口瓶中倒出75%步骤⑷得到的细乳液,打开电热套,等反应温度上升到85°C后,将引发剂溶液(50ml 0.013 g/mL K2S2O8)和从三口瓶倒出的细乳液均分为四份,依次交替加入,整个过程维持搅拌速率为200 rpm。等细乳液和引发剂溶液加完后,使体系保持85°C静止3h。最后关闭电热套,待体系温度降到40°C以下时,乳液过200目筛网出料。制得水基聚丙烯酸酯细乳液母液。
[0020]B.Fe (III)和单宁酸螯合悬浮液的配制:
用容量瓶定容IL去离子水,称取0.4 g单宁酸溶解并反复摇匀,再称取0.1g六水合氯化铁也溶解其中,悬浮液的颜色变成蓝黑色,混匀即可。
[0021]C.包衣液配制:
在已制备好的已知固含量的水基聚丙烯酸酯传统乳液或者细乳液的基础上,根据实际养分控释期的要求,选择干物质占肥芯颗粒质量的5~15%的水基聚丙烯酸酯传统乳液或者细乳液。再将250 mL配置好的螯合悬浮液加入到包衣母液中,搅拌5分钟即制得包衣液。
[0022]包衣母液和包衣液分两步配制的优点是:包衣母液能长期存放,而Fe (III)和单宁酸螯合悬浮液性质不稳定,易凝结成更大的颗粒。利用现配的Fe (III)和单宁酸螯合悬浮液和包衣母液配成包衣液的做法能保证包膜性质的稳定。
[0023]D.包膜肥料制备:
用配成的包衣液与肥芯颗粒(尿素或复合肥)一起,利用流化床包衣机制作包膜肥料。
[0024]现有技术中至今仍未有文献报道把Fe (III)和单宁酸构成的自组装涂料应用于包膜控释肥料领域。且Fe (III)和单宁酸在水基聚丙烯酸酯颗粒上自组装涂层后对包膜聚合物性质的影响,以及对包膜肥料养分释放特征的影响至今更没有文献报道。
[0025]本发明使用水基聚丙烯酸酯乳液作为包衣聚合物主体,采用细乳液聚合工艺以及铁离子和多酚螯合物改性水基细乳液的方法延长水基聚合物包膜控释肥料的控释期。通过本发明生产出的水基聚合物包膜控释肥料7天累积释放率为3.6%,控释期可达到160天,控释效果良好、环境友好。
【附图说明】
[0026]图1水基聚丙烯酸酯传统乳液和细乳液制得的包膜肥料累积释放曲线。C为水基聚丙烯酸酯传统乳液制得的包膜肥料,M表示水基聚丙烯酸酯细乳液制得的包膜肥料。
[0027]图2 Fe (III)单宁酸螯合悬浮液改性对水基聚丙烯酸酯传统乳液制得的包膜肥料累积释放行为的影响;C为水基聚丙烯酸酯传统乳液制得的包膜肥料。C-Fe为Fe (III)单宁酸螯合悬浮液改性的水基聚丙烯酸酯传统乳液制得的包膜肥料;
图3 Fe (III)单宁酸螯合悬浮液改性对水基聚丙烯酸酯细乳液制得的包膜肥料累积释放行为的影响旧为水基聚丙烯酸酯细乳液制得的包膜肥料。M-Fe为Fe (III)单宁酸螯合悬浮液改性的水基聚丙烯酸酯细乳液制得的包膜肥料;
养分累积释放曲线的测定方法:从密封保存的包膜肥料中随机挑选出颗粒完整的包膜肥料,每个处理3个重复,每个重复5g,将每个重复的包膜肥料准确称重(精确到小数点后两位)后置于盛有10ml去离子水的广口瓶(橡皮塞封口)中,放入25°C培养箱内,每隔一定时间取一次样。每次取样后,将广口瓶中所有浸出液全部倒出,重新加入10ml去离子水于25°C培养内继续培养。尿素采用对二甲氨基苯甲醛比色法在流动分析仪上测定。
【具体实施方式】
[0028]实施例1,
a、水基聚丙烯酸酯传统乳液母液的制备:先将十二烷基苯磺酸钠4.12 g、0P-10 8.24g的乳化剂和250ml去离子水放置在IL的圆底三口瓶中,搅拌形成均匀水相。再将丙烯酸丁酯110g、甲基丙烯酸甲酯90 g、甲基丙烯酸5 g混合形成油相。将油相加入水相中连续搅拌30min后形成预乳液。从三口瓶中倒出75%的预乳液,打开电热套,等反应温度上升到85°C后,将引发剂溶液(50ml 0.013 g/mL K2S2O8)和从三口瓶倒出的预乳液均分为四份,依次交替加入,整个过程维持搅拌速率为200rpm。待预乳液和引发剂溶液加完后,使体系保持85°C静止3h。最后关闭电热套,待体系温度降到40°C以下时,乳液过200目筛网出料。制得水基聚丙烯酸酯传统乳液母液。
[0029]b、包衣液的配制:步骤a制备的水基聚丙烯酸酯传统乳液的固含量约为40.7%,采用干物质占肥芯颗粒质量10%的水基聚丙烯酸酯传统乳液作为材料制作包膜肥料。称取水基聚丙烯酸酯传统乳液母液98.28g,与250 mL去离子水混合后搅拌5分钟制得包衣液。
[0030]C、包膜肥料制备:使用小型流化床包衣设备,如江苏常州佳发干燥设备厂生产的LDP型流化床包衣设备,将颗粒肥料和包衣液放入流化床包衣设备中。流化床包衣的过程中,要根据包衣液的性质适当调整包衣液的流速、进风温度、进风温度和雾化压力等包衣参数,使包衣过程中的水分挥发速度与成膜反应相一致,以免影响成膜而导致包衣失败。约
1.5?2小时完成一次包衣过程。流化床包衣主要控制参数范围如下:
包衣液流速:I rpm ;
进风温度:50 0C ;
出风温度:40 0C ;
雾化压力:0.12 Mpa0
[0031]制作的包膜肥料为传统乳液包膜肥料,编号为C (Convent1nal emuls1n)。其释放模式为图1中C曲线所示,该肥料在25°C的去离子水中释放I天后,释放率约为27.7%,7天后累积释放率达到36.8%。表现出来了一定的控释效果,与植物的养分需求类型有一定的吻合性,有必要进一步减缓养分释放速率。
[0032]实施例2,
a、水基聚丙烯酸酯细乳液母液的制备:先将十二烷基苯磺酸钠4.12 g和250 mL去离子水放置在IL的圆底三口瓶中,搅拌形成均匀水相。再将丙烯酸丁酯110g、甲基丙烯酸甲酯90 g、甲基丙烯酸5 g三种单体以及助稳定剂正十六烷8.24g混合形成油相。将油相加入水相中连续搅拌30min后形成粗乳液。再将粗乳液在均质器中循环5次制得细乳液。均质器二级压力为60 bar,总压力为600 bar。将75%细乳液倒出三口瓶,打开电热套,等反应温度上升到85°C后,将引发剂溶液(50ml 0.013 g/mL K2S2O8)和从三口瓶倒出的混合物均分为四份,依次交替加入,整个过程维持搅拌速率为200 rpm。待细乳液和引发剂溶液加完后,使体系保持85°C静止3h。最后关闭电热套,待体系温度降到40°C以下时,乳液过200目筛网出料。制得水基丙烯酸酯细乳液母液。
[0033]b、包衣液的配制:步骤a制备的水基聚丙烯酸酯细乳液的固含量约为35.0%,采用干物质占肥芯颗粒质量10%的水基聚丙烯酸酯细乳液作为材料制作包膜肥料。称取水基聚丙烯酸酯细乳液母液114.28g,与250 mL去离子水混合后搅拌5分钟制得包衣液。
[0034]C、包膜肥料制备:使用小型流化床包衣设备,将颗粒尿素和步骤b制备的包衣液放入流化床包衣设备中。流化床包衣的过程和参数设置与实施例1相同。
[0035]制作的包膜肥料为细乳液包膜肥料,编号为M (Miniemuls1n)。其释放模式为图1中M曲线所示,该肥料在25°C的去离
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