CN106588344A - 一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥及其制备方法 - Google Patents

一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥及其制备方法，其特征在于，是由以下重量份的原料制成：羧甲基纤维素8‑15，丙烯酸10‑20，海藻酸钠溶液20‑30，羟乙基纤维素5‑10，过硫酸铵1‑2，N,N,‑亚甲基双丙烯酰胺3‑6，柠檬酸1‑2，聚乙烯醇15‑25，淀粉3‑5，尿素25‑35，磷酸氢钾8‑15，蒸馏水50‑100；本发明将保水剂加入到交联液中，然后再喷涂在肥料内核上，克服了直接将保水剂粘附在肥料内核时存在的保水剂易脱落的缺陷，使肥料的保水效果显著；同时交联液也可以达到增强肥料耐水性的目的；使用疏水性包膜材料作为肥料内层包膜，可以达到更好的缓释效果。

Description

一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种缓释肥，具体涉及一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥的制备方法。
技术背景
包膜缓/控释肥料是以颗粒化肥为心核，表面涂覆一层微水溶性的无机物或有机高分子聚合物，该物质可改变化肥养分的释放特性，延长或控制肥料养分释放，使其养分的释放与作物的需肥规律相协调的新型肥料。这类肥料的研制为提高肥料利用率、减轻环境污染、发展省工省力的现代农业提出了新的思路。因此,肥料学、土壤学、环境科学、化学等学科的研究者都纷纷涉足该领域，并取得了一大批有价值的研究成果。目前，己应用和正研究的缓/控释材料可分为无机(矿)物粉末、有机高分子聚合物、环境友好型材料(有机无机复合物)三大类。
倪博立在其研究生学位论文《环境友好型多功能缓控释肥料的制备及性能研究》中，利用海藻酸钠和聚丙烯酸制备了一种保水缓释肥，但是还存在着保水剂易脱落，包膜防水性有待提高，和缓释性欠佳等问题。
发明内容
基于以上的思考，本发明提供了一种保水剂不易脱落，包膜防水性好，缓释效果优良的环境友好型包膜缓释肥，及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案实现：
一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥，其特征在于，是由以下重量份的原料制成：
羧甲基纤维素8-15，丙烯酸10-20，海藻酸钠溶液20-30，羟乙基纤维素5-10，过硫酸铵1-2，N, N,-亚甲基双丙烯酰胺3-6，柠檬酸1-2，聚乙烯醇15-25，淀粉3-5，尿素25-35，磷酸氢钾8-15，蒸馏水50-100；
所述海藻酸钠溶液质量分数为5%-30%，氯化钙溶液质量分数为7%-15%。
所述的一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥的制备方法，其特征在于，是由以下步骤制成：
a. 将丙烯酸、过硫酸铵和N, N,-亚甲基双丙烯酰胺加蒸馏水制成混合溶液，逐滴加到10-20份的海藻酸钠溶液中，持续搅拌；通氮气15分钟后，于60-80℃条件下水浴反应2-5h；反应结束后，经过滤、干燥、粉碎、过筛后得保水剂；
b. 将聚乙烯醇加入蒸馏水中，搅拌，加热至80-95℃，持续搅拌至其完全溶解，停止加热，加入糊化淀粉，搅拌20-40min得到聚乙烯醇-淀粉交联液；然后向交联液中加入3-5份尿素、步骤a所得保水剂，密封，于40-60℃下水浴振荡，冷却至室温，得尿素改性并含有保水剂的交联液；
c. 将羧甲基纤维素和羟乙基纤维素分别溶于适量蒸馏水中，随后，两溶液在强力搅拌下混合均匀，加入柠檬酸、剩余尿素、磷酸氢钾，搅拌均匀后，于80-100℃的烘箱中反应，烘干、粉碎，得肥料内核；
d. 将步骤c所得肥料内核放入转动的转鼓中，用喷漆枪喷入步骤b所得交联液，于60-80℃下加热使溶剂挥发，干燥后即得产品。
所述的一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥的制备方法，其特征在于，所述糊化淀粉的制备方法为将淀粉加入到蒸馏水中，于60-80℃条件下，水浴搅拌得到。
本发明的有益效果是：通过接枝聚合反应将海藻酸钠的大分子骨架接枝到聚丙烯酸分子链上，制备成一种多糖基的农用保水剂材料，解决了聚丙烯酸类保水剂降解性差的问题；用尿素来改性聚乙烯醇-淀粉交联液，利用尿素含有的两个氨基，与交联液含有的羟基发生化学反应，生成环状有机化合物，能够达到掩蔽轻基，提高膜材料耐水性的目的；将保水剂加入到交联液中，然后再喷涂在肥料内核上，克服了直接将保水剂粘附在肥料内核时存在的保水剂易脱落的缺陷，使肥料的保水效果显著；同时交联液也可以达到增强肥料耐水性的目的，同时易生物降解，环境友好；使用疏水性包膜材料作为肥料内层包膜，可以达到更好的缓释效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述。
实施例
一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥，其特征在于，是由以下重量份的原料制成：
羧甲基纤维素15，丙烯酸20，海藻酸钠溶液30，羟乙基纤维素10，过硫酸铵2，N, N,-亚甲基双丙烯酰胺6，柠檬酸2，聚乙烯醇25，淀粉-5，尿素35，磷酸氢钾15，蒸馏水100；
所述海藻酸钠溶液质量分数为5%-30%，氯化钙溶液质量分数为7%-15%。
所述的一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥的制备方法，其特征在于，是由以下步骤制成：
a. 将丙烯酸、过硫酸铵和N, N,-亚甲基双丙烯酰胺加蒸馏水制成混合溶液，逐滴加到10-20份的海藻酸钠溶液中，持续搅拌；通氮气15分钟后，于60-80℃条件下水浴反应2-5h；反应结束后，经过滤、干燥、粉碎、过筛后得保水剂；
b. 将聚乙烯醇加入蒸馏水中，搅拌，加热至80-95℃，持续搅拌至其完全溶解，停止加热，加入糊化淀粉，搅拌20-40min得到聚乙烯醇-淀粉交联液；然后向交联液中加入3-5份尿素、步骤a所得保水剂，密封，于40-60℃下水浴振荡，冷却至室温，得尿素改性并含有保水剂的交联液；
c. 将羧甲基纤维素和羟乙基纤维素分别溶于适量蒸馏水中，随后，两溶液在强力搅拌下混合均匀，加入柠檬酸、剩余尿素、磷酸氢钾，搅拌均匀后，于80-100℃的烘箱中反应，烘干、粉碎，得肥料内核；
d. 将步骤c所得肥料内核放入转动的转鼓中，用喷漆枪喷入步骤b所得交联液，于60-80℃下加热使溶剂挥发，干燥后即得产品。
所述的一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥的制备方法，其特征在于，所述糊化淀粉的制备方法为将淀粉加入到蒸馏水中，于60-80℃条件下，水浴搅拌得到。
本发明的产品性能测试数据：肥料施用量为1%时，土地最大持水率≥47.5%；营养元素氮、磷和钾30天内在土壤中的释放百分率≤99%、 81.3%、91.1%。

Claims (3)

1.一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥，其特征在于，是由以下重量份的原料制成：
羧甲基纤维素8-15，丙烯酸10-20，海藻酸钠溶液20-30，羟乙基纤维素5-10，过硫酸铵1-2，N, N,-亚甲基双丙烯酰胺3-6，柠檬酸1-2，聚乙烯醇15-25，淀粉3-5，尿素25-35，磷酸氢钾8-15，蒸馏水50-100；
所述海藻酸钠溶液质量分数为5%-30%，氯化钙溶液质量分数为7%-15%。
2.根据权利要求1所述的一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥的制备方法，其特征在于，是由以下步骤制成：
a. 将丙烯酸、过硫酸铵和N, N,-亚甲基双丙烯酰胺加蒸馏水制成混合溶液，逐滴加到10-20份的海藻酸钠溶液中，持续搅拌；通氮气15分钟后，于60-80℃条件下水浴反应2-5h；反应结束后，经过滤、干燥、粉碎、过筛后得保水剂；
b. 将聚乙烯醇加入蒸馏水中，搅拌，加热至80-95℃，持续搅拌至其完全溶解，停止加热，加入糊化淀粉，搅拌20-40min得到聚乙烯醇-淀粉交联液；然后向交联液中加入3-5份尿素、步骤a所得保水剂，密封，于40-60℃下水浴振荡，冷却至室温，得尿素改性并含有保水剂的交联液；
c. 将羧甲基纤维素和羟乙基纤维素分别溶于适量蒸馏水中，随后，两溶液在强力搅拌下混合均匀，加入柠檬酸、剩余尿素、磷酸氢钾，搅拌均匀后，于80-100℃的烘箱中反应，烘干、粉碎，得肥料内核；
d. 将步骤c所得肥料内核放入转动的转鼓中，用喷漆枪喷入步骤b所得交联液，于60-80℃下加热使溶剂挥发，干燥后即得产品。
3.根据权利要求2所述的一种疏水性材料包膜的环境友好型包膜缓释肥的制备方法，其特征在于，所述糊化淀粉的制备方法为将淀粉加入到蒸馏水中，于60-80℃条件下，水浴搅拌得到。
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