缓释肥及其生产工艺的制作方法

1.本发明属于农药领域，涉及一种缓释肥，尤其是涉及一种缓释肥及其生产工艺。


背景技术：

2.水和肥是农业生产中必要投入的元素，也是农作物生长的重要影响因子。近年来，具有较高水、肥利用效率的保水剂和缓控释肥料的用量逐年增加，保水剂能够迅速吸收和保持自身质量数十倍甚至数百倍的水分，具有抗旱保水、改良土壤、增产与促进养分吸收等多重功能。因此，许多厂家将保水剂应用在缓释肥中制成保水缓释肥。
3.例如，授权公告号为cn102976863b的中国发明专利公开了一种保水缓释肥，该种保水缓释肥，它包括以下重量份的原料：包膜缓释肥料或低溶解度缓释肥料70
‑
80份、保水剂15
‑
20份、生物菌1
‑
2份、腐植酸5
‑
10份、土壤调理剂5
‑
15份。保水剂为淀粉系保水剂和纤维素系保水剂的混合保水剂，所述淀粉系保水剂和纤维素系保水剂的重量比为1:2
‑
1:5，所述淀粉保水剂为淀粉接枝丙烯腈或淀粉接枝丙烯酰胺，所述纤维素保水剂为纤维素接枝丙烯腈或纤维素接枝丙烯酰胺。
4.又如，公开号为cn112624865a的中国发明专利申请公开了一种保水缓释肥料，包括肥料芯、缓释层和保水层，最内层为肥料芯、内层为缓释层，外层为保水层；肥料芯为肥料颗粒，缓释层为聚己内酯
‑
聚氨酯嵌段共聚物；保水层为环糊精
‑
埃洛石
‑
聚丙烯腈树脂。
5.sa
‑
ip
‑
p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂是以淀粉接枝丙烯酸共聚物sa为互穿物，以丙烯酸(aa)、丙烯酰胺(am)为聚合单体，n,n
’‑
亚甲基双丙烯酰胺(nmba)为交联剂，采用(nh4)2s2o8‑
nahso3氧化还原引发体系，通过分步法制备sa
‑
ip
‑
p(aa/am)互穿网络高吸水性树脂。
6.上述保水材料虽然有较高的保水性，但对于盐水的保水能力以及重复吸液能力仍然有很大的提升空间。


技术实现要素：

7.本技术发明的目的是针对上述问题，提供一种缓释肥；
8.本发明的又一目的是针对上述问题，提供一种缓释肥的生产工艺。
9.为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
10.本发明创造性地提供了一种缓释肥，包括肥料芯、包覆在肥料芯外部的缓释层以及包覆在缓释层外部的保水层，其特征在于：所述保水层由保水材料制成，该保水材料包含复合有纳米三氧化钼的sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂。
11.在上述的缓释肥中，所述纳米三氧化钼的含量为所述保水层总重量的2
‑
6wt％。
12.在上述的缓释肥中，所述肥料芯、缓释层和保水层的重量比为100:1
‑
5:10
‑
25。
13.在上述的缓释肥中，所述缓释层由缓释包膜材料制成，缓释包膜材料按重量份包括10
‑
20份棕榈油、20
‑
40份乙基甲基纤维素、20
‑
30份硅藻土、2
‑
15份海藻酸钠和2
‑
15份黄原胶。
14.在上述的缓释肥中，所述肥料芯至少包含大量元素肥料、中量元素肥料、微量元素肥料和高岭土；
15.所述大量元素肥料包括磷肥、氮肥和钾肥中任意一种或两种以上的混合物；
16.所述中量元素肥料包括钙肥、镁肥、硅肥和硫肥中任意一种或两种以上的混合物；
17.所述微量元素肥料包括硼肥、锌肥、锰肥、钼肥、铁肥和铜肥中任意一种或两种以上的混合物。
18.上述任意一种缓释肥的生产工艺包括以下步骤：
19.(1)将肥料芯的原料混合成型；
20.(2)在肥料芯外部包覆缓释层；
21.(3)在缓释层外侧喷涂粘接剂，并将sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂与纳米三氧化钼制成复合的保水材料通过粘接剂粘在缓释层外侧制成保水层。
22.在上述的缓释肥的生产工艺中，所述保水材料的制备方法为：
23.将淀粉接枝聚合物制成粉体，加入中和后的丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂、增塑剂和引发剂混合溶液搅拌至溶胀，再加入纳米三氧化钼充分分散，通入氮气并加热至50
‑
70℃，反应形成交联产物，交联产物粉碎后用甘油浸润6
‑
12h，然后用无水乙醇清洗若干次后烘干并研磨至5μm以内得到保水材料。
24.在上述的缓释肥的生产工艺中，所述淀粉接枝聚合物采用重量比为1:2
‑
5的玉米淀粉和丙烯酸为原料，以过硫酸铵
‑
亚硫酸氢钠氧化还原引发体系制备而成。
25.在上述的缓释肥的生产工艺中，所述保水材料的制备方法为：
26.将6
‑
12重量份淀粉接枝聚合物制成粉体，按照80
‑
85重量份丙烯酸、40
‑
50重量份丙烯酰胺、0.01
‑
1重量份交联剂、2
‑
10重量份增塑剂和0.02
‑
0.04重量份引发剂配制混合溶液，将淀粉接枝聚合物粉体和设定量的纳米三氧化钼加入所述混合溶液中搅拌至溶胀，通入氮气并加热至70
‑
90℃，反应形成交联产物，交联产物粉碎后用甘油浸润6
‑
12h，然后用无水乙醇清洗若干次后烘干并研磨至100μm以内得到保水材料。
27.在上述的缓释肥的生产工艺中，所述增塑剂为环氧脂肪酸可降解增塑剂。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
29.三氧化钼在sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂的网格结构中分布均匀，无择优取向，使网格具有致密的结构，纳米三氧化钼具有较大的比表面积，吸附能力强，并且提供金属活性，三氧化钼改性的sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂对盐水的保水性好、重复吸液能力强，有较强的耐盐性，作为缓释肥，其适应性和稳定性较好。
30.三氧化钼中的钼原子与交联网格的官能团结合，且通过添加适量的增塑剂提高材料的韧性以及钼原子的稳定性，使材料的力学性能适应其强重复吸液的能力。
具体实施方式
31.通过以下具体实施例进一步阐述；
32.实施例1
33.一种缓释肥，按重量份计，包含100份肥料芯、1份包覆在肥料芯外部的缓释层以及10份包覆在缓释层外部的保水层。
34.肥料芯中的组成含量按重量份计包含75份大量元素肥料、0.1份中量元素肥料、1
份微量元素肥料和23.9份高岭土。
35.大量元素肥料包括磷肥、氮肥和钾肥；中量元素肥料包括钙肥、镁肥、硅肥和硫肥；微量元素肥料包括硼肥、锌肥、锰肥、钼肥、铁肥和铜肥。
36.缓释层由缓释包膜材料制成，缓释包膜材料的组成含量按重量份计包含10份棕榈油、20份乙基甲基纤维素、20份硅藻土、2份海藻酸钠和2份黄原胶。
37.保水层由保水材料制成，该保水材料包含sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂，以及复合在sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂中的纳米三氧化钼。
38.缓释肥的生产工艺按照如下步骤进行：
39.s1保水材料的制备
40.s1
‑
1采用重量比为1:3的玉米淀粉和丙烯酸为原料，将设定量的玉米淀粉与1％氢氧化钠水溶液混合，充分搅拌糊化，加入设定量的丙烯酸单体，用35％氢氧化钠溶液配置成中和度为80％的丙烯酸溶液，加入过硫酸铵
‑
亚硫酸氢钠于50℃充分搅拌聚合3h，将产物烘干粉碎至10μm以内，得到淀粉接枝聚合物粉体。
41.s1
‑
2将10重量份淀粉接枝聚合物制成粉体，按照80重量份丙烯酸、45重量份丙烯酰胺、0.5重量份n,n
’‑
亚甲基双丙烯酰胺交联剂、2重量份环氧脂肪酸可降解增塑剂和0.02重量份引发剂配制混合溶液，在冰水浴中，将淀粉接枝聚合物粉体和6重量份纳米三氧化钼加入所述混合溶液中搅拌，并经30min超声振荡，直至溶胀达到平衡状态，通入氮气并加热至70
‑
90℃，使淀粉接枝聚合物穿插在p(aa/am)共聚交联的网格内，并且纳米三氧化钼与网格结构中的官能团相连，反应形成交联产物粉碎后用甘油浸润6h，然后用无水乙醇清洗三次后烘干并研磨至100μm以内得到保水材料。
42.s2肥料芯的制备
43.按设定组分和配比将肥料芯的原料混合制成球形。
44.s3制备缓释层
45.用包膜机将设定量的缓释包膜材料包覆在肥料芯的外部。
46.s4制备保水层
47.在缓释层的外侧喷施一层聚氨酯粘接剂，用包膜机将设定量的保水材料包覆在保水层外侧。
48.实施例2
49.一种缓释肥，按重量份计，包含100份肥料芯、2份包覆在肥料芯外部的缓释层以及15份包覆在缓释层外部的保水层。
50.肥料芯中的组成含量按重量份计包含69份大量元素肥料、0.5份中量元素肥料、0.5份微量元素肥料和30份高岭土。
51.大量元素肥料包括磷肥、氮肥和钾肥；中量元素肥料包括钙肥、镁肥、硅肥和硫肥；微量元素肥料包括硼肥、锌肥、锰肥、钼肥、铁肥和铜肥。
52.缓释层由缓释包膜材料制成，缓释包膜材料的组成含量按重量份计包含20份棕榈油、40份乙基甲基纤维素、30份硅藻土、15份海藻酸钠和15份黄原胶。
53.保水层由保水材料制成，该保水材料包含sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂，以及复合在sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂中的纳米三氧化钼。
54.缓释肥的生产工艺按照如下步骤进行：
55.s1保水材料的制备
56.s1
‑
1采用重量比为1:5的玉米淀粉和丙烯酸为原料，将设定量的玉米淀粉与1％氢氧化钠水溶液混合，充分搅拌糊化，加入设定量的丙烯酸单体，用35％氢氧化钠溶液配置成中和度为80％的丙烯酸溶液，加入过硫酸铵
‑
亚硫酸氢钠于50℃充分搅拌聚合3h，将产物烘干粉碎至10μm以内，得到淀粉接枝聚合物粉体。
57.s1
‑
2将12重量份淀粉接枝聚合物制成粉体，按照85重量份丙烯酸、50重量份丙烯酰胺、0.5重量份n,n
’‑
亚甲基双丙烯酰胺交联剂、4重量份环氧脂肪酸可降解增塑剂和0.04重量份引发剂配制混合溶液，在冰水浴中，将淀粉接枝聚合物粉体和8重量份纳米三氧化钼加入所述混合溶液中搅拌，并经30min超声振荡，直至溶胀达到平衡状态，通入氮气并加热至70
‑
90℃，使淀粉接枝聚合物穿插在p(aa/am)共聚交联的网格内，并且纳米三氧化钼与网格结构中的官能团相连，反应形成交联产物粉碎后用甘油浸润6h，然后用无水乙醇清洗三次后烘干并研磨至100μm以内得到保水材料。
58.s2
‑
s4与实施例1相同。
59.实施例3
60.一种缓释肥，按重量份计，包含100份肥料芯、5份包覆在肥料芯外部的缓释层以及25份包覆在缓释层外部的保水层。
61.肥料芯中的组成含量按重量份计包含75份大量元素肥料、0.2份中量元素肥料、0.8份微量元素肥料和24份高岭土。
62.大量元素肥料包括氮肥；中量元素肥料包括硅肥和硫肥；微量元素肥料包括硼肥、锌肥、锰肥和铜肥。
63.缓释层由缓释包膜材料制成，缓释包膜材料的组成含量按重量份计包含14份棕榈油、30份乙基甲基纤维素、25份硅藻土、7份海藻酸钠和7份黄原胶。
64.保水层由保水材料制成，该保水材料包含sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂，以及复合在sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂中的纳米三氧化钼。
65.缓释肥的生产工艺按照如下步骤进行：
66.s1保水材料的制备
67.s1
‑
1采用重量比为1:4的玉米淀粉和丙烯酸为原料，将设定量的玉米淀粉与1％氢氧化钠水溶液混合，充分搅拌糊化，加入设定量的丙烯酸单体，用35％氢氧化钠溶液配置成中和度为80％的丙烯酸溶液，加入过硫酸铵
‑
亚硫酸氢钠于50℃充分搅拌聚合3h，将产物烘干粉碎至10μm以内，得到淀粉接枝聚合物粉体。
68.s1
‑
2将5重量份淀粉接枝聚合物制成粉体，按照80重量份丙烯酸、40重量份丙烯酰胺、0.1重量份n,n
’‑
亚甲基双丙烯酰胺交联剂、6重量份环氧脂肪酸可降解增塑剂和0.02重量份引发剂配制混合溶液，在冰水浴中，将淀粉接枝聚合物粉体和8重量份纳米三氧化钼加入所述混合溶液中搅拌，并经30min超声振荡，直至溶胀达到平衡状态，通入氮气并加热至70
‑
90℃，使淀粉接枝聚合物穿插在p(aa/am)共聚交联的网格内，并且纳米三氧化钼与网格结构中的官能团相连，反应形成交联产物粉碎后用甘油浸润6h，然后用无水乙醇清洗三次后烘干并研磨至100μm以内得到保水材料。
69.s2
‑
s4与实施例1相同。
70.对比例1
71.本对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于，保水材料为sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂。
72.保水材料的制备方法为：
73.将10重量份淀粉接枝聚合物制成粉体，按照80重量份丙烯酸、45重量份丙烯酰胺、0.5重量份n,n
’‑
亚甲基双丙烯酰胺交联剂、2重量份环氧脂肪酸可降解增塑剂和0.02重量份引发剂配制混合溶液，在冰水浴中，将淀粉接枝聚合物粉体加入所述混合溶液中搅拌，直至溶胀达到平衡状态，通入氮气并加热至70
‑
90℃，使淀粉接枝聚合物穿插在p(aa/am)共聚交联的网格内，反应形成交联产物粉碎后用甘油浸润6h，然后用无水乙醇清洗三次后烘干并研磨至100μm以内得到保水材料。
74.对比例2
75.本对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于，保水材料为复合有纳米二氧化硅的p(aa/am)树脂。
76.保水材料的制备方法为：
77.按照80重量份丙烯酸、45重量份丙烯酰胺、0.5重量份n,n
’‑
亚甲基双丙烯酰胺交联剂、2重量份环氧脂肪酸可降解增塑剂和0.02重量份引发剂配制混合溶液充分搅拌，加入纳米二氧化硅，超声振荡30min，通入氮气并加热至70
‑
90℃，然后用无水乙醇清洗三次后烘干并研磨至100μm以内得到保水材料。
78.对比例3
79.本对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于，将纳米三氧化钼用等量的纳米二氧化硅替换。
80.应用例
81.分别按照实施例1、对比例1和对比例2的方法制备缓释肥试样1
‑
3，并将试样1
‑
3进行盐水的吸液性能和重复洗液能力的测试。
82.取供试土壤自然风干后分成3份，每份1kg，将试样1
‑
3以0.1％的重量比分别加入3份风干供试土壤中混合均匀，将混合后的土壤分别铺设在漏斗上，加入1％nacl盐水直到没有滤液流出，称湿重m1，在50℃烘箱中烘烤12h后称干重m2，依次重复8次，计算吸液倍率，结果如下表所示：
[0083][0084]
结果表明，采用本发明提供的保水材料制备的缓释肥，能够提高对盐水的保水能力和重复吸液性，对1％nacl盐水的吸收倍率可以达到211g/g，并且在重复8次时依然能够达到147g/g的吸液倍率，明显优于对比试样。
[0085]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领
域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0086]
尽管本文较多地使用了sa/p(aa/am)互穿网格高吸水性树脂、纳米三氧化钼、缓释包膜材料、保水材料、交联剂、增塑剂、引发剂等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。