CN1371892A - 有机高吸水、防渗肥的制造 - Google Patents

Abstract

本发明属于有机高吸水,防渗肥的制造技术。以丙烯酸,淀粉和肥元素化合物为原料,利用同一设备,同一聚合工艺,可以分别制造出有机高吸水肥或有机防渗肥,它们分别应用于农林牧种植业或水田,养鱼池等地的防渗,可将沙土地改造成水田,对生态修复和传统农业的改造起着促进作用。

Description

有机高吸水、防渗肥的制造

技术领域

本发明属于有机高吸水，防渗肥的制造技术

技术背景

目前，不少国家在生产高吸水性树脂(SAR)，广泛应用在农林牧种植业的土壤改造，保水等方面，并在工业，医药卫生等领域积极扩大其应用范围。专利CN8510486A中介绍了水溶液法制造高吸水性树脂的方法，但工艺较复杂，成本较高。专利CN1102831A则是利用金属化合物作为引发剂制造SAR，还有一些专利，几乎都是以提高SAR的凝胶强度，吸水率，吸水速度，吸盐水性能等为目的进行了大量的研究工作。众所周知，植物的生长需要水分，肥养，空气及太阳的光和热，其中水分状态关系到植物的生死存亡，N、P、S为生命元素，其他肥元素K、Ca，Mg，B，Fe，Mn，Zn，Cu，Mo，C，H，O等等都有其重要的生理功能，许多作物生长初期虽然需肥量不大，但对元素的缺乏都很敏感即是需肥临界期，若此时缺肥作物成为小老苗，即使以后增施肥料，作用也不大。在我国北方稻田区的水田渗漏量为0.36～1.4米/日，占总耗水量的43～63％，在沙土地的渗漏量高达0.86～8.6米/日。农业是用水大户，而水田又是农业中的用水大户，我国淡水资源缺乏，要走节水农业之路，首先应从水田防渗漏开始。

发明内容

本发明是以丙烯酸，淀粉和肥元素化合物为原料，利用同一设备，同一聚合工艺，可以分别制造出有机高吸水肥或有机防渗肥，它们分别应用于农林牧种植业或水田，养鱼池等地的防渗，可将沙土地改造成水田，对生态修复和传统农业的改造起着促进作用。

本发明充分利用丙烯酸聚合反应热，将有机高吸水肥或有机防渗肥制成泡沫形固体，易粉碎，降低了成本。根据聚合的需要和使用上的要求聚合之前先中和丙烯酸，中和度控制在60～90mol％，因为丙烯酸属于强酸，可以同氢氧化物、氧化物甚至盐类反应生成羧酸盐或配位化合物，结构上具有离子键，共价键，电子配价键，也有物理混合的形式，所以在肥效上不但呈现出速效性、长效性，而且肥元素不易流失，还能对板结土壤起到疏松活化的作用。本发明使用不同的肥元素化合物之间的配比可参照各种培养液的配方比例，如克诺普(KNOP)，荷格兰特(Hoagland)和MS培养液，肥元素含量也可参照我国复混肥料GB-15063-2001规定进行配制。常利用的肥元素化合物有：NH₄OH、NH₄HCO₃、(NH₄)₂CO₃、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、NaNO₃、CO(NH₂)₂、Ca(NO₃)₂、Ca(CN)₂、Ca(H₂PO₄)₂·H₂O、KH₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄、(NH₄)₂HPO₃、KNO₃、KCl、KI、K₂SO₄、KOH、CaO、CaCl₂、MgSO₄ MgCl₂、Mg(NO₃)₂、FeSO₄·7H₂O、Fe-EDTA、MnSO₄·7H₂O、MnCO₃、MnCl₂、Mn-EDTA、ZnSO₄·H₂O、ZnCl₂、CuSO₄·5H₂O、Cu-EDTA、(NH₄)₂MoO₄、Na₂MoO₄、Na₂B₄O₇·10H₂O、H₃PO₃、NaOH等等。

具体制法如下：

先取一定量的丙烯酸装入反应器，然后按丙烯酸重量的10～100％加入蒸馏水，加碱中和丙烯酸，之后边加热边搅拌，温度在25～90℃时，取不同的肥元素化合物分批加入总量为：丙烯酸∶肥元素化合物总量＝100∶0.3～210wt，最好取100∶210wt维持反应0.5～2小时，再加入按整个反应液的0～0.2wt％交联剂N N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，在70～90℃下搅拌30分钟，使之充分溶解以后，把整个反应液移至先加热到50～100℃的不锈钢圆柱形聚合反应器里，再加入丙烯酸重量的0～32％淀粉，经充分搅匀之后加入丙烯酸重量的0.01～0.2％氧化还原引发剂过硫酸铵和亚硫酸氢钠，然后把聚合反应器放入70～120℃的烘箱里，过一段时间聚合成泡沫形固体，经粉碎得到粉状产品。上述制造工艺中交联剂和淀粉为零时可制得有机防渗肥。若交联剂和淀粉不为零时则可制得有机高吸水肥。

具体实施方式

实施例1：先取36克丙烯酸倒入四口烧瓶中，然后加入10ml蒸馏水、30ml氨水边加热边搅拌，温度达到80℃是分批加入肥元素化合物KNO₃ 1.9g，CaCl₂ 0.44g，MnSO₄ 0.3g，KH₂PO₄ 0.17g，KI0.83mg，H₃BO₃ 5.2mg，MnSO₄ 22.3mg，ZnSO₄ 3.6mg，Na₂MoO₄0.25mg，CuSO₄·5H₂O 0.025mg，CoCL₂ 0.025mg，FeSO₄·7H₂O27.8mg，充分搅拌反应溶解1.5小时之后加入交联剂MBA 0.01g，继续搅拌30分钟，然后将全部反应液移至事先加热到80℃的圆柱形不锈钢聚合反应器里，再加入9.5克玉米淀粉，充分搅拌均匀后加入氧化还原引发剂20wt％(NH₄)₂S₂O₈和NaHSO₃水溶液各1.5ml，把不锈钢反应器放入120℃烘箱里过一段时间后聚合成泡沫形固体聚合物，经粉碎得有机高吸收水肥。经过测定离子水吸水率为930倍并含各种肥元素的聚合物。

实施例2：制备方法同实施例1只是不加交联剂和淀粉，制成有机防渗肥，在内蒙奈曼沙土实施防渗之后达西渗流系数为K＝5×10^-5cm/S较实施前K＝6×10^-3cm/s渗漏量减少90％以上。

实施例3：方法完全同实施例1，只是将肥元素化合物换成Ca(NO₃)₂·4H₂O 0.8g，KNO₃ 0.2g，KH₂PO₄ 0.2g，MgSO₄·7H₂O0.2g，MnCl₂·H₂O 0.4g，ZnSO₄ 0.05g，CuSO₄·5H₂O 0.05g，Na₂MoO₄·4H₂O 0.02g，其结果同实施例1。

实施例4：方法同实施例1，肥元素化合物为KH₂PO₄ 10g，KNO₃10g，NH₄NO₃ 20g，CaCl₂ 0.5g，MnSO₄ 0.5g，加淀粉11g，制得的有机高吸水肥，测得离子水吸水率为1020倍，而且符合GB15063-2001的中浓度复混肥料规定。

实施例5：方法同实施例1，肥元素化合物改为CO(NH₂)₂ 5g，Ca(CN)₂ 1g，(NH₄)₂HPO₄ 3g，CaO 0.1g，MgCl₂ 0.1g，Fe-EDTA0.5g，Mn-EDTA 0.4g，ZnCl₂ 0.01g，Cu-EDTA 0.01g，Na₂B₄O₇·10H₂O0.5g，NaOH 0.5g，烘箱温度为100℃，制得有机高吸水肥离子水吸水率为850倍。

实施例6：方法同实施例2，肥元素化合物为(NH₄)₂SO₄ 1g，(NH₄)₂HPO₄ 2g，KOH 0.1g，MgSO₄ 0.1g，ZnSO₄ 0.1g，Fe-EDTA0.2g，(NH₄)₂MoO₄ 0.3g，H₃BO₃ 0.2g，CaSO₄ 0.01g，MnCl₂ 0.01g，结果制得有机防渗肥，同实施例2。

Claims (3)

1、一种有机高吸水，防渗肥的制造方法，其特征在于：先取一定量的丙烯酸装入反应器，然后按丙烯酸重量的10～100％加入蒸馏水，加碱中和丙烯酸，中和度控制在60～90mol％，之后边加热边搅拌，温度在25～90℃时，取不同的肥元素化合物分批加入总量为：丙烯酸∶肥元素化合物总量＝100∶0.3～210wt，维持反应0.5～2小时，再加入按整个反应液的0～0.2wt％交联剂N·N-亚甲基双丙烯酰胺，在70～90℃下搅拌30分钟，使之充分溶解以后，把整个反应液移至先加热到50～100℃的不锈钢圆柱形聚合反应器里，再加入丙烯酸重量的0～32％淀粉，经充分搅匀之后加入丙烯酸重量的0.01～0.2％氧化还原引发剂过硫酸铵和亚硫酸氢钠，然后把聚合反应器放入70～120℃的烘箱里，过一段时间聚合成泡沫形固体，经粉碎得到粉状产品。上述制造工艺中交联剂和淀粉为零时可制得有机防渗肥；若交联剂和淀粉不为零时则可制得有机高吸水肥。

2、如权利要求1所述的有机高吸水，防渗肥的制造方法，其特征在于：使用不同的肥元素化合物之间的配比可参照各种培养液的配方比例，如克诺普(KNOP)，荷格兰特(Hoagland)和MS培养液，肥元素含量也可参照我国复混肥料GB-15063-2001规定进行配制；利用的肥元素化合物有：NH₄OH、NH₄HCO₃、(NH₄)₂CO₃、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、NaNO₃、CO(NH₂)₂、Ca(NO₃)₂、Ca(CN)₂、Ca(H₂PO₄)₂·H₂O、KH₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄、(NH₄)₂HPO₃、KNO₃、KCl、KI、K₂SO₄、KOH、CaO、CaCl₂、MgSO₄ MgCl₂、Mg(NO₃)₂、FeSO₄·7H₂O、Fe-EDTA、MnSO₄·7H₂O、MnCO₃、MnCl₂、Mn-EDTA、ZnSO₄·H₂O、ZnCl₂、CuSO₄·5H₂O、Cu-EDTA、(NH₄)₂MoO₄、Na₂MoO₄、Na₂B₄O₇·10H₂O、H₃PO₃、NaOH。

3、如权利要求1或2所述的有机高吸水，防渗肥的制造方法，其特征在于：不同的肥元素化合物分批加入总量为：丙烯酸∶肥元素化合物总量＝100∶100～210wt。