一种DMAP型缓释肥料及其制备方法与流程

一种dmap型缓释肥料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及肥料制备技术领域，具体涉及一种dmap型缓释肥料及其制备方法。


背景技术：

2.随着农业生产技术的改进和产量的提高，对于化肥的依赖程度越来越高，但传统化学在粮食增长的贡仅献率为46.3％，肥料利用率低下是一直困扰着人们的问题，导致肥料利用率低主要的原因是肥料的淋失和挥发，肥料的大量淋失不但使土壤肥力下降，农作物质量降低，造成大量的经济损失，而且还会造成环境污染，缓释肥料是化肥发展的一种最新趋势，其养分释放速度和数量具有一定的可控性，可以根据作物生长需要释放养分，使其在农作物的整个生长期内长期有效，可以大大提高肥料的利用率，减少用量和施用次数。
3.但现有缓释肥料大多以包膜型缓释肥为主，包膜型缓释肥是利用硫化床或转鼓包膜机等将缓释材料包裹在肥料颗粒的表面，该产品其生产工艺复杂且价格昂贵，同时有些包膜材料不易降解，污染土壤环境，因此不适合在农田里大面使用，且肥料易受水土流失影响，不利于作物的利用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种dmap型缓释肥料及其制备方法，通过基础肥料和涂覆涂液解决了现阶段缓释肥料缓释效果一般的问题，同时保证了使用过程中，不受水土流失影响。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种dmap型缓释肥料，由基础肥料和涂液涂覆在基础肥料表面形成的涂层组成，涂液用量为肥料质量份5-8％；
7.所述的涂液由如下重量份原料组成：腐殖酸盐8-10份、明胶1-3份、海藻酸钠5-8份、淀粉2-5份、尿素10-15份、硫酸锌1-3份、硫酸锰1-1.5份、硫酸亚铁1-3份、硼酸1-1.5份、钼酸钠0.5-1份、柠檬酸铵2-3份、保水树脂10-15份、水30-40份。
8.进一步的，所述的基础肥料为大颗粒尿素、磷酸一铵、磷酸二铵、重钙、钙镁磷肥中的一种或多种任意比例混合。
9.进一步的，所述的腐殖酸盐为腐殖酸钾、腐殖酸钠、腐殖酸铁中的一种或多种任意比例混合。
10.所述的保水树脂由如下步骤制成：
11.步骤a1：将2,6-二硝基甲苯溶于n,n-二甲基甲酰胺中，加入高锰酸钾，在转速为150-200r/min，温度为160-170℃的条件下，进行回流反应3-5h，制得中间体1，将中间体1、三光气、四氢呋喃混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为0-3℃的条件下，进行搅拌并加入吡啶和三乙胺，在温度为20-25℃的条件下，进行反应18-22h，制得中间体2；
12.反应过程如下：
[0013][0014]
步骤a2：将氨水在转速为200-300r/min，温度为30-35℃的条件下，搅拌并加入中间体2，进行反应30-50min，过滤去滤液，制得中间体3，将中间体3、锡粉、浓盐酸混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为110-120℃的条件下，进行反应1-1.5h后，调节反应液ph值为碱性，制得中间体4，将丙烯酸溶于去离子水中，调节ph值为4.8，加入中间体4和氢氧化钠并通入氮气保护，在转速为150-200r/min，温度为0-3℃的条件下，进行搅拌并加入edc盐酸盐，进行反应1-1.5h后，升温至温度为20-25℃，继续反应10-15h，制得中间体5；
[0015]
反应过程如下：
[0016][0017]
步骤a3：将壳聚糖溶于盐酸溶液中，加入丙烯酸和1-羟基苯并三唑，在转速为200-300r/min，温度为40-50℃的条件下，进行反应5-6h，制得改性壳聚糖，将改性壳聚糖溶于盐酸溶液中，加入丙烯酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸、中间体5、过硫酸钾溶液，在转速为200-300r/min，温度为60-70℃的条件下，进行反应2-3h，制得中间体6；
[0018]
反应过程如下：
[0019]
[0020][0021]
步骤a4：将中间体6、去离子水、氢氧化钠混合均匀，在温度为100-105℃的条件下，进行加热10-15min后，调节反应液ph值为3-4，制得中间体7，将中间体7、改性纤维素、乙二胺、1-羟基苯并三唑、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为30-40℃的条件下，进行反应5-8h，制得保水树脂。
[0022]
反应过程如下：
organisms capsule protein，dmap)，该剂型缓释肥是在肥料表面包覆缓释膜的肥料，能够降低肥料的释放速率，增加肥料作用时间。在制备缓释肥料的过程中，制备了保水树脂，该保水树脂以2,6-二硝基甲苯为原料，用高锰酸钾进行氧化，使得2,6-二硝基甲苯上的甲基被氧化成羧基，制得中间体1；将中间体1用三光气处理，使得中间体1上的羧基转变为酰氯，制得中间体2；将中间体2用氨水处理，使得中间体2上的酰氯转变为酰胺，制得中间体3；将中间体3用锡粉进行还原，使得中间体3上的硝基转变为氨基，制得中间体4；将中间体4与丙烯酸缩合，制得中间体5；将壳聚糖与丙烯酸进行反应，使得壳聚糖上的氨基与丙烯酸上的羧基发生脱水缩合，制得改性壳聚糖，将改性壳聚糖、丙烯酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸、中间体5进行聚合，制得中间体6；再将中间体6进行脱保护，制得中间体7；将中间体7与乙二胺进行反应，使得乙二胺上的一个氨基与中间体7上的羧基发生脱水缩合，剩余氨基与改性纤维素上的羧基进行脱水缩合，制得保水树脂。改性纤维素以纤维素与戊二酸酐为原料进行反应，使得戊二酸酐开环与纤维素上的活性羟基共价结合制得。该保水树脂分子主链为聚丙烯酸树脂链，聚丙烯酸树脂具有很好的吸水效果，在缓释肥的使用过程中，进而保护了肥料不会受水土流失影响，使得作物能够充分利用养分。同时以纤维素和壳聚糖作为基体，使得制备出的保水树脂在使用一段时间后能够被土壤快速降解，进而防止了在缓释肥无效后，由于长时间无法降解，造成环境污染。
具体实施方式
[0033]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
实施例1
[0035]
一种dmap型缓释肥料，由基础肥料和涂液涂覆在基础肥料表面形成的涂层组成，涂液用量为肥料质量份5％；
[0036]
涂液由如下重量份原料组成：腐殖酸盐8份、明胶1份、海藻酸钠5份、淀粉2份、尿素10份、硫酸锌1份、硫酸锰1份、硫酸亚铁1份、硼酸1份、钼酸钠0.5份、柠檬酸铵2份、保水树脂10份、水30份；
[0037]
保水树脂由如下步骤制成：
[0038]
步骤a1：将2,6-二硝基甲苯溶于n,n-二甲基甲酰胺中，加入高锰酸钾，在转速为150r/min，温度为160℃的条件下，进行回流反应3h，制得中间体1，将中间体1、三光气、四氢呋喃混合均匀，在转速为150r/min，温度为0℃的条件下，进行搅拌并加入吡啶和三乙胺，在温度为20℃的条件下，进行反应18h，制得中间体2；
[0039]
步骤a2：将氨水在转速为200r/min，温度为30℃的条件下，搅拌并加入中间体2，进行反应30min，过滤去滤液，制得中间体3，将中间体3、锡粉、浓盐酸混合均匀，在转速为150r/min，温度为110℃的条件下，进行反应1h后，调节反应液ph值为碱性，制得中间体4，将丙烯酸溶于去离子水中，调节ph值为4.8，加入中间体4和氢氧化钠并通入氮气保护，在转速为150r/min，温度为0℃的条件下，进行搅拌并加入edc盐酸盐，进行反应1h后，升温至温度为20℃，继续反应10h，制得中间体5；
[0040]
步骤a3：将壳聚糖溶于盐酸溶液中，加入丙烯酸和1-羟基苯并三唑，在转速为200r/min，温度为40℃的条件下，进行反应5h，制得改性壳聚糖，将改性壳聚糖溶于盐酸溶液中，加入丙烯酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸、过硫酸钾溶液，在转速为200r/min，温度为60℃的条件下，进行反应2h，制得中间体6；
[0041]
步骤a4：将中间体6、去离子水、氢氧化钠混合均匀，在温度为100℃的条件下，进行加热10min后，调节反应液ph值为3，制得中间体7，将中间体7、改性纤维素、乙二胺、1-羟基苯并三唑、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为150r/min，温度为30℃的条件下，进行反应5h，制得保水树脂。
[0042]
改性纤维素由如下步骤制成：
[0043]
步骤b1：将戊二酸酐在温度为60℃的条件下，进行熔融，加入浓硫酸和纤维素，通入氮气保护，在温度为155℃的条件下，进行反应2h后，减压至压强为0.03mpa的条件下，进行反应3h，制得改性纤维素。
[0044]
实施例2
[0045]
一种dmap型缓释肥料，由基础肥料和涂液涂覆在基础肥料表面形成的涂层组成，涂液用量为肥料质量份6％；
[0046]
涂液由如下重量份原料组成：腐殖酸盐9份、明胶2份、海藻酸钠6份、淀粉3份、尿素13份、硫酸锌2份、硫酸锰1.3份、硫酸亚铁2份、硼酸1.3份、钼酸钠0.8份、柠檬酸铵2.5份、保水树脂13份、水35份；
[0047]
保水树脂由如下步骤制成：
[0048]
步骤a1：将2,6-二硝基甲苯溶于n,n-二甲基甲酰胺中，加入高锰酸钾，在转速为180r/min，温度为165℃的条件下，进行回流反应4h，制得中间体1，将中间体1、三光气、四氢呋喃混合均匀，在转速为180r/min，温度为2℃的条件下，进行搅拌并加入吡啶和三乙胺，在温度为23℃的条件下，进行反应20h，制得中间体2；
[0049]
步骤a2：将氨水在转速为200r/min，温度为33℃的条件下，搅拌并加入中间体2，进行反应40min，过滤去滤液，制得中间体3，将中间体3、锡粉、浓盐酸混合均匀，在转速为180r/min，温度为115℃的条件下，进行反应1.3h后，调节反应液ph值为碱性，制得中间体4，将丙烯酸溶于去离子水中，调节ph值为4.8，加入中间体4和氢氧化钠并通入氮气保护，在转速为180r/min，温度为2℃的条件下，进行搅拌并加入edc盐酸盐，进行反应1.3h后，升温至温度为23℃，继续反应13h，制得中间体5；
[0050]
步骤a3：将壳聚糖溶于盐酸溶液中，加入丙烯酸和1-羟基苯并三唑，在转速为200r/min，温度为45℃的条件下，进行反应5.5h，制得改性壳聚糖，将改性壳聚糖溶于盐酸溶液中，加入丙烯酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸、过硫酸钾溶液，在转速为300r/min，温度为65℃的条件下，进行反应2.5h，制得中间体6；
[0051]
步骤a4：将中间体6、去离子水、氢氧化钠混合均匀，在温度为103℃的条件下，进行加热13min后，调节反应液ph值为4，制得中间体7，将中间体7、改性纤维素、乙二胺、1-羟基苯并三唑、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为180r/min，温度为35℃的条件下，进行反应6h，制得保水树脂。
[0052]
改性纤维素由如下步骤制成：
[0053]
步骤b1：将戊二酸酐在温度为65℃的条件下，进行熔融，加入浓硫酸和纤维素，通
入氮气保护，在温度为160℃的条件下，进行反应2.5h后，减压至压强为0.04mpa的条件下，进行反应3.5h，制得改性纤维素。
[0054]
实施例3
[0055]
一种dmap型缓释肥料，由基础肥料和涂液涂覆在基础肥料表面形成的涂层组成，涂液用量为肥料质量份8％；
[0056]
涂液由如下重量份原料组成：腐殖酸盐10份、明胶3份、海藻酸钠8份、淀粉5份、尿素15份、硫酸锌3份、硫酸锰1.5份、硫酸亚铁3份、硼酸1.5份、钼酸钠1份、柠檬酸铵3份、保水树脂15份、水40份；
[0057]
保水树脂由如下步骤制成：
[0058]
步骤a1：将2,6-二硝基甲苯溶于n,n-二甲基甲酰胺中，加入高锰酸钾，在转速为200r/min，温度为170℃的条件下，进行回流反应5h，制得中间体1，将中间体1、三光气、四氢呋喃混合均匀，在转速为200r/min，温度为3℃的条件下，进行搅拌并加入吡啶和三乙胺，在温度为25℃的条件下，进行反应22h，制得中间体2；
[0059]
步骤a2：将氨水在转速为300r/min，温度为35℃的条件下，搅拌并加入中间体2，进行反应50min，过滤去滤液，制得中间体3，将中间体3、锡粉、浓盐酸混合均匀，在转速为200r/min，温度为120℃的条件下，进行反应1.5h后，调节反应液ph值为碱性，制得中间体4，将丙烯酸溶于去离子水中，调节ph值为4.8，加入中间体4和氢氧化钠并通入氮气保护，在转速为200r/min，温度为3℃的条件下，进行搅拌并加入edc盐酸盐，进行反应1.5h后，升温至温度为25℃，继续反应15h，制得中间体5；
[0060]
步骤a3：将壳聚糖溶于盐酸溶液中，加入丙烯酸和1-羟基苯并三唑，在转速为300r/min，温度为50℃的条件下，进行反应6h，制得改性壳聚糖，将改性壳聚糖溶于盐酸溶液中，加入丙烯酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸、过硫酸钾溶液，在转速为300r/min，温度为70℃的条件下，进行反应3h，制得中间体6；
[0061]
步骤a4：将中间体6、去离子水、氢氧化钠混合均匀，在温度为105℃的条件下，进行加热15min后，调节反应液ph值为4，制得中间体7，将中间体7、改性纤维素、乙二胺、1-羟基苯并三唑、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为200r/min，温度为40℃的条件下，进行反应8h，制得保水树脂。
[0062]
改性纤维素由如下步骤制成：
[0063]
步骤b1：将戊二酸酐在温度为70℃的条件下，进行熔融，加入浓硫酸和纤维素，通入氮气保护，在温度为165℃的条件下，进行反应3h后，减压至压强为0.05mpa的条件下，进行反应4h，制得改性纤维素。
[0064]
对比例1
[0065]
本对比例与实施例1相比未加入保水树脂。
[0066]
对比例2
[0067]
本对比例与实施例1相比用聚丙烯酸钾代替保水树脂，其余步骤相同。
[0068]
对比例3
[0069]
本对比例为中国专利cn109627126a公开的缓释肥。
[0070]
将实施例1-3和对比例1-3制得的缓释肥放入100目网袋中，置于250ml塑料瓶中，放入25℃的蒸馏水中浸泡，24h、3天、5天、7天、9天、11天、14天、21天、28天、35天，取样时，将
品种溶液摇匀，转入250ml容量瓶中冷却定容，用于氮素测底，再向塑料瓶中加入蒸馏水，至养分积累溶出率达到80％，记录时间；同时将实施例1-3和对比例1-3制得的缓释肥对玉米进行种植，播种前将肥料混入土中，一周后播种，播种后每隔7天取土化验土壤含水量，每天浇水量相同，结果如下表所示：
[0071][0072]
由上表可知实施例1-3制得的dmap型缓释肥料具有很好的缓释效果，同时在使用过程中，肥料能够对土壤进行保水效果，避免的水土流失导致养分流失，进而保证了作为的正常生长。
[0073]
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员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，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。