CN104557342A - 一种保持性尿素的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及肥料领域，尤其涉及一种保持性尿素的制备方法。发明所述保持性尿素的制备方法为将高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌与尿素混合、造粒。发明提供制备方法中所需的设备简单，投资省。将粉末状的高吸水性树脂和聚天门冬氨酸锌在高温下输入文丘里喷射管后，通过文丘里喷射管形成的真空环境喷射出，并与熔融状态的尿素混合后，造粒。适当的真空度、温度可以保证制得的保持性尿素能够混合均匀，具有良好的成球率。可见，发明提供的制备方法工艺简单、原材料来源广、成低廉。

Description

一种保持性尿素的制备方法
技术领域
本发明涉及肥料领域，尤其涉及一种保持性尿素的制备方法。
背景技术
尿素是氮肥中含氮营养元素最高的肥料，是农业应用最多的一种氮肥，施用尿素不仅能提高农产品的产量，还能提高农产品的质量。然而，普通尿素中氮素当季利用率低，只有25％～35％，大量的氮素通过淋溶、渗透、挥发损失掉，不仅造成地下水、湖泊水体污染，而且氮氧化物的排放还会增加温室气体效应。氮素的当季利用率低所造成的经济损失是十分巨大的。随着全球对碳减排及减少温室气体排放的要求越来越严，这一问题越来越突出出。因此，肥料的缓释技术日益得到了人们的关注。
现有技术通过加入保水剂与胶粘剂在肥料表面包膜形成的保水或抗旱复合肥，其中，树脂包膜肥料是较为常见的一种。树脂包膜尿素的关健是包膜的均匀性和可控性以及包层的稳定性，有一些包膜尿素包层很脆甚至在运输过程中就容易脱落影响包衣的效果，包衣的薄厚不均匀，释放速率不一样也是影响包膜尿素应用效果的一个因素。目前包膜尿素还存在一个问题，有的包膜过程比较复杂、制备工艺较为繁琐，且成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供制备工艺简单、成球率高、成本较低的保持性尿素的制备方法。
本发明提供的保持性尿素的制备方法为将高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌与尿素混合、造粒。
本发明所述的保持性尿素包括高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌和尿素。
本发明提供的保持性尿素中，高吸水性树脂为由淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物和环糊精组成，淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物与环糊精通过环糊精空洞结构内部的疏水区与丙烯酸中的羧基形成的氢键连接。
在本发明的实施例中，高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌和尿素的质量比为(0.5～3)：(0.1～0.5)：(97～99.5)。
在一些实施例中，高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌和尿素的质量比为(0.5～1)：(0.2～0.4)：(99.0～99.5)。
作为优选，高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌和尿素的质量比为0.6:0.3:99.1。
其中，淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物具有式I所示结构，
其中，﹏为淀粉链；x为聚合物接枝侧链上丙烯酸钠单体的数量，y为聚合物接枝侧链上丙烯酸单体的数量。
在一些实施方案中，高吸水性树脂中淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物的x/(x+y)＝50％～70％。
在一些实施方案中，聚天门冬氨酸锌的数均分子量为6000～20000。
本发明提供的保持性尿素作为小麦基肥的应用。
在本发明的实施例中，保持性尿素作为小麦基肥的用量为400kg/hm2～450kg/hm2。
在一些实施例中，保持性尿素作为小麦基肥的用量为425kg/hm2。
在一些实施方案中，尿素为熔融尿素。
在一些实施方案中，熔融尿素的温度为130℃～138℃。
在一些实施方案中，混合为将高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌混合物通过文丘里喷射管与尿素熔融液混合
在一些实施方案中，高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌混合物的温度为95℃～105℃。
在一些实施方案中，文丘里喷射管的真空度为90000pa～10000pa。
本发明提供的制备方法具体为：高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌的混合物于料仓中混匀，经关风给料器和文丘里喷射器，与尿素熔融液混合，经尿素泵输送至尿素造粒塔造粒。
在一些实施方案中，造粒后还包括防结块处理的步骤。
在本发明的实施例中，设备和管道的温度为110℃-130℃。
由上述技术方案可知，本发明所述保持性尿素的制备方法为将高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌与尿素混合、造粒。本发明提供制备方法中所需的设备简单，无需特殊设备。将粉末状的高吸水性树脂和聚天门冬氨酸锌在高温下输入文丘里喷射管后，通过文丘里喷射管形成的真空环境喷射出，并与熔融状态的尿素混合后，造粒。适当的真空度、温度可以保证制得的保持性复合肥能够混合均匀，具有良好的成球率。可见，本发明提供的制备方法工艺简单、原材料来源广、成本低廉。本发明所述保持性尿素包括高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌和尿素。其中尿素是农作物生产的主要氮素养分，而高吸水性树脂具有保水和保肥作用，通过水肥协同及对尿素分子包埋作用和吸附铵根离子来提高尿素利用率。聚天门冬氨酸锌能提供农作物生长提供微量元素锌，并能促进农作物根系生长、养分吸收及吸附铵根离子，提高尿素利用率。本发明所述保持性尿素保水、保肥效果好，提高氮素利用率。作为小麦基肥使用可省略拔节肥的施用。经冲淋实验结果表明，本发明提提供的保持性尿素经冲淋后尿素浓度降低幅度比普通尿素显著降低。因此，采用本发明提供的保持性尿素可降低农业面源污染，节能环保。肥效实验结果表明，采用本发明提供的保持性尿素可代替小麦拔节肥，作为基肥使用可不需要追肥，省工省力，同时使小麦增产、增收，适合于简单节约化种植方式。
附图说明
图1示本发明所述保持性尿素制备方法流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种保持性尿素的制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供的保持性尿素的制备方法为将高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌与尿素混合、造粒。
本发明提供的保持性尿素包括高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌和尿素。
其中高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料，具有亲水基团，它能够吸收自身重量几百乃至上千倍的水分，无毒，无害，无污染；吸保水能力强，可反复释水、吸水，对一些肥料也有一定程度的吸附结合作用。
本发明所述保持性尿素以高吸水性树脂与尿素和聚天门冬氨酸锌混合能有效提高肥效，同时具有保水和保肥作用。
在本发明的实施例中，高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌和尿素的质量比为(0.5～3)：(0.1～0.5)：(97～99.5)。
在一些实施例中，高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌和尿素的质量比为(0.5～1)：(0.2～0.4)：(99.0～99.5)。
作为优选，高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌和尿素的质量比为0.6:0.3:99.1。
聚天门冬氨酸锌与尿素联用可以提高肥效，促进植物吸收。由于高吸水性树脂具有超强的吸附能力，能够吸附水分和小分子粉料，因此将其与聚天门冬氨酸锌和尿素混合制备的保持性尿素能够具有很好的控释性能，经冲淋后，尿素流失缓慢，达到了很好的保肥效果。
目前高吸水性树脂保肥保水材料的合成均添加交联剂进行化学交联，交联度高，内部空间结构紧密，吸附保持肥料能力有限。本发明提供的保持性尿素中，高吸水性树脂为由淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物和环糊精组成，淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物与环糊精通过环糊精空洞结构内部的疏水区与丙烯酸中的羧基形成的氢键连接。该高吸水性树脂内部空隙大，可以吸附结合更多的肥料小分子，在保水的同时能很好的保持肥料。
具体地说，所述环糊精高吸水性树脂高吸水性树脂，以淀粉链为主链，聚丙烯酸(钠)为接枝侧链形成淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物，然后接枝聚合物与环糊精物理交联形成高吸水性树脂。由于β-环糊精其分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构，在其环状结构中，环外亲水，环内疏水，在环内侧含有可以和氮、氢原子相互作用的基团，通过氢键、范德华力等弱作用力，可以包结、吸附有机物、肥料小分子、聚合物分子链等，各种有机化合物，形成包接复合物。在交联反应中，丙烯酸分子可以穿过环糊精的立体环状结构，环状结构内侧的疏水基团与丙烯酸中羧基形成氢键等弱作用力而结合，未发生化学反应，使得接枝产物链与链之间连接更为牢固紧密。聚丙烯酸(钠)接枝侧链、环糊精，一同与玉米淀粉链形成了空间交叉网络结构。
从化学结构看，所述环糊精高吸水性树脂主链(淀粉链)和接枝侧链(聚丙烯酸(钠))上含有羧基和羟基等亲水性官能团，而环糊精也含有羟基等亲水性官能团。这些基团不仅对水具有亲和作用，对肥料也具有高度的亲合作用，使所述环糊精高吸水性树脂在具有保水作用的同时具有很好的保肥作用。从物理结构看，所述环糊精高吸水性树脂具有低交联度的三维空间网络结构，可以将肥料和水分包裹固定起来。
本发明所述保持性尿素包含环糊精高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌、尿素。本发明所述保持性尿素施入土壤后，遇水形成全方位立体的微纳网络，通过氢键、范德华力和粘滞力的共同作用，网捕肥料有效养分，并团聚于土壤耕作层中，即水肥耦合成胶粘团粒群，增大肥料养分空间尺度，降低水分养分迁移速率，减少水分养分流失总量，从而为植物生长持续提供充足的养分。既可大幅提高肥料利用率，又可大幅减少养分损失(径流、渗漏和挥发三种途径)，降低农业面源污染和温室气体排放。本发明所述环糊精高吸水性树脂随着淀粉的降解和环糊精物理交联的解开，吸附结合的肥料小分子会缓慢释放出来，能达到保持、缓释肥料养分的效果，因此无需再向本发明所述尿素中添加其他化学缓释、控释剂，且该缓释过程为纯物理过程，中间并无化学反应发生，对环境绿色友好，不会产生一些有毒有害物质。
环糊精高吸水性树脂中，淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物具有式I所示结构，
其中，﹏为淀粉链；x为聚合物接枝侧链上丙烯酸钠单体的数量，y为聚合物接枝侧链上丙烯酸单体的数量。
在一些实施方案中，高吸水性树脂中淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物的x/(x+y)＝50％～70％。
在一些实施方案中，所述环糊精高吸水性树脂中，所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉或大豆淀粉。
在一些实施方案中，所述环糊精高吸水性树脂中，所述环糊精高吸水性树脂中，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。
其中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法，包括如下步骤：
a、将淀粉与环糊精加水混合均匀，在惰性气体保护下，加碱液进行糊化；
b、向丙烯酸中滴加碱液中和得到丙烯酸/丙烯酸盐混合溶液；
c、在惰性气体保护下，将步骤a得到糊化的淀粉、步骤b得到丙烯酸/丙烯酸盐混合溶液与引发剂混合均匀，升温至50-55℃并保持2小时，加入无水乙醇收集白色粘性沉淀；
其中步骤a和步骤b不分先后顺序。
本发明所述环糊精高吸水性树脂通过淀粉与丙烯酸(钠)单体接枝共聚反应而来。即通过引发剂，使淀粉分子叔碳上的氢被夺走而产生自由基，然后引发接枝单体丙烯酸(钠)接枝共聚反应，形成淀粉-丙烯酸自由基，继续与丙烯酸单体进行链增长聚合反应，最后链终止，获得淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物。然后接枝聚合物与环糊精进行物理交联，丙烯酸分子穿过环糊精的立体环状结构，环糊精环状结构内侧的疏水基团与丙烯酸中羧基形成氢键等弱作用力而结合形成环糊精高吸水性树脂。反应式如下：
淀粉在进行接枝反应前必须进行糊化。淀粉粒在适当温度下，在水中溶胀，分裂，形成均匀的糊状溶液的过程被称为糊化。淀粉糊化后分子链伸展，成为比较均匀的糊状胶体，对于水溶性的单体和引发剂，淀粉糊化后可提高单体、引发剂之间的相容性，使单体分子更容易扩散到淀粉大分子周围，有助于反应体系均匀性，从而有利于接枝共聚反应。淀粉糊化可以通过加热(物理作用)和加碱(化学作用)使淀粉糊化。
本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤a中淀粉使用加碱糊化，并以糊化后的淀粉为原料合成高吸水树脂，克服了热糊化的缺点，无需加热，常温下即可进行；糊化速度快，耗能耗时少生产周期短；糊化温度易控制，避免局部温度过高引起的淀粉迅速老化以及局部温度过低淀粉糊化不完全导致接枝产物性能不佳的问题。以加碱糊化后的淀粉为原料合成的高吸水树脂吸水率稳定，重复性好。
在一些实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤a所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾。
在一些实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤a所述碱液浓度为0.5mol/L。
在一些实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤a所述在惰性气体保护下为通氮气保护。
由于环糊精在水中溶解度较小，若将环糊精与丙烯酸一起加入，环糊精不能与丙烯酸充分混合均匀，不利于后续接枝聚合反应。但环糊精在碱中稳定，且受热200℃以上才会分解，而强酸可使其裂解。因此，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法在淀粉糊化前加入环糊精。碱糊化淀粉时，环糊精在其中不会发生化学变化。而在淀粉糊化过程中，淀粉链断裂，舒展，并且通过对溶液不断机械搅拌，使环糊精广泛均匀分散于溶液中，便于后续反应进行物理交联。
由于丙烯酸单体(C2H2COOH)中羧基含量高，完全采用丙烯酸单体作为接枝侧链，丙烯酸单体之间容易接枝形成链间的氢键同时发生自交联反应，导致合成产物空间网络结构出现过度交联，网格结构过于密集，内部空间有限，造成吸附肥料小分子和水分时很难扩张，吸附量有限。
本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b向丙烯酸中滴加碱液进行中和得到丙烯酸/丙烯酸盐混合溶液，避免交联度过高影响肥料小分子和水分的吸附。
在一些实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾。
在一些实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b所述碱液浓度约为3mol/L。
在一些实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b所述中和的中和度为50％-70％。即丙烯酸中的50％-70％被中和为丙烯酸盐，所述丙烯酸与丙烯酸盐的摩尔比为1:1-3:7。
在一些优选实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b所述中和的中和度为60％。
在一些实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤b滴加碱液进行中和过程中，需要控制碱液加入速度，避免碱液放出大量热导致丙烯酸自聚合。
本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法步骤c采用引发剂引发糊化淀粉与丙烯酸/丙烯酸盐接枝聚合。
在一些实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤c所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或硝酸铵中的一种与亚硫酸氢钠组成的混合物。
在一些具体实施例中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤c所述引发剂为过硫酸钾和亚硫酸氢钠，属于氧化还原引发体系。氧化还原引发体系一般是需要氧化剂和还原剂组合，在低温时就能产生自由基从而引发聚合。在本发明中，过硫酸钾是氧化剂，而亚硫酸氢钠是还原剂，它们构成了一组氧化还原引发剂。过硫酸钾和亚硫酸氢钠可以发生氧化还原反应而产生能引发聚合的自由基，从而引发丙烯酸(钠)与淀粉进行接枝聚合。
在一些实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤c所述在惰性气体保护下为通氮气保护。
在一些实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤c所述反应温度为50℃-55℃。
在一些实施方案中，本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法中步骤c所述反应先将温度设定在50℃，待温度升至50℃时再将温度调至55℃，可避免因缓冲温度过高而引起的聚合速度过快。
本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备方法操作简单，成本低廉，绿色环保，具有很高的应用价值和市场前景。
在一些实施方案中，聚天门冬氨酸锌的数均分子量为6000～20000。
在一些实施方案中，尿素为熔融尿素。
在一些实施方案中，熔融尿素的温度为130℃～138℃。
作为优选，熔融尿素的温度为135℃。
本发明所述的保持性尿素可作为小麦基肥使用。
在本发明的实施例中，保持性尿素作为小麦基肥与磷、钾肥一起基施。
在本发明的实施例中，保持性尿素基施的用量为400kg/hm2～450kg/hm2。
在一些实施例中，保持性尿素基施的用量为425kg/hm2。
在一些实施方案中，混合为将高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌混合物通过文丘里喷射管与尿素熔融液混合
在一些实施方案中，高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌混合物的温度为95℃～105℃。
作为优选，高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌混合物的温度为100℃。
在一些实施方案中，文丘里喷射管的真空度为90000pa～10000pa。
本发明提供的制备方法具体为：高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌的混合物于料仓中混匀，经关风给料器和文丘里喷射器，与尿素熔融液混合，经尿素泵输送至尿素造粒塔造粒。
在一些实施方案中，造粒后还包括防结块处理的步骤。
在本发明的实施例中，设备和管道的温度为110℃-130℃。
在本发明的实施例中，设备和管道的温度为120℃。
高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌(粉体)储存在有蒸汽保温的料仓中，使料仓中高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌(粉体)混合物温度在95℃-105℃，料仓底部与关风给料器连接，关风给料器电机用无极变速调节，关风给料器出口管道与文丘里装置连接，利用文丘里喷射管产生的真空，将混合物吸入喷射管中，与尿素熔融液混合。关风器出口管道还配备蒸汽管道吹扫。设备和管道都用蒸汽保温在110℃-130℃。
其中，文丘里喷射管产生的真空是通过尿素泵将熔融尿素加压输入文丘里喷射管形成的，文丘里出口再与尿素熔融管道连接，输送至尿素造粒塔造粒。
造粒好的保持性尿素料经冷却、筛分、防结块处理、计量、包装
由上述技术方案可知，本发明所述保持性尿素的制备方法为将高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌与尿素混合、造粒。本发明提供制备方法中所需的设备简单，无需特殊设备。将粉末状的高吸水性树脂和聚天门冬氨酸锌在高温下输入文丘里喷射管后，通过文丘里喷射管形成的真空环境喷射出，并与熔融状态的尿素混合后，造粒。适当的真空度、温度可以保证制得的保持性复合肥能够具有良好的成球率。可见，本发明提供的制备方法工艺简单、原材料来源广、成本低廉。本发明所述保持性尿素包括高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌和尿素。其中尿素是农作物生产的主要氮素养分，而高吸水性树脂具有保水和保肥作用，通过水肥协同及对尿素分子包埋作用和吸附铵根离子来提高尿素利用率。聚天门冬氨酸锌能提供农作物生长提供微量元素锌，并能促进农作物根系生长、养分吸收及吸附铵根离子，提高尿素利用率。本发明所述保持性尿素保水、保肥效果好，提高氮素利用率。作为小麦基肥使用可省略拔节肥的施用。经冲淋实验结果表明，本发明提提供的保持性尿素经冲淋后尿素浓度降低幅度比普通尿素显著降低。因此，采用本发明提供的保持性尿素可降低农业面源污染，节能环保。肥效实验结果表明，采用本发明提供的保持性尿素可代替小麦拔节肥，作为基肥使用可不需要追肥，省工省力，同时使小麦增产、增收，适合于简单节约化种植方式。
本发明采用的仪器皆为普通市售品，皆可于市场购得。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明进行详细说明。如无特殊说明制备环糊精高吸水性树脂的各原料及制备保持性尿素的各原料均为市售产品，可通过商业渠道购买得到。
实施例1、本发明所述环糊精高吸水性树脂的制备
1、将10.0g玉米淀粉，0.1gβ-环糊精加入到100ml四口烧瓶中，然后加入40ml蒸馏水，同时开动电动搅拌；
2、取20ml蒸馏水，放置于50ml烧杯中，称取0.5g氢氧化钠放入该烧杯中，轻摇烧杯让氢氧化钠完全溶解，配置成浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液。将该溶液放置于通风橱中进行冷却；将冷却至室温的氢氧化钠溶液再搅拌下缓慢加入到四口烧瓶中，进行淀粉的糊化；该过程中一直通氮气保护；
3、量取22ml蒸馏水，放置于50ml烧杯中，称取2.6g氢氧化钠放入该烧杯中，轻摇烧杯让氢氧化钠完全溶解，配置成3.1mol/L的氢氧化钠溶液。将该溶液放置于通风橱中进行冷却；
4、用量杯量取10ml丙烯酸，放置于100ml烧杯中，将3.3中冷却后的氢氧化钠溶液在搅拌下缓慢滴加到丙烯酸中，制得中和度为60％的丙烯酸/钠溶液；控制加入速度不要放出大量热导致丙烯酸自聚合，加入完毕后将该混合物冷却至室温待用；
5、量取8ml蒸馏水，放置于50ml烧杯中，称取0.1g过硫酸钾放入该烧杯中，用玻璃棒搅拌让其完全溶解；
6、量取8ml蒸馏水，放置于50ml烧杯中，称取0.08g亚硫酸氢钠放入该烧杯中，轻摇烧杯让其完全溶解；
7、依次将丙烯酸/钠混合液、过硫酸钾溶液、亚硫酸氢钠溶液缓慢倒入冷却至室温的反应体系中，继续搅拌30min至混合均匀，整个过程中通氮气保护；升温至55℃并保持2小时。升温时可先将温度设定在50℃，待温度升至50℃时必有缓冲，此时再将温度调至55℃，可避免因缓冲温度过高而引起的聚合速度过快；
8、将反应后的粘稠液倒入250ml烧杯中，搅拌下加入2倍体积的无水乙醇进行沉淀，此时会有白色粘性沉淀析出，再次利用无水乙醇洗涤2-3次，得白色固体样品；将样品用剪刀剪碎，在60℃下真空干燥24h，取出后用万能粉碎机高速粉碎1min，得白色粉末即本发明所述高吸水性树脂，取出后封闭保存。
实施例2保持性尿素的制备
1、高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌(粉体)按2:1比例混合均匀后储存在料仓中，料仓底部与关风给料器连接，关风给料器出口管道与文丘里装置连接，与尿素熔融液混合，经尿素泵输送至尿素造粒塔造粒。
2、高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌(粉体)混合物储存在有蒸汽保温的料仓中，使料仓中混合物温度在95℃-105℃，料仓底部与关风给料器连接，关风给料器电机用无极变速调节，关风给料器出口管道与文丘里装置连接，利用文丘里喷射管产生的真空，将混合物吸入喷射管中，与尿素熔融液混合。关风器出口管道还配备蒸汽管道吹扫。
3、文丘里喷射管产生的真空是通过尿素泵将熔融尿素加压输入文丘里喷射管形成的，文丘里出口再与尿素熔融管道连接，输送至尿素造粒塔造粒。造粒好的保持性尿素料经冷却、筛分、防结块处理、计量、包装
4、上述1～3保持性尿素的制备方法中设备和管道都用蒸汽保温在110℃-130℃。
实施例3、肥效试验-保肥能力实验室检测方法
取实施例2制备的保持性尿素，加入沙柱淋溶装置，通过蠕动泵将一定量的水以25r/min的速率自下而上的压入淋溶柱，在淋溶过程中每隔5min使用25mL比色管接取尿素淋溶液6.5mL，共接取20次。使用对二甲氨基苯甲醛显色分光光度法检测淋溶液中的尿素含量，得到淋溶液中尿素含量随淋溶时间变化的情况。
分析结果的表述：
尿素浓度X2，mg·L-1，按式(2)计算：
X2＝628.871*Y-5.742............................................(2)
式中，Y为吸光度。
结果如表2所示：
表1保持性尿素配方
如表2可知，采用本发明提供的保持性尿素可以降低淋溶液中尿素的浓度，提高淋溶时间，说明本发明提供的保持性尿素能够具有很好的控释效果。
实施例4、肥效试验-氨挥发抑制率及保肥能力实验室检测方法
4.1土壤饱和持水量的测定
在圆形漏斗上装一带夹子的橡皮管，漏斗内塞上玻璃纤维塞。取50g土壤于漏斗中，夹紧橡皮管，加入50g水，保持30分钟，然后打开夹子，测定30分钟内滴下的水的质量，加入的水量减去滴下的水量再加原来土壤中含的水量即为该土壤的饱和持水量。
4.2测定
调节土壤含水量为土壤饱和持水量的40％，先称取相当于100g干土的土壤两份，其中一份放入培养瓶中，再将实施例2～8制得的保持性尿素均匀撒于土壤上，再覆盖另一份100g土壤，将装入20mL硼酸溶液的吸收瓶放入培养瓶中，用塑料薄膜和橡皮筋将培养瓶口封住。置于人工气候箱中，于25℃条件下连续培养。分别在培养的第2、5、9、14、21、28天取出吸收瓶；取出吸收瓶的同时，放入另一瓶硼酸溶液，再放入人工气候箱继续培养。用硫酸标准滴定溶液滴定已吸收了氨态氮的硼酸溶液，同时以土壤作空白试验，计算出硼酸溶液吸收的氨态氮量。将得到的6次氨态氮量进行累加，得到氨挥发累积量m1。
用普通尿素作对照试验，按上述方法测定氨挥发累积量，记为m2。
4.3分析结果的表述
4.3.1硼酸溶液吸收氨态氮量(以m计)，按式(A.1)计算：
m＝c×(V-V0)×0.014…………………………………(A.1)
式中：
m—硼酸吸收氨态氮的质量，单位为克(g)；
c—硫酸(1/2H2SO4)标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
V—样品滴定时消耗的硫酸标准滴定溶液的体积，mL；
V0—空白滴定时消耗的硫酸标准滴定溶液的体积，mL；
0.014—氮的毫摩尔质量，单位为克每毫摩尔，g/mmol。
4.3.2氨挥发抑制率w6，数值以％表示，按如下公司计算：
W 6 = m 2 - m 1 m 2 × 100
式中：
W6—氨挥发抑制率，％；
m1—增效氮肥的氨挥发累积量，g；
m2—普通尿素的氨挥发累积量，g。
取平行测定结果的算术平均值作为测定结果。
4.4氨挥发抑制率测定结果为：
表2氨挥发抑制率测定结果
如表3可知，本发明提供的保持性尿素能够具有很好的氨挥发抑制率。
实施例5、肥效试验-田间试验
1.材料与方法
1.1试验地概况
试验地位于安徽濉溪县孙疃镇杨柳村的杨柳农业科学实验站，于1981年建立。土壤为砂姜黑土，质地属粘壤土，肥力中等。前茬大豆，产量1605kg/hm2。试验地耕层(0～20cm)有机质含量20.45g/kg，全氮0.98g/kg，碱解氮74mg/kg，有效磷(P2O5)23.6mg/kg，速效钾(K2O)127mg/kg。
1.2试验设计
试验设4个处理。处理1：不施氮素，14％过磷酸钙750kg/hm2和60％氯化钾100kg/hm2，全部基施；处理2：普通尿素425kg/hm2、14％过磷酸钙750kg/hm2和60％氯化钾100kg/hm2，全部基施；处理3：实施例2制得的保持性尿素425kg/hm2、14％过磷酸钙750kg/hm2和60％氯化钾100kg/hm2，全部基施；处理4：14％过磷酸钙750kg/hm2和60％氯化钾100kg/hm2，全部基施，普通尿素425kg/hm2，按基:追＝6:4进行，即基施255kg/hm2，其余在小麦拔节期追施。
1.3试验管理及生长期气候特点
试验田于2013年10月5日深翻后旋耕，根据设计要求划区。10月16日分区施肥，人工翻压；人工开沟带水条播。播后背负式喷雾器喷施辛硫磷防治地下害虫。22日微喷40min。2014年2月23日喷施巨星防除猪殃殃等阔叶杂草，3月12日追施拔节肥，同时不施尿素区(处理1)及普通尿素施肥区(处理2、处理4)灌溉一次，本发明所述保持性尿素施肥区没有追肥、灌溉；4月17日喷施井岗霉素、多菌灵、蚜螨净防治纹枯病、赤霉病、麦蚜等病虫害，拔除杂草，5月30日定点样株取回用于室内考种，6月3日人工全区收获。脱粒机现场脱粒，实产过称，测千粒重。
濉溪县2013年10月11日-2014年5月31日平均气温10.2℃，比历年平均9.1℃高1.1℃。降水量204.2mm，比历年平均252.3mm少48.1mm。日照时数1480.5h，比历年平均1374.9h多105.6h。小麦返青后气温持续偏高，抽穗、开花提前，灌浆期延长。拔节-抽穗降水偏少，灌浆期气候条件优越。
2结果与分析
2.1本发明所述保持性尿素对小麦产量的影响
试验结果显示，试验田地的产量为：(处理1)6600.0kg/hm2，处理2产量7654.5kg/hm2，处理3产量8377.5kg/hm2，处理4产量8085.0kg/hm2。本发明所述保持性尿素处理(处理3)比同等施肥量的基施处理增产增产9.45％；较相同施肥量的基6:追4(处理4)增产3.62％，(见表4)。
表3 不同处理的产量比较
本发明所述保持性尿素施肥区效果明显。比基6:追4处理平均增产3.62％，但二者差异不显著，说明本发明所述保持性尿素施肥区相对于追施拔节肥处理而言略增产，从这个意义上讲，本发明所述保持性尿素作为基肥可以替代拔节肥，省工省力。
本发明所述保持性尿素处理3较普通施肥区少浇灌一次水，而产量还增产，说明本发明所述保持性有保水功能。总体上讲，本发明所述保持性尿素作为基肥一次施用能起到节本增效的作用，且在控制农业面源污染，保护环境方面表现出一定的优势。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种保持性尿素的制备方法，其特征在于，将高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌与尿素混合、造粒；所述高吸水性树脂为由淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物和环糊精组成，所述淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物与所述环糊精通过环糊精空洞结构内部的疏水区与丙烯酸中的羧基形成的氢键连接。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高吸水性树脂、聚天门冬氨酸锌和尿素的质量比为(0.5～3)：(0.1～0.5)：(97～99.5)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，所述淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物具有式I所示结构，
其中，﹏为淀粉链；x为聚合物接枝侧链上丙烯酸钠单体的数量，y为聚合物接枝侧链上丙烯酸单体的数量。
4.根据权利要求3所述的制备方法，所述淀粉与丙烯酸单体的接枝聚合物中x/(x+y)＝50％～70％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述尿素为熔融尿素。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述熔融尿素的温度为130℃～140℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合为将高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌混合物通过文丘里喷射管与尿素熔融液混合。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述高吸水性树脂与聚天门冬氨酸锌混合物的温度为95℃～105℃。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述文丘里喷射管的真空度为90000pa～10000pa。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述造粒后还包括防结块处理的步骤。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105067062A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 国乐忠 一种复合肥防结油精确计量系统及方法
CN105541500A (zh) * 2016-03-04 2016-05-04 安徽固美生态农业科技有限公司 一种保水复混肥的制备方法及保水复混肥
CN106268483A (zh) * 2016-08-29 2017-01-04 河南心连心化肥有限公司 一种复合肥料混合料浆的制备装置及制备方法
CN106631574A (zh) * 2016-12-07 2017-05-10 温州任和文化创意有限责任公司 一种吸水缓释型复合肥的制备方法
CN107879824A (zh) * 2017-12-25 2018-04-06 中国科学院化学研究所 一种功能性肥料增效复合物及其制备方法
CN111868014A (zh) * 2018-02-09 2020-10-30 瑞南科技私人有限公司 智能释放型含氮肥料颗粒

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297871A (zh) * 1999-12-02 2001-06-06 刘玉清 一种能吸水、保水的化肥及其制造方法
CN101234918A (zh) * 2008-02-29 2008-08-06 师进 高活性生物保湿多功能叶面肥及其制备方法
CN102079670A (zh) * 2009-12-01 2011-06-01 李启勇 Pasp高效环保尿素的配方及其生产工艺
CN102336876A (zh) * 2011-08-02 2012-02-01 西南石油大学 一种可控降解的高吸水树脂的制备方法
CN102627766A (zh) * 2012-04-05 2012-08-08 石家庄开发区德赛化工有限公司 农业用补锌剂聚天冬氨酸锌的制备方法
CN103159895A (zh) * 2011-12-16 2013-06-19 四川师范大学 一种可生物降解农用吸水粘结树脂的制备方法
CN104230602A (zh) * 2014-09-18 2014-12-24 山东省农业科学院农业资源与环境研究所 一种凝胶型盐渍土壤调理肥及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297871A (zh) * 1999-12-02 2001-06-06 刘玉清 一种能吸水、保水的化肥及其制造方法
CN101234918A (zh) * 2008-02-29 2008-08-06 师进 高活性生物保湿多功能叶面肥及其制备方法
CN102079670A (zh) * 2009-12-01 2011-06-01 李启勇 Pasp高效环保尿素的配方及其生产工艺
CN102336876A (zh) * 2011-08-02 2012-02-01 西南石油大学 一种可控降解的高吸水树脂的制备方法
CN103159895A (zh) * 2011-12-16 2013-06-19 四川师范大学 一种可生物降解农用吸水粘结树脂的制备方法
CN102627766A (zh) * 2012-04-05 2012-08-08 石家庄开发区德赛化工有限公司 农业用补锌剂聚天冬氨酸锌的制备方法
CN104230602A (zh) * 2014-09-18 2014-12-24 山东省农业科学院农业资源与环境研究所 一种凝胶型盐渍土壤调理肥及其制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105067062A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 国乐忠 一种复合肥防结油精确计量系统及方法
CN105067062B (zh) * 2015-07-16 2017-12-12 国乐忠 一种复合肥防结油精确计量系统及方法
CN105541500A (zh) * 2016-03-04 2016-05-04 安徽固美生态农业科技有限公司 一种保水复混肥的制备方法及保水复混肥
CN106268483A (zh) * 2016-08-29 2017-01-04 河南心连心化肥有限公司 一种复合肥料混合料浆的制备装置及制备方法
CN106631574A (zh) * 2016-12-07 2017-05-10 温州任和文化创意有限责任公司 一种吸水缓释型复合肥的制备方法
CN107879824A (zh) * 2017-12-25 2018-04-06 中国科学院化学研究所 一种功能性肥料增效复合物及其制备方法
CN111868014A (zh) * 2018-02-09 2020-10-30 瑞南科技私人有限公司 智能释放型含氮肥料颗粒
CN111868014B (zh) * 2018-02-09 2023-12-08 瑞南科技私人有限公司 智能释放型含氮肥料颗粒

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