专利名称：基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂及其制备方法。
背景技术：
磷是动物体内含量较多的矿物元素之一，其需要量仅次于钙，在动物生长、发育中占有重要地位。其中占总磷85～88％的磷存在于骨骼和牙齿中，与钙一起维持骨骼和牙齿的正常硬度。而且磷还作为高能磷酸键和磷酸肌酸的组分，参与机体的能量代谢，磷以磷脂的方式参与脂类物质、脂溶性维生素的吸收和细胞膜的构成，并作为遗传物质和一些酶的组成成分，参与机体的许多重要生命过程。日粮中磷缺乏或不足会引起动物生长缓慢或停滞，发生骨病，严重时导致死亡等严重后果。
猪和禽类等单胃动物和鱼类消化道内缺乏水解植酸的植酸酶，对植物性饲料中磷的利用率较低，必须通过添加磷源来满足畜禽磷的需要。饲料中常用的磷源包括骨粉和磷酸盐类。骨粉是由动物的骨加工而成，在饲料中当作钙、磷补充物使用，但因成分变化大，来源不稳定，而且常有异臭，更有的动物骨收购者因避免蝇蛆繁殖，常喷洒一些药剂而致使骨粉带毒，在国外饲料工业上认为骨粉类是引发疯牛病的直接原因，所以其使用量逐渐减少。磷酸盐类主要包括磷酸二氢钙，磷酸氢钙，磷酸三钙等。磷源的生物学效价不仅影响养殖经济效益，而且不能被动物吸收的磷将随粪便排出体外，造成磷资源浪费和磷对环境的污染。
离子交换树脂(Ion exchange resin，IER)是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物，其结构由三部分组成不溶性的三维空间网状骨架，连接在骨架上的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。按照交换基团的性质不同，把离子交换树脂分为六大类强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子文换树脂、弱碱性阴离子交换树脂、鳌合性离子交换树脂、两性离子交换树脂、氧化还原性离子交换树脂。根据树脂所带的可交换的离子性质，离子交换树脂大体上分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，带有酸性功能基(强酸性磺酸基(-SO3H)；弱酸性羧酸基(-COOH)，磷酸基(-PO3H2)等)，能与阳离子进行交换的聚合物叫阳离子交换树脂；带有碱性功能基(强碱性季铵基-N(CH3)3等；弱碱性伯、仲、叔胺基(-CH2NH2、-CH2NHR，-CH2NR2)等)，能与阴离子进行交换的聚合物叫阴离子交换树脂。
根据树脂物理结构的不同，又可以把离子交换树脂分为凝胶型和大孔型树脂两大类。凝胶型树脂是一类外观透明的均相高分子凝胶结构的离子交换树脂，吸水后树脂相内产生微孔，反离子可扩散进由吸水而产生的微孔内进行离子交换。大孔型离子交换树脂的基本特点是在整个树脂内部无论于、湿或收缩、溶胀在水中都存在着比一般凝胶型更多、更大的孔道，因而表面积大，在离子交换过程中，离子容易迁移扩散，交换速度较快。
离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基团)名称、基本名称排列组成。离子交换树脂的型号名称是根据结构不同而定的，由三位阿拉伯数字组成第一位数字代表产品的分类，第二位数字代表骨架结构的差异，第三位数字为顺序号，用以区别基团、交联剂等。凡大孔型离子交换树脂，在型号前加，-D表示凝胶型离子交换树脂，在型号后用“×”联接阿拉伯数字表示。其中，分类代号有0，1，2，3，4，5，6，相应代表强酸型、弱酸型、强碱型、弱碱型、螯合型、两性及氧化还原型离子交换树脂。骨架代号有0，1，2，3等，分别代表苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、环氧系等。
离子交换树脂长期以来应用于分析化学医药的分离和纯化纯水制备及近期用于环境保护血液净化等领域。自1956年首次提出离子交换树脂作为药物载体用于延缓药物释放以来，利用离子交换技术来延缓药物释放的报道不断增加，并已进入实用性阶段。离子交换树脂作为药物载体具有多种优良特性，目前其在控释、透皮给药、定位给药、速溶、离子导入透皮、鼻腔、局部给药和掩盖药物苦味等方而的应用都有很深入的研究，有些产品已经上市。离子交换树脂主要在胃肠道中控制药物释放，即离子交换树脂控释给药系统(Ion-Exchange ResinControlled Drag Delivery System，IERCDDS)，与其他给药系统相比，IERCDDS的主要特点是药物的释放不依赖于胃肠道内的pH值、酶活性、温度以及胃肠道液的体积，由于胃肠道液中的离子种类及其强度维持相对恒定，故药物在体内可以恒定速率释放。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂及其制备方法。
基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂是一种含可交换磷酸根的阴离子交换树脂，按重量百分比计，磷在阴离子交换树脂中的含量为5～20％。
基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂的制备方法，包括以下步骤1)将阴离子交换树脂置于树脂体积1～2倍的0.5～2mol/L盐酸溶液浸泡2～5小时，放尽酸液后用水漂洗至中性，然后用树脂体积1～2倍的0.5～2mol/L氢氧化钠溶液浸泡3～6小时，放尽碱液后用水漂洗至中性；2)将步骤1)的树脂装入交换柱中，将含磷量为阴离子交换树脂重量5～20％的磷酸盐，预先配置成0.5～5.0mol/L的水溶液，以1～10mL/min的流速通过交换柱，室温反应2～4小时，水洗2～5次；3)将步骤2)所得负载磷的阴离子交换树脂在低于70℃下烘干，得到基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂。
发明中所说的磷酸盐可以是磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢钠、磷酸氢钾。
本发明的优点是
(1)利用阴离子交换树脂可与阴离子起交换作用的特点，将磷酸根负载到阴离子交换树脂中，实施方法简便，适宜工业化生产，成本较低。
(2)由于离子交换树脂是一种性能优良的控缓释载体，对所负载的磷具有控缓释作用，从而大大提高了磷的吸收利用率。
(3)本发明所制得的基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂易于与饲料混合，形成均匀分散系，使用方便。
具体实施例方式
阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂，带有碱性功能基，包括强碱性(季铵基-N(CH3)3)和弱碱性(伯、仲、叔胺基，-CH2NH2、-CH2NHR，-CH2NR2)功能基。根据阴离子交换树脂物理结构的不同，可以为凝胶型或大孔型树脂。阴离子交换树脂骨架为苯乙烯系或丙烯酸系。
实施例11)将市售的201×7强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂(本产品相当于美国AmberliteIRA-400，西德LewatitM500，日本DiaionSA-10A)，置于树脂体积1倍的0.5mol/L盐酸溶液浸泡2小时，放尽酸液后用水漂洗至中性，然后用树脂体积1倍的0.5mol/L氢氧化钠溶液浸泡3小时，放尽碱液后用水漂洗至中性；2)将步骤1)的树脂装入交换柱中，将含磷量为阴离子交换树脂重量5％的磷酸钠，预先配置成0.5mol/L的水溶液，以1mL/min的流速通过交换柱，室温反应2小时，水洗2次；3)将步骤2)所得负载磷的阴离子交换树脂在低于70℃下烘干，得到基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂按重量百分比计，磷在阴离子交换树脂中的含量为5％。
实施例21)将市售的201×4强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂(本产品相当于美国AmberliteIRA402，德国Lewatit M504MB)，置于树脂体2倍的2mol/L盐酸溶液浸泡5小时，放尽酸液后用水漂洗至中性，然后用树脂体积2倍的2mol/L氢氧化钠溶液浸泡6小时，放尽碱液后用水漂洗至中性；2)将步骤1)的树脂装入交换柱中，将含磷量为阴离子交换树脂重量10％的磷酸钾，预先配置成1.0mol/L的水溶液，以10mL/min的流速通过交换柱，室温反应4小时，水洗5次；3)将步骤2)所得负载磷的阴离子交换树脂在低于70℃下烘干，得到基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂。按重量百分比计，磷在阴离子交换树脂中的含量为10％。
实施例31)将市售的D201大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂(本产品相当美国AmberliteIRA-900，西德Lewatit MP-500，日本Diaion308)，置于树脂体积1.5倍的1mol/L盐酸溶液浸泡4小时，放尽酸液后用水漂洗至中性，然后用树脂体积1.5倍的1mol/L氢氧化钠溶液浸泡5小时，放尽碱液后用水漂洗至中性；2)将步骤1)的树脂装入交换柱中，将含磷量为阴离子交换树脂重量15％的磷酸氢钠，预先配置成2.0mol/L的水溶液，以5mL/min的流速通过交换柱，室温反应4小时，水洗5次；3)将步骤2)所得负载磷的阴离子交换树脂在低于70℃下烘干，得到基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂。按重量百分比计，磷在阴离子交换树脂中的含量为15％。
实施例41)将市售的D311大孔丙烯酸系弱碱阴离子交换树脂(本产品相当于美国AmberliteIRA-68；德国AP-49)，置于树脂体2倍的0.5mol/L盐酸溶液浸泡2小时，放尽酸液后用水漂洗至中性，然后用树脂体积2倍的2mol/L氢氧化钠溶液浸泡3小时，放尽碱液后用水漂洗至中性；2)将步骤1)的树脂装入交换柱中，将含磷量为水滑石重量20％的磷酸氢钾钠，预先配置成5.0mol/L的水溶液，以2mL/min的流速通过交换柱，室温反应4小时，水洗3次；3)将步骤2)所得负载磷的阴离子交换树脂在低于70℃下烘干，得到基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂。按重量百分比计，磷在阴离子交换树脂中的含量为20％。
权利要求
1.一种基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂，其特征在于，它是一种含可交换磷酸根的阴离子交换树脂，按重量百分比计，磷在阴离子交换树脂中的含量为5～20％。
2.一种如权利要求1所述的基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂的制备方法，其特征在于方法的步骤如下1)将阴离子交换树脂置于树脂体积1～2倍的0.5～2mol/L盐酸溶液浸泡2～5小时，放尽酸液后用水漂洗至中性，然后用树脂体积1～2倍的0.5～2mol/L氢氧化钠溶液浸泡3～6小时，放尽碱液后用水漂洗至中性；2)将步骤1)的树脂装入交换柱中，将含磷量为阴离子交换树脂重量5～20％的磷酸盐，预先配置成0.5～5.0mol/L的水溶液，以1～10mL/min的流速通过交换柱，室温反应2～4小时，水洗2～5次；3)将步骤2)所得负载磷的阴离子交换树脂在低于70℃下烘干，得到基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂。
3.根据权利要求2所述的一种基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂的制备方法，其特征是所说的磷酸盐为磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢钠或磷酸氢钾。
全文摘要
本发明公开了基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂及其制备方法。它是一种含可交换磷酸根的阴离子交换树脂，按重量百分比计，磷在阴离子交换树脂中的含量为5～20％。其制备方法是利用阴离子交换树脂可与阴离子起交换作用的特点，将磷酸根离子负载到阴离子交换树脂中。由于离子交换树脂是一种性能优良的控缓释载体，对所负载的磷具有控缓释作用，从而大大提高了磷的吸收利用率，降低了磷资源浪费和磷对环境的污染；而且基于阴离子交换树脂的磷源饲料添加剂易于与饲料混合，形成均匀分散系，使用方便。
文档编号A23K1/16GK1911074SQ20061005317
公开日2007年2月14日 申请日期2006年8月28日 优先权日2006年8月28日
发明者夏枚生, 靳明建, 胡彩虹, 姚志通, 朱兴一, 张红梅 申请人:浙江大学