CN115710142A - 一种可控缓释保湿肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控制的缓释保湿肥料及其制备方法，涉及肥料技术领域，该缓释保湿肥料包括丸芯以及由内至外依次包裹在丸芯上的肥料层，所述丸芯为充分吸水后的高吸水性材料，所述肥料层为通用化肥，所述缓释肥料包括以下原料：丙烯酸、氢氧化钠、玉米淀粉、水、N，N‑亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、无水乙醇。本发明通过设置丙烯酸在交联剂和引发剂的作用下发生作用，生成的聚丙烯酸，此类共聚物吸水倍率高，吸水速度快，通过设置玉米淀粉可在引发剂和交联剂的作用下与丙烯酸发生接枝共聚，吸水倍率和吸水速度等性状极佳，通过N,N‑亚甲基双丙烯酰胺无气味，微溶于水，溶于乙醇的特点，在25℃下水中溶解度为3g/L，可作为交联剂，用来制备缓释保湿肥料。

Description

一种可控缓释保湿肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种肥料及其制备方法，特别是涉及一种可控缓释保湿肥料及其制备方法。

背景技术

肥料是指提供一种或一种以上植物必需的营养元素，改善土壤性质、提高土壤肥力水平的一类物质，是农业生产的物质基础之一，主要包括磷酸铵类肥料、大量元素水溶性肥料、中量元素肥料、生物肥料、有机肥料、多维场能浓缩有机肥等，肥料是农业生产中的一种重要生产资料，一般分为有机肥料、无机肥料、生物性肥料，也可按来源分为农家肥料和化学肥料，按所含养料的多少分为完全肥料和不完全肥料；按供肥的特点，分为直接肥料和间接肥料；按所含成分，分为氮素肥料、钾素肥料、微量元素肥料和稀土元素肥料。

现有肥料面对植物中所需吸水量和营养元素，不能控制合成过程或比例，无法满足不同植物种类的需求，并且肥料中的水含量和营养容易散发。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可控缓释保湿肥料及其制备方法，本发明通过设置丙烯酸在交联剂和引发剂的作用下发生作用，生成的聚丙烯酸，此类共聚物吸水倍率高，吸水速度快，通过设置玉米淀粉可在引发剂和交联剂的作用下与丙烯酸发生接枝共聚，吸水倍率和吸水速度等性状极佳，制备的缓释保湿肥料吸水倍率高、吸水速度快、保水能力强、有效持续性强、无毒无味，可广泛用于农林园艺、沙漠治理、食品加工等领域。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可控缓释保湿肥料，所述缓释保湿肥料的组分包括丙烯酸、氢氧化钠、玉米淀粉、水、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、无水乙醇；缓释肥料组分重量份为：丙烯酸10-40份、氢氧化钠1-10份、玉米淀粉1-10份、水10-100份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺1-5份、过硫酸铵1-5份、无水乙醇10-200份；其中丙烯酸在交联剂和引发剂的作用下发生作用，从而生成聚丙烯酸，玉米淀粉在引发剂和交联剂的作用下与丙烯酸发生接枝共聚，N,N-亚甲基双丙烯酰胺用于作为交联剂来制备缓释保湿肥料；该缓释保湿肥料包括丸芯以及由内至外依次包裹在丸芯上的肥料层，丸芯为充分吸水后的高吸水性材料，肥料层为通用化肥；

所述的一种可控缓释保湿肥料，所述通用化肥包括尿素、磷酸铵类肥料、复合肥、重量元素肥料、生物肥料、有机肥料中的任意一种。

所述的一种可控缓释保湿肥料，高吸水性材料为淀粉接枝丙烯酸，通过淀粉的多糖与丙烯酸在交联剂存在下聚合得到。

一种可控缓释保湿肥料制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、淀粉的糊化：将玉米淀粉溶于水中，在80℃环境中糊化30分钟，待糊化结束后温度降到反应温度，制成糊化淀粉乳，再待淀粉乳冷却至常温后，静置待用；

步骤二、丙烯酸单体溶液的配置：配置氢氧化钠溶液，取丙烯酸溶液，在冰水浴中缓慢的将碱液加入丙烯酸单体溶液中，在加入的过程中不断搅拌，得到单体溶液备用，使之中和度达到80%；

步骤三、接枝共聚反应：

包括以下步骤：

S1：取糊化完成后冷却淀粉溶液，向其中加入过硫酸铵，并同时加热至反应温度，反应过程中进行搅拌，搅拌时间为15分钟；

S2：再向反应后的溶液中加入丙烯酸溶液和N，N-亚甲基双丙烯酰胺搅拌约30分钟，期间一直观察变化，待液体出现粘稠状，倒入托盘放进反应温度水浴锅自行聚合1.5h；

S3：待凝聚之后倒入乙醇，对其脱水12h后再放入80℃的干燥箱内，干燥时间为12h，从而制得成品。

本发明的优点与效果是：

1、本发明提供一种可控制的缓释保湿肥料及其制备方法，通过设置丙烯酸在交联剂和引发剂的作用下发生作用，生成的聚丙烯酸，此类共聚物吸水倍率高，吸水速度快，通过设置玉米淀粉可在引发剂和交联剂的作用下与丙烯酸发生接枝共聚，吸水倍率和吸水速度等性状极佳，通过N,N-亚甲基双丙烯酰胺无气味，微溶于水，溶于乙醇的特点，在25℃下水中溶解度为3g/L，可作为交联剂，用来制备缓释保湿肥料。

2、本发明提供一种可控制的缓释保湿肥料及其制备方法，缓释保湿肥料含有强亲水性基团,可通过聚合作用迅速地吸收自身重几十倍乃至上百倍的水分而呈凝胶状,具有吸水倍率高、吸水速度快、保水能力强、有效持续性强、无毒无味等优越性能,广泛用于农林园艺、沙漠治理、食品加工等领域。

3、本发明提供一种可控制的缓释保湿肥料及其制备方法，淀粉接枝丙烯酸是通过淀粉的多糖与丙烯酸在交联剂存在下聚合得到的，这种产物具有高吸水性且可以生物降解，且具有合成高分子的性质，有极强的吸水能力，可在短时间内吸附自身重量数百倍的水分，通过将淀粉接枝丙烯酸盐共聚物进行配比，形成一种具有长时间有效性，吸水性能好的肥料。

4、本发明提供一种可控制的缓释保湿肥料及其制备方法，通过合成和控制不同结构的方法，结构和含水量之间的构效关系，为不同的植物量身定做一种缓释保湿肥料，从而面对植物中所需吸水量和营养元素，能控制合成过程或比例，来满足不同植物种类的需求。

附图说明

图1为本发明制备工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1

第一方面，如图1所示，本发明提供了一种缓释保湿肥料，该缓释保湿肥料包括丸芯以及由内至外依次包裹在丸芯上的肥料层，丸芯为充分吸水后的高吸水性材料，肥料层为通用化肥，缓释肥料包括以下原料：丙烯酸、氢氧化钠、玉米淀粉、水、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、无水乙醇。

其中通用化肥不限于尿素、磷酸铵类肥料、复合肥、重量元素肥料、生物肥料、有机肥料中的任意一种，缓释肥料的原料重量份为：丙烯酸10-40份、氢氧化钠1-10份、玉米淀粉1-10份、水10-100份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺1-5份、过硫酸铵1-5份、无水乙醇10-200份，丙烯酸用于在交联剂和引发剂的作用下发生作用，从而生成聚丙烯酸，玉米淀粉用于在引发剂和交联剂的作用下与丙烯酸发生接枝共聚，N,N-亚甲基双丙烯酰胺用于作为交联剂来制备缓释保湿肥料，面对植物中所需吸水量和营养元素，能控制合成过程或比例，来满足不同植物种类的需求。

在本实施例中，缓释保湿肥料含有强亲水性基团,可通过聚合作用迅速地吸收自身重几十倍乃至上百倍的水分而呈凝胶状,具有吸水倍率高、吸水速度快、保水能力强、有效持续性强、无毒无味等优越性能,广泛用于农林园艺、沙漠治理、食品加工等领域，另外肥料的释放速率和释放周期与农作物生长规律相结合，从而提高肥料营养成分的有效利用率，缓释保湿肥料能改变传统的施肥方式，它具有缓释长效作用，可大幅度提高肥料利用率。

实施例2

第二方面，如图1所示，本发明还提供一种缓释保湿肥料的制备方法，该缓释保湿肥料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：淀粉的糊化；

步骤二：丙烯酸单体溶液的配置；

步骤三：接枝共聚反应。

其中步骤一包括：将5g玉米淀粉溶于60ml水中，并且在80℃环境中糊化30分钟，待糊化结束后温度降到反应温度，制成糊化淀粉乳，再待淀粉乳冷却至常温后，静置待用。

其中步骤二包括：配置0.1mol/L 氢氧化钠溶液3.5ml，取30ml的丙烯酸溶液，在冰水浴中缓慢的将碱液加入丙烯酸单体溶液中，在加入的过程中不断搅拌，得到单体溶液备用，使之中和度达到80%。

其中步骤三包括以下步骤：

S1：取糊化完成后冷却淀粉溶液，向其中加入一定量的过硫酸铵，并同时加热至反应温度，反应过程中进行搅拌，搅拌时间为15分钟；

S2：再向反应后的溶液中加入丙烯酸溶液和适量N，N-亚甲基双丙烯酰胺搅拌约30分钟，期间一直观察变化，待液体出现粘稠状，倒入托盘放进反应温度水浴锅自行聚合大约1.5h；

S3：待凝聚之后倒入少许乙醇，对其脱水12h后再放入80℃的干燥箱内，干燥时间为12h，从而制得成品。

在本实施例中，当用丙烯酸作接枝单体时，聚合在水中间歇进行，生成浅黄色弹性凝胶接枝聚合物，用乙醇溶液脱水缓释保湿肥料，之后干燥，本品具有合成高分子的性质，有极强的吸水能力，可在短时间内吸附自身重量数百倍的水分，通过将淀粉接枝丙烯酸盐共聚物进行配比，形成一种具有长时间有效性，吸水性能好的肥料。

综上，本发明的肥料通过将淀粉接枝丙烯酸盐共聚物进行配比，形成一种具有长时间有效性，吸水性能好的肥料，并且淀粉接枝丙烯酸是通过淀粉的多糖与丙烯酸在交联剂存在下聚合得到的，这种产物具有高吸水性且可以生物降解，肥料中含有强亲水性基团,可通过聚合作用迅速地吸收自身重几十倍乃至上百倍的水分而呈凝胶状,具有吸水倍率高、吸水速度快、保水能力强、有效持续性强、无毒无味等优越性能，而且在制备的过程中能够在面对植物中所需吸水量和营养元素，能控制合成过程或比例，来满足不同植物种类的需求。

以上，一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可控缓释保湿肥料，其特征在于：所述缓释保湿肥料的组分包括丙烯酸、氢氧化钠、玉米淀粉、水、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、无水乙醇；缓释肥料组分重量份为：丙烯酸10-40份、氢氧化钠1-10份、玉米淀粉1-10份、水10-100份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺1-5份、过硫酸铵1-5份、无水乙醇10-200份；其中丙烯酸在交联剂和引发剂的作用下发生作用，从而生成聚丙烯酸，玉米淀粉在引发剂和交联剂的作用下与丙烯酸发生接枝共聚，N,N-亚甲基双丙烯酰胺用于作为交联剂来制备缓释保湿肥料；该缓释保湿肥料包括丸芯以及由内至外依次包裹在丸芯上的肥料层，丸芯为充分吸水后的高吸水性材料，肥料层为通用化肥。

2.根据权利要求1所述的一种可控缓释保湿肥料，其特征在于：所述通用化肥包括尿素、磷酸铵类肥料、复合肥、重量元素肥料、生物肥料、有机肥料中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的所述的一种可控缓释保湿肥料，其特征在于：所述高吸水性材料为淀粉接枝丙烯酸，通过淀粉的多糖与丙烯酸在交联剂存在下聚合得到。

4.一种可控缓释保湿肥料制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、淀粉的糊化：将玉米淀粉溶于水中，在80℃环境中糊化30分钟，待糊化结束后温度降到反应温度，制成糊化淀粉乳，再待淀粉乳冷却至常温后，静置待用；

步骤二、丙烯酸单体溶液的配置：配置氢氧化钠溶液，取丙烯酸溶液，在冰水浴中缓慢的将碱液加入丙烯酸单体溶液中，在加入的过程中不断搅拌，得到单体溶液备用，使之中和度达到80%；

步骤三、接枝共聚反应：

包括以下步骤：

S1：取糊化完成后冷却淀粉溶液，向其中加入过硫酸铵，并同时加热至反应温度，反应过程中进行搅拌，搅拌时间为15分钟；

S2：再向反应后的溶液中加入丙烯酸溶液和N，N-亚甲基双丙烯酰胺搅拌约30分钟，期间一直观察变化，待液体出现粘稠状，倒入托盘放进反应温度水浴锅自行聚合1.5h；

S3：待凝聚之后倒入乙醇，对其脱水12h后再放入80℃的干燥箱内，干燥时间为12h，从而制得成品。

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