CN104446675B - 一种高分子聚合物缓释氮肥及其制备方法 - Google Patents

一种高分子聚合物缓释氮肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种缓释高分子聚合物氮肥及其制备方法，具体讲是将草酸与氨基脲进行缩聚反应，得到聚草酸氨基脲，经造粒干燥得到一种新型缓释聚合物氮肥，该氮肥具有肥效释放稳定，肥效高，利用率高，易降解，能改善土壤环境的优点。

Description

一种高分子聚合物缓释氮肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及农用化肥领域，具体涉及一种高分子聚合物缓释氮肥及其制备方法。
背景技术
肥料是一种重要的农业生产资料，对保证农业持续稳定发展，起着至关重要的作用。近年来，由于植物营养与施肥研究领域的不断拓展和化学肥料生产新工艺的持续创新，肥料市场需求正在发生变化，现代农业的发展对肥料也有了多样化、多功能的要求，因而开发新型肥料，为农业提供高效、优质的肥料产品，是建设现代农业的极为重要的组成部分。
目前国内所使用的氮肥，大多是单质或单元的速效性肥料，具有溶解度较高、分解较快、肥效迅速、增产效果显著的优点，但也存在肥效期短，养分损失严重等缺陷，如氨挥发、硝态氮淋失及生物脱氮损失等，使得氮肥利用率只有30%-40%。因此，在氮肥中物理添加或在其颗粒表面包被上溶解度较小或能控制养分释放速率的物质，形成一种新型的长效氮肥成为一种主流技术。这种新型氮肥具有施肥次数减少，施肥技术简化，肥料损失少的优点，氮肥的利用率可达60%～70%。但同样存在缺陷，如有突释，肥效释放不稳定，可能造成土壤板结等。
中国专利公开号CN102850110A公开了一种亲水性缓释肥的载体及其应用该载体制备的缓释肥，该方法将木粉、淀粉、丙烯酸或其衍生物、聚合反应催化剂、扩链剂进行聚合制得一种亲水性缓释肥的载体，再采用物理混合包覆的方法制备得到缓释肥，具有无污染和成本低廉的优点，但由于采用的物理混合的方法进行缓释，存在肥效突释，肥效释放不稳定的缺陷。
中国专利公开号CN101037368A公开了一种生物可降解型自控缓释肥料，该发明是利用在尿素或复混肥颗粒表面均匀喷涂一层水溶性高分子聚合物的控释层制成，高分子聚合物由纤维素，氧化淀粉，聚乙烯醇，聚氨酯预聚物，环氧树脂，环氧树脂固化剂，交联剂，乳化剂，引发剂，去离子水按一定配比聚合制成。该发明具有节肥，省工，减少环境污染的优点，但由于是采用物理包膜的方法在尿素或复混肥颗粒表面均匀喷涂一层水溶性高分子聚合物的控释层，从而存在肥效突释，肥效释放不稳定的缺陷。
中国专利公开号CN102584458A公开了本发明公开了一种多营养元素高分子缓释碳基化肥，该化肥以聚羰基脲和磷酸二氢钾为原料通过缩聚反应制备得到，具有缓释和营养含量高的优点，但由于是以聚羰基脲和磷酸二氢钾为原料通过缩聚反应制备得到的高分子化合物，其使用时容易造成土壤的板结，不利于农作物的生长。
根据上述，目前缓释肥大多存在肥效突释，肥效释放不稳定和造成土壤板结，不利于农作物生长的缺陷，因而发明一种具有长久稳定释放肥效的，且对土壤具有改良作用的缓释肥对建设现代农业具有重要意义。
发明内容
针对目前缓释肥存在肥效突释，肥效释放不稳定和造成土壤板结，不利于农作物生长的缺陷，本发明提出了一种高分子聚合物缓释氮肥及其制备方法，为实现上述目的，本发明将具有易降解的天然有机酸草酸与氨基脲进行缩聚反应，得到聚草酸氨基脲，再经造粒干燥得到一种新型高分子聚合物缓释氮肥，该氮肥具有肥效释放稳定持久，肥效好，利用率高，易降解，能改善土壤环境的优点。
本发明一种高分子聚合物缓释氮肥，其特征在于具有以下通式的聚合物：，其中n为平均聚合度，n=10-150。
上述一种高分子聚合物缓释氮肥，其特征在于由草酸与氨基脲在加热和缩合剂的条件下通过脱水缩合反应制得，其反应式为：
上述一种高分子聚合物缓释氮肥中所述的缩合剂为N, N-二异丙基碳二亚胺、N,N-二环己基碳二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐中的一种。
本发明一种高分子聚合物缓释氮肥的制备方法，其具体制备步骤如下：
（1）.将40-50重量份的草酸加入反应釜中，加入适量蒸馏水,在60-100r/min的转速下溶解3-6min，完全溶解后加入40-50重量份的氨基脲和1-3重量份的缩合剂，保持转速3-5min，待氨基脲完全溶解后，增加搅拌转速到150-200r/min，在80-100℃的温度下进行反应1-2h，生成聚草酸氨基脲溶液；
（2）.将步骤(1)得到的聚草酸氨基脲溶液进行蒸发、结晶、造粒，然后干燥，得到一种高分子聚合物缓释氮肥。
本发明选取具有易降解的草酸和含氮量很高的氨基脲作为原料，通过进行脱水缩合反应，得到聚草酸氨基脲，通过调节聚草酸氨基脲的的聚合度来调节其降解速度，从而提高了肥效的利用率，得到具有一种肥效释放稳定持久，肥效好，利用率高，易降解，能改善土壤环境的新型高分子聚合物缓释氮肥。该肥料通过聚草酸氨基脲的降解来释放铵根离子，为农作物提供氮元素，肥效释放稳定持久，利用率能到达75%-85%，且土壤不易板结，利于农作物的生长。
本发明突出的特点和有益的效果在于：
1、本发明采用高分子的降解释放铵根离子的方法来实现肥料中的营养元素的缓释，肥效释放稳定持久，利用率能到达75%-85%。
2、本发明选取了草酸和氨基脲作为原料，聚合而成的聚草酸氨基脲具有含氮量高，易降解的优点。
3、本发明具有生产成本低，质量稳定，易于工业化生产和市场推广应用。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
（1）.将50重量份的草酸加入反应釜中，加入适量蒸馏水,在100r/min的转速下溶解6min，完全溶解后加入50重量份的氨基脲和3重量份的N, N-二异丙基碳二亚胺，保持转速5min，待氨基脲完全溶解后，增加搅拌转速到150r/min，在100℃的温度下进行反应2h，生成聚草酸氨基脲溶液；
（2）.将步骤(1)得到的聚草酸氨基脲溶液进行蒸发、结晶、造粒，然后干燥，得到一种高分子聚合物缓释氮肥。
实施例2
（1）.将40重量份的草酸加入反应釜中，加入适量蒸馏水,在60r/min的转速下溶解4min，完全溶解后加入50重量份的氨基脲和2重量份的N, N-二环己基碳二亚胺，保持转速5min，待氨基脲完全溶解后，增加搅拌转速到200r/min，在80℃的温度下进行反应1.5h，生成聚草酸氨基脲溶液；
（2）.将步骤(1)得到的聚草酸氨基脲溶液进行蒸发、结晶、造粒，然后干燥，得到一种高分子聚合物缓释氮肥。
实施例3
（1）.将45重量份的草酸加入反应釜中，加入适量蒸馏水,在80r/min的转速下溶解3min，完全溶解后加入45重量份的氨基脲和1重量份的1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐，保持转速3min，待氨基脲完全溶解后，增加搅拌转速到180r/min，在90℃的温度下进行反应2h，生成聚草酸氨基脲溶液；
（2）.将步骤(1)得到的聚草酸氨基脲溶液进行蒸发、结晶、造粒，然后干燥，得到一种高分子聚合物缓释氮肥。

Claims (4)

1.一种高分子聚合物缓释氮肥，其特征在于具有以下通式的聚合物，其中n 为平均聚合度，n=10-150。
2.根据权利要求1所述一种高分子聚合物缓释氮肥，其特征在于由草酸与氨基脲在加热和缩合剂的条件下通过脱水缩合反应制得，其反应式为：
。
3.根据权利要求2所述的一种高分子聚合物缓释氮肥，其特征在于所述缩合剂为N, N-二异丙基碳二亚胺、N, N- 二环己基碳二亚胺、1- 乙基 -3-(3- 二甲氨丙基 ) 碳二亚胺盐酸盐中的一种。
4.一种高分子聚合物缓释氮肥的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：
（1）将 40-50 重量份的草酸加入反应釜中，加入适量蒸馏水 , 在 60-100r/min 的转速下溶解 3-6min，完全溶解后加入 40-50 重量份的氨基脲和 1-3 重量份的缩合剂，保持转速3-5min，待氨基脲完全溶解后，增加搅拌转速到 150-200r/min，在 80-100℃的温度下进行反应 1-2h，生成聚草酸氨基脲溶液；
（2）将步骤 (1) 得到的聚草酸氨基脲溶液进行蒸发、结晶、造粒，然后干燥，得到一种高分子聚合物缓释氮肥。
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