一種吸水緩釋型複合肥的製備方法與流程
2023-05-11 15:44:21 3
本發明屬於農業
技術領域：
，具體涉及一種複合肥的製備方法，尤其涉及一種吸水緩釋型複合肥的製備方法。
背景技術：
：我國是一個農業大國，農業是國民經濟的基礎，是無法取代的第一產業。現代農業是以低投入、高產出、高效率和可持續發展為特徵。而與此密切相關的化肥工業和水資源利用更是現代農業生產和發展的重要物質基礎。乾旱缺水是制約我國農業發展和加速土地荒漠化的重要因素。據國家有關的統計資料表明，我國荒漠化土地面積262.2萬km2，佔國土總面積的27.4％，每年因荒漠化造成的直接經濟損失達540億元。大面積顆粒無收的情況在很多地區經常發生。我國農業用水佔水資源消耗的80％左右，然而全球水資源危機使得灌溉農業也必須走保水節水的發展途徑。因此，提高農田水分利用率是我國農業的中心任務。近年來，在土壤中使用吸水性聚合物來改善植物的營養和水分狀況已經引起人們廣泛關注。研究發現，在農業上使用吸水性聚合物對於改良土壤物理性質、促進種子發芽和出苗、提高幼苗的成活率、降低植物對灌溉的需要、提高養分利用率等多方面都很有潛力，並已得到了廣泛應用。緩釋肥料又稱緩效肥料或控釋肥料，其肥料中含有養分的化合物在土壤中釋放速度緩慢或者養分釋放速度可以得到一定程度的控制以供作物持續吸收利用。開發一種可緩釋、具有保水功效的複合肥成為化肥發展的新趨勢。技術實現要素：本發明提供了一種吸水緩釋型複合肥的製備方法，採用吸水劑包埋複合肥，能在保水的同時達到緩慢控釋的效果，所採用吸水劑天然無毒，可生物降解，滿足可持續發展的需要。本發明解決技術問題所採用的技術方案為：一種吸水緩釋型複合肥的製備方法，包括如下步驟：(1)將尿素、硫酸鉀和五氧化二磷溶於水中，製得溶液A；(2)將玉米澱粉加入溶液A中，並於65-80℃糊化30-50分鐘後，向反應容器中繼續加入20wt％丙烯酸-水溶液和引發劑，保溫反應2-4小時後，加入三元胺，繼續反應0.5-1小時後，冷卻至室溫，得含丙烯酸接枝改性澱粉的溶液B；引發劑引發澱粉產生澱粉自由基，並與丙烯酸自由基發生聚合反應，製得丙烯酸接枝改性澱粉，再加入三元胺，可與丙烯酸的羧基發生縮合反應，從而形成交聯網絡結構，增加吸水劑的強度和保水性。採用含有複合肥的溶液A作溶劑製備吸水劑，能使複合肥以分子形式被包埋在吸水劑的高分子網絡結構中，具有更好的緩釋效果，穩定性更高。(3)向步驟(2)所得溶液B中加入β-環糊精水溶液，於800-1000轉/分鐘攪拌速度下攪拌20-30分鐘後，將凝膠造粒、冷凍乾燥，粉碎，過篩得所需吸水緩釋型複合肥。β-環糊精能包覆在澱粉接枝物的表面，形成一定的核殼結構，從而進一步提高吸水劑的保水性。β-環糊精包覆過程中的攪拌速度和時間也是影響包覆均勻度和分子鏈長度的重要因素，攪拌速度過慢，攪拌時間過短，則包覆均勻度差，吸水劑分散不均勻，易團聚；攪拌速度過快，攪拌時間過長，則易導致聚合物分子鏈斷裂，吸水劑強度降低。作為優選，步驟(1)所述尿素、硫酸鉀、五氧化二磷和水的質量比為10-15:10-12:8-12:100。作為優選，步驟(2)中所述三元胺為二乙烯三胺或三(2-氨乙基)胺，需選擇水溶性三元胺。作為優選，步驟(2)中所述引發劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。作為優選，步驟(2)中所述玉米澱粉和溶液A的質量比為1:20-35。作為優選，步驟(2)中所述玉米澱粉、丙烯酸-水溶液、引發劑和三元胺的質量比為1：1.25-2.5:0.03-0.05:0.1-0.3。作為優選，步驟(3)中所述β-環糊精水溶液的質量濃度為15-20％。作為優選，步驟(3)中所述溶液B和β-環糊精水溶液的質量比為1:3-5。本發明的有益效果為：1、本發明所製備的吸水緩釋型複合肥，複合肥以分子形式被包埋在吸水劑網絡結構中，緩釋效果更持久，同時具有良好的吸水率，保水性持久，且使用的吸水劑天然無毒，生物降解性好，滿足可持續發展的需要。2、本發明所製備的吸水劑，在丙烯酸接枝改性澱粉的過程中，加入三元胺交聯劑，使得吸水劑形成交聯網絡結構，吸水率更高，保水性更好，且能提高吸水後凝膠的強度，最後採用β-環糊精包埋丙烯酸接枝改性澱粉，從而進一步提高吸水劑的保水性。具體實施方式下面通過具體實施例，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。實施例1(1)將20g尿素、22g硫酸鉀和20g五氧化二磷溶於200g水中，製得262g溶液A；(2)將10g玉米澱粉加入200g溶液A中，並於70℃糊化40分鐘後，向反應容器中繼續加入20g20wt％丙烯酸-水溶液和0.3g過硫酸鉀，保溫反應3小時後，加入2g二乙烯三胺，繼續反應1小時後，冷卻至室溫，得含丙烯酸接枝改性澱粉的溶液B；(3)取100g溶液B加入三口瓶中，再加入400g15wt％β-環糊精水溶液，於800轉/分鐘攪拌速度下攪拌30分鐘後，將凝膠造粒、冷凍乾燥，粉碎，過篩得28.2g吸水緩釋型複合肥。實施例2(1)將24g尿素、20g硫酸鉀和16g五氧化二磷溶於200g水中，製得260g溶液A；(2)將10g玉米澱粉加入240g溶液A中，並於65℃糊化50分鐘後，向反應容器中繼續加入12.5g20wt％丙烯酸-水溶液和0.1g過硫酸銨，保溫反應2小時後，加入1g二乙烯三胺，繼續反應0.5小時後，冷卻至室溫，得含丙烯酸接枝改性澱粉的溶液B；(3)取100g溶液B加入三口瓶中，再加入300g20wt％β-環糊精水溶液，於1000轉/分鐘攪拌速度下攪拌20分鐘後，將凝膠造粒、冷凍乾燥，粉碎，過篩得27.8g吸水緩釋型複合肥。實施例3(1)將30g尿素、24g硫酸鉀和24g五氧化二磷溶於200g水中，製得278g溶液A；(2)將10g玉米澱粉加入300g溶液A中，並於80℃糊化30分鐘後，向反應容器中繼續加入25g20wt％丙烯酸-水溶液和0.2g過硫酸鉀，保溫反應4小時後，加入3g三(2-氨乙基)胺，繼續反應0.8小時後，冷卻至室溫，得含丙烯酸接枝改性澱粉的溶液B；(3)取50g溶液B加入三口瓶中，再加入250g18wt％β-環糊精水溶液，於900轉/分鐘攪拌速度下攪拌25分鐘後，將凝膠造粒、冷凍乾燥，粉碎，過篩得30.5g吸水緩釋型複合肥。比較例1(1)將20g尿素、22g硫酸鉀和20g五氧化二磷溶於200g水中，製得262g溶液A；(2)將10g玉米澱粉加入200g溶液A中，並於70℃糊化40分鐘後，向反應容器中繼續加入20g20wt％丙烯酸-水溶液和0.3g過硫酸鉀，保溫反應4小時後，冷卻至室溫，得含丙烯酸接枝改性澱粉的溶液B；(3)取100g溶液B加入三口瓶中，再加入400g15wt％β-環糊精水溶液，於800轉/分鐘攪拌速度下攪拌30分鐘後，將凝膠造粒、冷凍乾燥，粉碎，過篩得25.4g吸水緩釋型複合肥。比較例2(1)將20g尿素、22g硫酸鉀和20g五氧化二磷溶於200g水中，製得262g溶液A；(2)將10g玉米澱粉加入200g溶液A中，並於70℃糊化40分鐘後，向反應容器中繼續加入20g20wt％丙烯酸-水溶液和0.3g過硫酸鉀，保溫反應3小時後，加入2g二乙烯三胺，繼續反應1小時後，冷卻至室溫後，將凝膠造粒、冷凍乾燥，粉碎，過篩得23.5g吸水緩釋型複合肥。吸水劑性能測定：1、吸水率測定：取2g實施例1-3、比較例1-2所得複合肥加入去離子水中，十分鐘後取出水凝膠，吸乾其表面水分，稱取水凝膠重量，通過計算吸水前後，吸水劑的質量增加率即為該複合肥的吸水率。2、保水性測定：將5g實施例1-3、比較例1-2所得複合肥加入2000g去離子水中，控制吸水時間以得到吸水率相同的凝膠，取質量為M1的凝膠置於室溫下7天後，再測定凝膠質量為M2，計算保水率為M2/M1*100％。所得測定結果見表1：表1：編號吸水率/％保水率/％實施例145898.3實施例247296.8實施例346697.5比較例138282.1比較例243876.5通過表1可以看出，三元胺交聯劑的加入能提高複合肥的吸水率，β-環糊精的加入能提高吸水劑的保水性能。以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，並非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。當前第1頁1 2 3