一種化合聚合型高保水緩控釋肥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化合聚合型高保水緩控釋肥及其制備方法，屬肥料加工領(lǐng)域，特別是涉及一種保水緩控釋肥。
【背景技術(shù)】
[0002]化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最大的物質(zhì)投資，約占全部生產(chǎn)性支出的50%。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，施用化肥可提高作物單產(chǎn)55%左右，提高總產(chǎn)30%左右。然而，目前化肥施用中存在以下主要問題:一是化肥用量大，利用率低；二是化肥施用不合理而造成環(huán)境污染，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低，出現(xiàn)嚴(yán)重的食物安全問題。因此，提高肥料的利用率，減輕其對(duì)環(huán)境的污染，發(fā)展可持續(xù)高效農(nóng)業(yè)己成為世界各國(guó)共同關(guān)注的問題。解決這一問題的有效途徑之一是研制緩控釋肥料，這也是新世紀(jì)肥料發(fā)展的方向。
[0003]在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水是制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。全球有42.9%旱耕地，旱地農(nóng)業(yè)受干旱影響主要表現(xiàn)在自然降雨與作物生長(zhǎng)水分需求不相協(xié)調(diào)，因而，如何促使土壤保留更多雨水為植物“即需即用”是旱地保水的主要問題。保水劑是能夠吸收自身質(zhì)量數(shù)百倍乃至上千倍水的高分子聚合物，具有較強(qiáng)的吸水和保水能力。許多研宄表明，保水劑有改善土壤物理性質(zhì)、提高種子出苗率和發(fā)芽率、降低灌概次數(shù)和提高肥料養(yǎng)分利用率等多重功效。隨著保水劑研究和應(yīng)用的不斷發(fā)展，將保水劑的保水功能、控制釋放技術(shù)與肥料在材料與功能上復(fù)合一體化，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)肥料的吸附和緩慢釋放，提高肥料的利用率，又可以起到一定的吸水保水作用，延長(zhǎng)肥效和灌概周期，節(jié)約用水，增加經(jīng)濟(jì)效益。保水型緩控釋肥料的研究開發(fā)己成為國(guó)內(nèi)外節(jié)水農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中最有研發(fā)前景的新型肥料。
[0004]我國(guó)是水資源缺乏的國(guó)家之一，干旱半干旱地區(qū)總面積為455萬hm2，占國(guó)土總面積的47%，水分短缺和水肥不協(xié)調(diào)是制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。因此，通過施肥改善土壤的理化性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)水肥一體化和發(fā)展高效農(nóng)業(yè)巳經(jīng)成為旱作農(nóng)業(yè)面向未來持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。保水緩釋肥是由保水劑與有機(jī)無機(jī)復(fù)肥疊加的新型肥料。該肥料將水肥調(diào)控技術(shù)、化學(xué)保水技術(shù)和肥料緩釋技術(shù)等物化到肥料中，集水分、養(yǎng)分供應(yīng)和調(diào)控于一體，是我國(guó)農(nóng)業(yè)用肥發(fā)展的主導(dǎo)方向。但目前在保水緩控釋肥的開發(fā)應(yīng)用過程中成本高、抗鹽性差、保水提高肥料利用率效果不穩(wěn)定等弊端，制約了保水緩控釋肥的規(guī)?；瘧?yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種化合聚合型高保水緩控釋肥及其制備方法，具有具有吸水量高、保水時(shí)間長(zhǎng)、提升肥料利用率高、抗鹽性強(qiáng)、成本低、綠色環(huán)保、無二次污染等優(yōu)勢(shì)。
[0006]本發(fā)明上述目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提供一種化合聚合型高保水緩控釋肥，其特征在于原料組成包括:凹凸棒、磷酸酯化聚乙烯醇、硅藻土、糊化淀粉、水溶性乙烯類不飽和單體、水溶性自由基聚合引發(fā)劑、復(fù)合交聯(lián)劑、肥料組成，其質(zhì)量份數(shù)為凹凸棒5?10份、磷酸酯化聚乙烯醇3?5份、硅藻土2?3份、糊化淀粉2?3份、水溶性乙烯類不飽和單體5?10份、水溶性自由基聚合引發(fā)劑0.0006?0.001份、復(fù)合交聯(lián)劑0.0008?0.0012份、肥料60?80份。
[0007]上述水溶性乙烯類不飽和單體是丙烯酸、丙烯酰胺中的一種或兩種混合物。
[0008]上述水溶性自由聚合引發(fā)劑是過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種或幾種混合物。
[0009]上述復(fù)合交聯(lián)劑是N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和聚乙二醇的混合物，質(zhì)量組成份數(shù)為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺65?75份、聚乙二醇25?35份。
[0010]上述肥料是氮肥、磷肥、鉀肥、復(fù)合肥、微量元素肥、有機(jī)肥、有機(jī)復(fù)合肥、生物肥中的一種或多種的混合。
[0011]本發(fā)明提供一種化合聚合型高保水緩控釋肥，其特征在于制備方法具體包括以下步驟:
(1)混合溶解:將凹凸棒、磷酸酯化聚乙烯醇、硅藻土、糊化淀粉加入到水溶性乙烯類不飽和單體溶液中，加入肥料，溶解完全，再依次加入水溶性自由基聚合引發(fā)劑和復(fù)合交聯(lián)劑，采用高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌分散或采用膠體磨進(jìn)行分散，得到混合物料；
(2)聚合反應(yīng):混合物料在反應(yīng)器中于80?160°C條件下加熱3?8h，得到凝膠；
(3)干燥粉碎:將反應(yīng)生成的凝膠干燥、粉碎即得化合聚合型高保水緩控釋肥。
[0012]本發(fā)明提供一種化合聚合型高保水緩控釋肥及其制備方法，肥料產(chǎn)品外觀為均勻粉末或顆粒，水分含量< 10.0，養(yǎng)分(Ν+Ρ205+Κ20)含量可通過調(diào)整產(chǎn)品配方中肥料組成滿足客戶需求。目前該產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，年產(chǎn)量5000噸以上，產(chǎn)品深受市場(chǎng)青睞，目前正在籌建新的生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)萬噸級(jí)以上規(guī)?；a(chǎn)。
[0013]本發(fā)明提供一種化合聚合型高保水緩控釋肥及其制備方法，其優(yōu)勢(shì)在于:一是產(chǎn)品具有肥料緩控釋、保水釋水、改善土壤等功能，有效提高了肥料利用率，減少了因一次施肥帶來的肥料流失和作物供養(yǎng)不足，有效保持土壤水分，改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤透氣性；大田試驗(yàn)結(jié)果表明該產(chǎn)品用于西紅柿種植，畝均產(chǎn)量提高18.13%，差異達(dá)到顯著水平(P〈0.01)，與常規(guī)緩控釋肥比較產(chǎn)量提高6.47% ;二是緩控釋載體選用凹凸棒、磷酸酯化聚乙烯醇、硅藻土、糊化淀粉混合物，且選用復(fù)合交聯(lián)劑，產(chǎn)品吸水率提高15%以上，緩釋期達(dá)到9個(gè)月以上；三是產(chǎn)品生產(chǎn)成本低，生態(tài)環(huán)保，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0015]實(shí)施例1:
一種化合聚合型高保水緩控釋肥，通過以下步驟制備:
(1)配料:按凹凸棒10份、磷酸酯化聚乙烯醇3份、硅藻土3份、糊化淀粉2份、丙烯酸10份、過硫酸鉀0.0006份、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.00085份、聚乙二醇0.00035份、尿素60份比例配料；
(2)混合溶解:將凹凸棒、磷酸酯化聚乙烯醇、硅藻土、糊化淀粉加入到丙烯酸溶液中，加入尿素，溶解完全，再依次加入過硫酸鉀和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇，采用高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌分散或采用膠體磨進(jìn)行分散，得到混合物料；
(3)聚合反應(yīng):混合物料在反應(yīng)器中于80?160°C條件下加熱3?8h，得到凝膠； (4)干燥粉碎:將反應(yīng)生成的凝膠干燥、粉碎即得化合聚合型高保水緩控釋肥。
[0016]實(shí)施例2:
一種化合聚合型高保水緩控釋肥，通過以下步驟制備:
(1)配料:按凹凸棒5份、磷酸酯化聚乙烯醇5份、硅藻土2份、糊化淀粉3份、丙烯酸5份、過硫酸銨0.001份、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.0006份、聚乙二醇0.0002份、復(fù)合肥80份比例配料；
(2)混合溶解:將凹凸棒、磷酸酯化聚乙烯醇、硅藻土、糊化淀粉加入到丙烯酸溶液中，加入復(fù)合肥，溶解完全，再依次加入過硫酸銨和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇，采用高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌分散或采用膠體磨進(jìn)行分散，得到混合物料；
(3)聚合反應(yīng):混合物料在反應(yīng)器中于80?160°C條件下加熱3?8h，得到凝膠；
(4)干燥粉碎:將反應(yīng)生成的凝膠干燥、粉碎即得化合聚合型高保水緩控釋肥。
[0017]實(shí)施例3:
一種化合聚合型高保水緩控釋肥及其制備方法，通過以下步驟制備:
(1)配料:按凹凸棒8份、磷酸酯化聚乙烯醇4份、硅藻土2.5份、糊化淀粉2.5份、丙烯酰胺7.5份、過硫酸鈉0.0008份、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.00075份、聚乙二醇0.00025份、過磷酸鈣70份比例配料；
(2)混合溶解:將凹凸棒、磷酸酯化聚乙烯醇、硅藻土、糊化淀粉加入到丙烯酰胺溶液中，加入過磷酸鈣，溶解完全，再依次加入過硫酸鈉和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇，采用高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌分散或采用膠體磨進(jìn)行分散，得到混合物料；
(3)聚合反應(yīng):混合物料在反應(yīng)器中于80?160°C條件下加熱3?8h，得到凝膠；
(4)干燥粉碎:將反應(yīng)生成的凝膠干燥、粉碎即得化合聚合型高保水緩控釋肥。
[0018]以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其進(jìn)行限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)被發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而對(duì)這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種化合聚合型高保水緩控釋肥，其特征在于通過以下步驟制備: (1)配料:按凹凸棒5?10份、磷酸酯化聚乙烯醇3?5份、硅藻土2?3份、糊化淀粉2?3份、水溶性乙烯類不飽和單體5?10份、水溶性自由基聚合引發(fā)劑0.0006?0.001份、復(fù)合交聯(lián)劑0.0008?0.0012份、肥料60?80份比例配料； (2)混合溶解:將凹凸棒、磷酸酯化聚乙烯醇、硅藻土、糊化淀粉加入到水溶性乙烯類不飽和單體溶液中，加入肥料，溶解完全，再依次加入水溶性自由基聚合引發(fā)劑和復(fù)合交聯(lián)劑，采用高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌分散或采用膠體磨進(jìn)行分散，得到混合物料； (3)聚合反應(yīng):混合物料在反應(yīng)器中于80?160°C條件下加熱3?8h，得到凝膠； (4)干燥粉碎:將反應(yīng)生成的凝膠干燥、粉碎即得化合聚合型高保水緩控釋肥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化合聚合型高保水緩控釋肥，其特征在于所述的水溶性乙烯類不飽和單體是丙烯酸、丙烯酰胺中的一種或兩種混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化合聚合型高保水緩控釋肥，其特征在于所述的水溶性自由聚合引發(fā)劑是過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種或幾種混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化合聚合型高保水緩控釋肥，其特征在于所述的復(fù)合交聯(lián)劑是N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和聚乙二醇的混合物，質(zhì)量組成份數(shù)為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺65?75份、聚乙二醇25?35份。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化合聚合型高保水緩控釋肥，其特征在于所述的肥料是氮肥、磷肥、鉀肥、復(fù)合肥、微量元素肥、有機(jī)肥、有機(jī)復(fù)合肥、生物肥中的一種或多種的混入口 ο
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種化合聚合型高保水緩控釋肥，由凹凸棒、磷酸酯化聚乙烯醇、硅藻土、糊化淀粉、水溶性乙烯類不飽和單體、水溶性自由基聚合引發(fā)劑、復(fù)合交聯(lián)劑、肥料等原料通過化學(xué)聚合法制得。產(chǎn)品具有肥料緩控釋、保水釋水、改善土壤等功能，有效提高了肥料利用率，減少了因一次施肥帶來的肥料流失和作物供養(yǎng)不足，有效保持土壤水分，改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤透氣性；緩控釋載體選用凹凸棒、磷酸酯化聚乙烯醇、硅藻土、糊化淀粉混合物，且選用復(fù)合交聯(lián)劑，顯著提升產(chǎn)品保水功效；生產(chǎn)成本低，生態(tài)環(huán)保，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【IPC分類】C05G3/04
【公開號(hào)】CN105237285
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510573160
【發(fā)明人】朱彥芳
【申請(qǐng)人】青島鑫垚地農(nóng)業(yè)科技股份有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月10日