一種化合聚合型高保水緩控釋肥及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種化合聚合型高保水緩控釋肥及其制備方法，屬肥料加工領域，特別是涉及一種保水緩控釋肥。
【背景技術】
[0002]化肥在農業生產中占有重要地位，是農業生產中最大的物質投資，約占全部生產性支出的50%。據聯合國糧農組織統計，施用化肥可提高作物單產55%左右，提高總產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境污染，農產品品質降低，出現嚴重的食物安全問題。因此，提高肥料的利用率，減輕其對環境的污染，發展可持續高效農業己成為世界各國共同關注的問題。解決這一問題的有效途徑之一是研制緩控釋肥料，這也是新世紀肥料發展的方向。
[0003]在農業生產中，水是制約農業發展的重要因素。全球有42.9%旱耕地，旱地農業受干旱影響主要表現在自然降雨與作物生長水分需求不相協調，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量數百倍乃至上千倍水的高分子聚合物，具有較強的吸水和保水能力。許多研宄表明，保水劑有改善土壤物理性質、提高種子出苗率和發芽率、降低灌概次數和提高肥料養分利用率等多重功效。隨著保水劑研究和應用的不斷發展，將保水劑的保水功能、控制釋放技術與肥料在材料與功能上復合一體化，既可以實現對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，延長肥效和灌概周期，節約用水，增加經濟效益。保水型緩控釋肥料的研究開發己成為國內外節水農業領域中最有研發前景的新型肥料。
[0004]我國是水資源缺乏的國家之一，干旱半干旱地區總面積為455萬hm2，占國土總面積的47%，水分短缺和水肥不協調是制約農業發展的關鍵。因此，通過施肥改善土壤的理化性質，實現水肥一體化和發展高效農業巳經成為旱作農業面向未來持續發展的重要環節。保水緩釋肥是由保水劑與有機無機復肥疊加的新型肥料。該肥料將水肥調控技術、化學保水技術和肥料緩釋技術等物化到肥料中，集水分、養分供應和調控于一體，是我國農業用肥發展的主導方向。但目前在保水緩控釋肥的開發應用過程中成本高、抗鹽性差、保水提高肥料利用率效果不穩定等弊端，制約了保水緩控釋肥的規模化應用。
【發明內容】
[0005]為克服現有技術的不足，本發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、保水時間長、提升肥料利用率高、抗鹽性強、成本低、綠色環保、無二次污染等優勢。
[0006]本發明上述目的是通過以下技術方案予以實現的:
本發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劑、復合交聯劑、肥料組成，其質量份數為凹凸棒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劑0.0006?0.001份、復合交聯劑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]上述復合交聯劑是N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和聚乙二醇的混合物，質量組成份數為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、復合肥、微量元素肥、有機肥、有機復合肥、生物肥中的一種或多種的混合。
[0011]本發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劑和復合交聯劑，采用高速攪拌機進行攪拌分散或采用膠體磨進行分散，得到混合物料；
(2)聚合反應:混合物料在反應器中于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，肥料產品外觀為均勻粉末或顆粒，水分含量< 10.0，養分(Ν+Ρ205+Κ20)含量可通過調整產品配方中肥料組成滿足客戶需求。目前該產品已實現商業化生產，年產量5000噸以上，產品深受市場青睞，目前正在籌建新的生產線，實現萬噸級以上規模化生產。
[0013]本發明提供一種化合聚合型高保水緩控釋肥及其制備方法，其優勢在于:一是產品具有肥料緩控釋、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不足，有效保持土壤水分，改善土壤結構，增強土壤透氣性；大田試驗結果表明該產品用于西紅柿種植，畝均產量提高18.13%，差異達到顯著水平(P〈0.01)，與常規緩控釋肥比較產量提高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，且選用復合交聯劑，產品吸水率提高15%以上，緩釋期達到9個月以上；三是產品生產成本低，生態環保，便于大規模推廣應用。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例對本發明做進一步說明。
[0015]實施例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，采用高速攪拌機進行攪拌分散或采用膠體磨進行分散，得到混合物料；
(3)聚合反應:混合物料在反應器中于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，采用高速攪拌機進行攪拌分散或采用膠體磨進行分散，得到混合物料；
(3)聚合反應:混合物料在反應器中于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，采用高速攪拌機進行攪拌分散或采用膠體磨進行分散，得到混合物料；
(3)聚合反應:混合物料在反應器中于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]以上實施例僅用于說明本發明的技術方案，而非對其進行限制；盡管參照前述實施例對被發明進行了詳細的說明，但對于本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而對這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明所要求保護的技術方案的精神和范圍。
【主權項】
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劑0.0006?0.001份、復合交聯劑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劑和復合交聯劑，采用高速攪拌機進行攪拌分散或采用膠體磨進行分散，得到混合物料； (3)聚合反應:混合物料在反應器中于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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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合交聯劑是N，N-亞甲基雙丙烯酰胺和聚乙二醇的混合物，質量組成份數為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺65?75份、聚乙二醇25?35份。5.根據權利要求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、復合肥、微量元素肥、有機肥、有機復合肥、生物肥中的一種或多種的混入口 ο
【專利摘要】本發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劑、復合交聯劑、肥料等原料通過化學聚合法制得。產品具有肥料緩控釋、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不足，有效保持土壤水分，改善土壤結構，增強土壤透氣性；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，且選用復合交聯劑，顯著提升產品保水功效；生產成本低，生態環保，便于大規模推廣應用。
【IPC分類】C05G3/04
【公開號】CN105237285
【申請號】CN201510573160
【發明人】朱彥芳
【申請人】青島鑫垚地農業科技股份有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月10日