一种吸水保水缓、控释肥料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种吸水保水缓、控释肥料的制备方法，其步骤是称取颗粒肥料加入反应器中，加热到70-90℃；称取反应单体，所述单体包括丙烯酸，还包括丙烯酰胺或2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸；将丙烯酸单体加入步骤（1）中的反应器中，搅拌均匀，缓慢加入氨水，使丙烯酸的中和度达到50～55%；再依次加入丙烯酰胺单体和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸单体其中的一种或两种、交联剂和水，充分溶解混合后，加入引发剂，反应5～20min；在反应器中加入分散剂，搅拌5～8min，倒出产物，60-80℃烘箱干燥，得到吸水保水缓、控释肥料。它避免采用反相聚合法使用有机溶剂带来的二次环境污染，有利于水肥交互作用，提高作物的水肥利用率。
【专利说明】一种吸水保水缓、控释肥料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农用肥料制备技术，尤其是一种吸水保水缓、控释肥料的制备方法，属于【技术领域】。
【背景技术】
[0002]肥料在农业生产中占有重要的地位，是粮食增产的基础，是农业持续发展的物质保证。我国化肥网数据表明，在多年平均每亩施用化肥101?左右时，施用化肥可提高单产40-60%，提高总产的35%左右。但是，我国现有的农业方面的生产水平低下，化肥的当季利用率较低，氮约为30?35%，磷约为10?25%，钾为35?50%，不仅造成了直接的经济损失，而且部分地区的施肥不当引起环境污染，出现了地表水富营养化、地下水和作物中硝态氮含量超标、氧化亚氮排放量增加等严重问题。国内外通过研究表明，缓、控释氮肥的利用率可高达70%以上，比尿素和硫酸铵的利用率高出30-50%，成为未来肥料的发展方向。
[0003]水资源短缺和分别不均是制约我国农业发展的另一重要因素，在我干旱、半干旱地区所占的比例达国土资源总面积的52.5%。提高农业水分利用率，发展节水农业以此来缓解水资源危机成为我国农业发展的中心任务之一。保水剂应用于农业生产中可增强土壤保水性，改良土壤结构，减少土壤水分、以及养分流失，提高水肥利用率，同时提高作物产量等作用。但保水剂与肥料分开施用，不仅费工费时，而且不利于水肥交互作用和水肥效应的发挥。因此把保水剂同时作为缓释材料，研制保水型(凝胶型)缓、控释肥成为国际上缓、控释肥研究的新领域。保水型(凝胶型)缓、控释肥具有缓释肥料和保水剂的作用，具有吸水保水和养分缓释双重作用。八匕沾肅(^131'&118111 了 811(17 ^ I？16111131-8116-611081)811181:6(1
116(1—！'616886 11^681126^8 13886(1 01100^)0171116^8.[^].？017111.801,1996 60: 2347-2351.)等以丙烯酰胺聚合物包膜尿素，该工艺是一种反相聚合成膜工艺。杜建军等(011(杜建军).1？68681~011 811(1 (16^610^1116111: 0？
00111:10116(1—！'616886811(1 1七8 6？？601:8 0？ 00111: 1^011111^
811(1 1~61:8111111^ 界8七61~ [0].611811^211011: 80111:11 0111118 八邑!" 1 01111:111^1
2002.)以改性矿物做包膜尿素的内膜，高吸水性树脂做外膜，通过物理涂覆制备高吸水性树脂包膜肥料，在国内率先开始保水型缓释肥料方面的研究。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[)备了 ——矛中含氮33.6%，常压下吸自来水76倍的吸水保水缓释尿素肥料。该产品具有三层结构:内核是尿素，中间层是聚苯乙烯，外层是含有尿素的聚丙烯酸。胡树文(中国发明专利，101508616、2009)等以高分子膜为内膜，保水剂为外包膜层制备了双层膜结构的保水缓释肥料。
目前现有的文章和专利报道的保水型缓、控释肥存在以下问题:部分保水型缓、控释肥的制备为反相聚合成膜工艺，聚合过程中用到大量有机溶剂，造成环境污染。部分保水型缓、控释肥的制备工艺较复杂，多次聚合、接枝，二次包膜，制造成本增加。部分保水型缓、控释肥的保水吸水性能较差。部分保水型缓、控释肥在储运和使用过程中，膜材容易吸潮和脱落。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种利用表面聚合机制、采用原液聚合来改善吸水保水性能的吸水保水缓、控释肥料的制备方法。
[0005]本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种吸水保水缓、控释肥料的制备方法，其特征在于，所用方法包括以下步骤:
(1)称取颗粒肥料加入反应器中，加热到70-90°C；
(2)称取反应单体，所述单体包括丙烯酸，还包括丙烯酰胺或2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸；其中丙烯酸单体质量占单体总质量的30?80%，丙烯酰胺单体质量占单体总质量的O?70%，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸单体质量占单体总质量的O?30% ;将丙烯酸单体加入步骤(I)中的反应器中，搅拌均匀，缓慢加入氨水，使丙烯酸的中和度达到50?55% ;再依次加入丙烯酰胺单体和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸单体其中的一种或两种、交联剂和水，充分溶解混合后，加入引发剂，反应5?20min ；
(3)在反应器中加入分散剂，搅拌5?8min，倒出产物，60-80°C烘箱干燥，得到吸水保水缓、控释肥料。
[0006]一种优选的方案，所述的肥料颗粒与单体总质量比为90?95:5?10。
[0007]—种优选的方案，所述的颗粒肥料为水溶性颗粒肥料，粒径2_5mm，为单质肥料和复合肥料。
[0008]一种优选的方案，所述的交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺，交联剂质量与单体总质量比为0.10%?0.24%O
[0009]一种优选的方案，所述的引发剂为过硫酸铵，引发剂质量与单体总质量比为
1.6% ?2.8%O
[0010]一种优选的方案，所述的分散剂为硅藻土、高岭土等，分散剂质量与产品总质量比为 0.3% ?1.0%。
[0011]本发明相对于现有技术具有如下的有益效果:
1.利用表面聚合机制，采用原液聚合，在肥料表面直接成膜制备保水型缓、控释肥料，避免采用反相聚合法使用有机溶剂带来的二次环境污染。
[0012]2.把保水剂制备和保水剂包膜肥料制备合二为一，改善功能，提高工效，大大降低生产成本。
[0013]3.采用该工艺制备的保水剂包膜肥料具有良好的养分缓释性能和吸水保水性能，提高了保水型缓、控释肥料的吸水倍率、耐盐性和重复吸水性能。
[0014]4.该肥料是包膜缓控释肥料，施入土壤能够提高肥料利用率，降低肥料损失。
[0015]5.该肥料具有吸水保水功能并能够重复吸水释水，施入土壤后能够吸水保水，其水分能够被植物吸收利用，并能够提高土壤水分利用率，抑制土壤水分蒸发。
[0016]6.该肥料有利于水肥交互作用，提高作物的水肥利用率。
【具体实施方式】
[0017]实施例1:
一种吸水保水缓控释肥料的制备方法，其特征在于，所用方法包括以下步骤:
(1)称取1008颗粒肥料加入反应器中，加热到701；
(2)称取反应单体，所述单体为丙烯酸、丙烯酰胺。丙烯酸单体质量占单体总质量的70%，丙烯酰胺单体质量占单体总质量的30%。称取丙烯酸单体78，丙烯酰胺如。将丙烯酸单体加入步骤(1)中的反应器中，搅拌均匀，缓慢加入氨水，使丙烯酸的中和度达到50% ；再依次加入丙烯酰胺单体、交联剂队化亚甲基双丙烯酰胺0.0188(交联剂质量与单体总质量比为0.018%)和2.58水，充分溶解混合。加入引发剂过硫酸铵0.228 (引发剂质量与单体总质量比为2.2%),反应10111111 ；
(3)在反应器中加入分散剂硅藻土0.58 (分散剂质量与产品总质量比为0.590，搅拌5-1倒出产物，601烘箱干燥，得到吸水保水缓/控释肥料。
[0018]实施例2:
一种吸水保水缓控释肥料的制备方法，其特征在于，所用方法包括以下步骤:
(1)称取1008颗粒肥料加入反应器中，加热到801；
(2)称取反应单体，所述单体为丙烯酸、2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸。丙烯酸单体质量占单体总质量的70%，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸单体质量占单体总质量的30%。称取丙烯酸单体7邑,2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸38.将丙烯酸单体加入步骤(1)中的反应器中，搅拌均匀，缓慢加入氨水，使丙烯酸的中和度达到50% ；再依次加入丙烯酰胺单体、交联剂队^亚甲基双丙烯酰胺0.02知(交联剂质量与单体总质量比为0.024%)和水，充分溶解混合。加入引发剂过硫酸铵0.2?(引发剂质量与单体总质量比为2.4%),反应15-11 ；
(3)在反应器中加入分散剂硅藻土0.88 (分散剂质量与产品总质量比为0.890，搅拌烘箱干燥，得到吸水保水缓、控释肥料。
[0019]实施例3:
一种吸水保水缓控释肥料的制备方法，其特征在于，所用方法包括以下步骤:
(1)称取1008颗粒肥料加入反应器中，加热到901；
(2)称取反应单体，所述单体为丙烯酸、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸。丙烯酸单体质量占单体总质量的63%，丙烯酰胺单体质量占单体总质量的27%，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸单体质量占单体总质量的10%。称取丙烯酸单体6.38，丙烯酰胺2.78，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸1.08。将丙烯酸单体加入步骤(1)中的反应器中，搅拌均匀，缓慢加入氨水，使丙烯酸的中和度达到50% ；再依次加入丙烯酰胺单体、交联剂队亚甲基双丙烯酰胺0.0228 (交联剂质量与单体总质量比为0.022%)和水，充分溶解混合。加入引发剂过硫酸铵0.2? (引发剂质量与单体总质量比为2.4%),反应15111111 ；
(3)在反应器中加入分散剂硅藻土0.78 (分散剂质量与产品总质量比为0.790，搅拌烘箱干燥，得到吸水保水缓、控释肥料。
【权利要求】
1.一种吸水保水缓、控释肥料的制备方法，其特征在于，所用方法包括以下步骤: (1)称取颗粒肥料加入反应器中，加热到70-90°C； (2)称取反应单体，所述单体包括丙烯酸，还包括丙烯酰胺或2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸；其中丙烯酸单体质量占单体总质量的30?80%，丙烯酰胺单体质量占单体总质量的0?70%，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸单体质量占单体总质量的0?30% ;将丙烯酸单体加入步骤(1)中的反应器中，搅拌均匀，缓慢加入氨水，使丙烯酸的中和度达到50?55% ;再依次加入丙烯酰胺单体和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸单体其中的一种或两种、交联剂和水，充分溶解混合后，加入引发剂，反应5?20min ； (3)在反应器中加入分散剂，搅拌5?8min，倒出产物，60-80°C烘箱干燥，得到吸水保水缓、控释肥料。
2.根据权利要求1所述的一种吸水保水缓、控释肥料的制备方法，其特征在于，所述的肥料颗粒与单体总质量比为90?95:5?10。
3.根据权利要求1所述的一种吸水保水缓、控释肥料的制备方法，其特征在于，所述的颗粒肥料为水溶性颗粒肥料，粒径2-5mm，为单质肥料和复合肥料。
4.根据权利要求1所述的一种吸水保水缓、控释肥料的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺，交联剂质量与单体总质量比为0.10%?0.24%。
5.根据权利要求1所述的一种吸水保水缓、控释肥料的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵，引发剂质量与单体总质量比为1.6%?2.8%。
6.根据权利要求1所述的一种吸水保水缓、控释肥料的制备方法，其特征在于，所述的分散剂为硅藻土、高岭土等，分散剂质量与产品总质量比为0.3%?1.0%。
【文档编号】C05G3/00GK104446846SQ201310414252
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】杜建军, 黄帮裕, 王新爱, 李永胜 申请人:仲恺农业工程学院