一種聚天冬氨酸肥料添加劑及其製備方法和應用的製作方法
2023-12-09 05:55:21
專利名稱：一種聚天冬氨酸肥料添加劑及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於化肥技術領域，具體涉及一種聚天冬氨酸肥料添加劑及其製備方法和應用。
背景技術：
聚天冬氨酸是一種人工仿生合成的水溶性高分子物質，具有無磷、無毒、無公害和可完全生物降解的特性，是一種國際公認的「綠色化學品」。聚天冬氨酸因具有含肽鍵和羧基等活性基團的結構特點，它具有極強的螯合、分散和吸附等作用，廣泛應用於工業水處理、肥料增效、金屬切削液、日用化學品等領域。但是儘管聚天冬氨酸可以螯合多數植物生長所需要的微量元素，但對某些微量元素的螯合特點並不利於植物對微量元素的吸收利用，如微量元素三價鐵離子在鹼性條件下與聚天冬氨酸形成不溶性物質，不利於植物對三價鐵離子這種重要的營養元素的吸收利用。因此需要對聚天冬氨酸的結構進行改良，以克服其固有的缺點或者改善其螯合特徵 (如在鹼性條件下，與三價鐵離子形成可溶性的物質)。目前常用的聚天冬氨酸的合成方法是傳統的高熱聚合方法，但高熱聚合方法存在起泡導致的熱傳導不足的缺點，最終不僅降低其聚合率，而且還浪費能源，而使用各種溶劑來減少起泡增加熱傳遞效率從而增加聚合效率的方法則存在後期提純處理的問題，並且成本也大大增加。因此也需要尋求一種更為經濟、簡便的合成方式。
發明內容
本發明針對現有技術中聚天冬氨酸對某些微量元素的螯合特點不利於植物對微量元素吸收利用的缺點，提供了一種聚天冬氨酸肥料添加劑，它可以幫助植物提高對微量元素的吸收能力，提高肥料的使用效率以及促進植物的生長。本發明還提供了一種聚天冬氨酸肥料添加劑的製備方法和應用。為實現上述發明目的，本發明採用下述技術方案予以實現本發明所述的一種聚天冬氨酸肥料添加劑由下述原料合成，按總原料質量百分比計馬來酸酐30%-70%;氨水10%-40%;表面活性劑0.1%-10%;羥基供體物2%-18%;催化劑0.04%-2%;餘量為水。其中所述表面活性劑為陽離子型、陰離子型、兩性離子型或非離子型表面活性劑。進一步的，所述陽離子型表面活性劑為季銨鹽，所述陰離子型表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉，所述兩性離子型表面活性劑為卵磷脂和胺基酸型，所述非離子型表面活性劑為司盤、吐溫或脂肪酸甘油酯中的至少一種。所述氨水濃度為5 % -30 %。所述羥基供體物是單糖、寡糖、多糖或含2個以上羥基的醇。所述催化劑為無機可溶性鐵合物。所述無機可溶性鐵合物為氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵或硫酸亞鐵。一種聚天冬氨酸肥料添加劑的製備方法為在反應罐中分別按比例添加馬來酸酐，氨水滴定添加，表面活性劑，羥基供體物，催化劑，充分混合後加熱至140-190°C，維持溫度10-30分鐘後冷卻至50-60°C，用5% -50%氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水中和至pH 7_9，即製得分子量為2000-8000D的聚合率達85-99%的所述聚天冬氨酸肥料添加劑。 本發明還提供了一種聚天冬氨酸肥料添加劑在化肥中的應用。所述肥料添加劑的添加量為肥料總重量的0. 5%o -2 ^，直接將所述肥料添加劑添加到肥料中混勻後使用。由於採用本發明的技術方案，本發明的優點和有益效果是在本發明所述的聚天冬氨酸肥料添加劑生產中使用了表面活性劑，增加了產物的聚合率，使得生產更簡單易行 (相同聚合溫度時，聚合時間縮短；產生的粘性產物少，使得後續中和過程更為簡單)；在聚天冬氨酸結構中嵌入一定比率的羥基，產品對各種微量元素的螯合更為平衡，如在鹼性條件下可與鐵形成可溶性物質，從而增強植物對土壤中鐵等金屬離子的利用率。聚天冬氨酸作為植物營養吸收促進劑效果確實，適用於多種植物和土壤，它作為肥料添加劑與化肥配合使用的優點表現在以下方面(1)、減少化肥流失，活化養分元素，提高化肥利用率，從而減少化肥用量30%，可增加產量10% -30% OO)、促進植物對鐵、鋅、錳等微量元素吸收利用，使用聚天冬氨酸肥料添加劑處理過的作物，比對照作物的微量元素含量高出3-4倍。(3)、促進作物早熟7-10天。(4)、促進根系生長，增強抗逆性。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明的技術方案作進一步詳細的說明。實施例1、聚天冬氨酸肥料添加劑的合成在5升可加熱及冷卻並有冷凝管的反應罐中分別添加馬來酸酐1000g，加水800g， 加熱至80°C，將馬來酸酐溶解後滴加25%氨水800ml。然後依次加入甘油300g，氯化鐵4g， 大豆磷脂100g。邊混合邊逐漸加熱至160°C，在160°C下維持30分鐘後冷卻至50°C，用25% 氫氧化鈉中和至PH 9。取樣測定，聚合物的分子量為2000-8000，聚合物的聚合率為90%。 聚合後的雜合聚天冬氨酸為蜂窩狀脆性物質，超粘性物質小於2%，很容易用鹼液中和，少量不易溶解物質很容易過濾掉。所述超粘性物質指粘性的且不能與鹼中和形成水溶性鹽的物質。實施例2、聚天冬氨酸肥料添加劑的合成在5升可加熱及冷卻並有冷凝管的反應罐中分別添加馬來酸酐1500g，加水 1200g，加熱至80°C，將馬來酸酐溶解後滴加25%氨水1000ml。然後依次加入葡萄糖400g，硫酸鐵8g，十二烷基苯磺酸鈉150g。邊混合邊逐漸加熱至180°C，在180°C下維持30分鐘後冷卻至50°C，用25%氫氧化鉀中和至pH 7。取樣測定，分子量為2000-8000的聚合物的聚合率為98%。聚合後的雜合聚天冬氨酸為蜂窩狀脆性物質，超粘性物質小於2%。實施例3、聚天冬氨酸肥料添加劑的合成在5升可加熱及冷卻並有冷凝管的反應罐中分別添加馬來酸酐800g，加水400g， 加熱至80°C，將馬來酸酐溶解後滴加25%氨水300ml。然後依次加入甘油100g，硝酸鐵4g， 吐溫50g。邊混合邊逐漸加熱至140°C，在140°C下維持30分鐘後冷卻至50°C，用25%氨水中和至PH 9。取樣測定，分子量為2000-8000的聚合物的聚合率為95%。聚合後的雜合聚天冬氨酸為蜂窩狀脆性物質，超粘性物質小於2%。實施例4、聚天冬氨酸肥料添加劑的合成在5升可加熱及冷卻並有冷凝管的反應罐中分別添加馬來酸酐2000g，加水 1500g，加熱至80°C，將馬來酸酐溶解後滴加25%氨水1500ml。然後依次加入澱粉500g， 硫酸亞鐵6g，季銨鹽100g。邊混合邊逐漸加熱至160°C，在160°C下維持30分鐘後冷卻至 50°C，用25%氫氧化鈉中和至pH 9。取樣測定，分子量為2000-8000的聚合物的聚合率為 95%。聚合後的雜合聚天冬氨酸為蜂窩狀脆性物質，超粘性物質小於2%。所述氨水的質量百分比可為5^-30 ^實施例5、取實施例1-4中聚合率高於95%的聚合物混合後的產品按肥料重量的1. 0%。添加該添加劑。青椒試驗在平度市海峽兩岸農業合作試驗區進行，前茬黃瓜，粘壤土，地力中上寸。參試肥料普通複合肥、添加肥料添加劑的複合肥，以空白做對照(Ck)。用量及方法普通複合肥40kg/畝、添加肥料添加劑的複合肥40kg/畝移栽前一天，在翻耙均勻的畦面上撒施，之後混拌土中。施用時間2009年8月25日試驗結果見下表表1為青椒施用菌肥試驗結果2009. 8 2010. 1. 2權利要求
1.一種聚天冬氨酸肥料添加劑，其特徵在於所述肥料添加劑由下述原料合成，按總原料質量百分比計馬來酸酐 30%-70%;氨水10% -40% ；表面活性劑0.1^-10%;羥基供體物2%-18%;催化劑 0.04%-2%;餘量為水。
2.根據權利要求1所述的一種聚天冬氨酸肥料添加劑，其特徵在於所述表面活性劑為陽離子型、陰離子型、兩性離子型或非離子型表面活性劑。
3.根據權利要求2所述的一種聚天冬氨酸肥料添加劑，其特徵在於所述陽離子型表面活性劑為季銨鹽，所述陰離子型表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉，所述兩性離子型表面活性劑為卵磷脂和胺基酸型，所述非離子型表面活性劑為司盤、吐溫或脂肪酸甘油酯中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的一種聚天冬氨酸肥料添加劑，其特徵在於所述氨水的質量百分比為5% -30% ο
5.根據權利要求1所述的一種聚天冬氨酸肥料添加劑，其特徵在於所述羥基供體物是單糖、寡糖、多糖或含2個以上羥基的醇。
6.根據權利要求1所述的一種聚天冬氨酸肥料添加劑，其特徵在於所述催化劑為無機可溶性鐵合物。
7.根據權利要求6所述的一種聚天冬氨酸肥料添加劑，其特徵在於所述無機可溶性鐵合物為氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵或硫酸亞鐵。
8.一種根據權利要求1-6任一項所述的聚天冬氨酸肥料添加劑的製備方法，其特徵在於所述方法為在反應罐中分別按比例添加馬來酸酐、氨水、表面活性劑、羥基供體物和催化劑，充分混合後加熱至140-190°C，維持溫度10-30分鐘後冷卻至50_60°C，用5% -50% 氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水中和至PH 7-9，即製得分子量為2000-8000D的聚合率達 85% -99%的所述聚天冬氨酸肥料添加劑。
9.根據權利要求1所述的一種聚天冬氨酸肥料添加劑在化肥中的應用。
10.根據權利要求9所述的一種聚天冬氨酸肥料添加劑在化肥中的應用，其特徵在於所述肥料添加劑的添加量為肥料總重量的0. 5%o -2% ^直接將所述肥料添加劑添加到肥料中混勻後使用。
全文摘要
本發明提供了一種聚天冬氨酸肥料添加劑，它由下述原料合成馬來酸酐30％-70％；氨水10％-40％；表面活性劑0.1％-10％；羥基供體物2％-18％；催化劑0.04％-2％，餘量為水。本發明還提供此聚天冬氨酸肥料添加劑的製備方法及應用。在本發明所述的聚天冬氨酸肥料添加劑生產中使用了表面活性劑，增加了產物的聚合率，使得生產更簡單易行；在聚天冬氨酸結構中嵌入羥基可使得產品對各種微量元素的螯合更為平衡；而且聚天冬氨酸作為植物營養吸收促進劑效果確實，適用於多種植物和土壤，減少化肥流失，活化養分元素，提高化肥利用率。
文檔編號C05G3/00GK102173936SQ20111002776
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月21日 優先權日2011年1月21日
發明者張秉範 申請人:青島德佳生物技術有限公司