一種超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種干旱地區(qū)農(nóng)用肥料，具體涉及一種新型超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料及 其制備方法，屬于農(nóng)業(yè)用肥領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是一個(gè)旱地面積較大的國(guó)家，干旱、半干旱地區(qū)占國(guó)土總面積的一半以上。同 時(shí)，我國(guó)又是世界上淡水資源最為貧乏的13個(gè)國(guó)家之一，水資源的時(shí)空分布及不均衡。因 此，要發(fā)展我國(guó)農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，提高人民的生活水平，首先應(yīng)從旱地節(jié)水 農(nóng)業(yè)入手，大力研宄、推廣節(jié)水農(nóng)業(yè)的相關(guān)知識(shí)和技術(shù)，使有限的水資源得到最經(jīng)濟(jì)、最合 理的利用，充分發(fā)揮干旱地區(qū)的生產(chǎn)潛力。
[0003] 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，隨處可見復(fù)合肥的身影，它具有養(yǎng)分含量高、副成分少、肥料 利用率高、貯存施用方便等優(yōu)點(diǎn)，在促進(jìn)農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)方面扮演著重要的角色。
[0004] 應(yīng)用高分子樹脂進(jìn)行農(nóng)業(yè)節(jié)水是節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的一種。它具有適用范圍廣、施用 方法簡(jiǎn)單、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。從利用樹脂的吸水保水能力到應(yīng)用其膨脹性、粘附性、緩釋 性、生體親合性等，現(xiàn)己在生理衛(wèi)生用品、農(nóng)林園藝、工業(yè)、木工建筑、保鮮、日用化工、電子 等多個(gè)方面得到廣泛應(yīng)用。盡管高分子樹脂研宄的歷史已有三十余年，但它在農(nóng)林業(yè)、園藝 方面的應(yīng)用發(fā)展還很慢，這方面的研宄大多只停留在試驗(yàn)階段。有的地區(qū)即使有小面積的 推廣也只是針對(duì)其保水性而進(jìn)行的，而對(duì)于高分子樹脂作為農(nóng)用保肥劑或肥料緩釋劑等方 面的研宄還很有限。
[0005]CN104098381A公開了一種保水增產(chǎn)緩釋復(fù)合肥料，該肥料由以下重量份的原料 制成：1250-2000目硅藻土 10-15、氯化鈣5-6、硼酸鈉4-5、檸檬酸鉀18-20、尿素23-25、磷 酸二銨20-25、農(nóng)作物下腳料發(fā)酵液15-18、禽畜血漿4-5、醋糟10-12、雞蛋殼粉1-3、豬殃殃 2-3、川楝子粉1-2、大豆肽粉2-3、蚯蚓糞便6-8、干玉米穗4-5、對(duì)羥基苯甲酸甲酯鈉1-2、交 聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮10-12、甲基丙烯酸甲酯3-4、丙烯酸丁酯4-5、十二烷基苯磺酸鈉1-2、過(guò) 硫酸銨0. 1-0. 2、麥飯石粉2-4、聚硅酸硫酸鐵6-8、助劑4-5,該發(fā)明制備的復(fù)合肥利用硅藻 土和緩釋包膜劑對(duì)養(yǎng)分形成雙重包覆，養(yǎng)分不易流失，肥效更為持久，兼具保水抗旱能力， 能滿足作物各階段生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)，且不破壞土壤生態(tài)環(huán)境。
[0006]CN101113119A公開了一種保水肥料及其制備方法，所述保水肥料由90-99wt% 陽(yáng)離子型高吸水性樹脂和l-l〇wt%螯合態(tài)營(yíng)養(yǎng)液復(fù)配制成，高吸水性樹脂是陽(yáng)離子型聚丙 烯酸-丙烯酰胺形成共聚物，所述陽(yáng)離子型高吸水性樹脂中，由丙烯酸、丙烯酰胺、陽(yáng)離子 化合物形成共聚物，各單體所占質(zhì)量百分比分別為丙烯酸5-40wt%，丙烯酰胺5-40wt%， 陽(yáng)離子單體〇.〇l_5wt%，去離子水為余量。該發(fā)明在吸水性樹脂的制作上引入了一種新的 陽(yáng)離子型單體，提高了保水材料的吸水性。
[0007]CN103589436A公開了一種土壤保水保肥劑，含以下重量配比的原料：15-35wt% 的羧甲基纖維素、35-55wt%的支鏈淀粉、10-25wt%的沙蒿籽膠和5-20wt%的紅糖。該發(fā)明 引入了羧甲基纖維素（CMC)，具強(qiáng)吸水性，在泥漿中具有長(zhǎng)效保濕的穩(wěn)定性。
[0008] 綜合國(guó)內(nèi)研宄，單一保水劑研宄比較成熟，有關(guān)多功能性保水劑綜合性研宄專利 文獻(xiàn)報(bào)道較少。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)中，基本上將高吸水樹脂簡(jiǎn)單加入到肥料中，由于其吸液穩(wěn)定性較差，尤 其是耐鹽性不能保證，很大程度上限制了其在肥料中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種吸水保水性能強(qiáng)，耐 鹽性好的超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料及其制備方法，將改性的超強(qiáng)吸水樹脂與土壤需要的營(yíng)養(yǎng) 肥料復(fù)合，極大改善了高吸水保水材料的吸水保水性、耐鹽性、熱穩(wěn)定性及重復(fù)利用性，解 決了肥料中保水性能不穩(wěn)定和耐鹽性差等問(wèn)題。
[0011] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
[0012] 一種新型超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料，其原料的質(zhì)量百分比組成為：改性超強(qiáng)吸水樹 脂1% -10%，土壤增肥劑90% -99%，其中所述的改性超強(qiáng)吸水樹脂的重量份組成為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料，其原料組成按質(zhì)量百分比如下；改性超強(qiáng)吸水樹脂 1-10 %，±壤增肥劑90 % -99 %，其中改性超強(qiáng)吸水樹脂由W下組分按重量份組成： 超細(xì)娃溶膠 30-50 納米二氧化鐵 10-20 發(fā)這基纖維素或徑丙基甲基纖維素 40-100 N-異丙基丙稀醜胺 20-30 交聯(lián)劑 化02-0.3 引發(fā)劑 0.4-1.2 ±壤增肥劑由W下組分按重量份組成： 測(cè)砂 13-18 鋼酸倭 2-5 尿素 22-30 憐酸二氨按 26-32 碳酸氨按 26-32 氯化鐘 21-30 腐植酸 21-30 嘲噪下酸 1-3 三石胺 ：1-3 其中，所述超細(xì)娃溶膠為納米二氧化娃的母體，其制備方法為；將娃酸鋼稀釋溶于水 后，超聲震蕩10-20min混合均勻，形成水玻璃溶液；將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂與強(qiáng)堿性陰 離子交換樹脂按體積比1:2~1:3混合得到復(fù)合樹脂；將水玻璃溶液與復(fù)合交換樹脂按重 量比20:1~40:1充分?jǐn)埌杌旌?，除去雜質(zhì)，得到預(yù)處理的娃酸溶液；向部分活性娃酸溶液 中加入堿溶液，調(diào)節(jié)抑值為9-10、常壓下控制70-85°C加熱反應(yīng)1-3小時(shí)后得粒徑為娃溶 膠母液；娃溶膠母液進(jìn)行脫水分、濃縮并純化，制備得到濃度為10-30wt%的娃溶膠，其中 二氧化娃粒徑在1-lOOnm之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料，其特征在于；所述超細(xì)娃溶膠替換 為納米二氧化娃。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料，其特征在于；所述超細(xì)娃溶膠所占 重量份數(shù)為35-40,娃溶膠濃度為20wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料，其特征在于；所述超細(xì)娃溶膠所占 重量份數(shù)為35。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料，其特征在于：駿己基纖 維素或哲丙基甲基纖維素所占重量份數(shù)為70-90。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料，其特征在于：所述交聯(lián) 劑為N，N-亞甲基雙丙締酷胺。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料，其特征在于：所述引發(fā) 劑為過(guò)硫酸鐘和無(wú)水亞硫酸鋼，二者質(zhì)量比為1 ;1。
8. -種如權(quán)利要求1所述的超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料的制備方法包括如下步驟： (1) 按權(quán)利要求1所述成分和配比進(jìn)行備料； (2) 制備超細(xì)娃溶膠：將娃酸鋼稀釋溶于水后，超聲震蕩10-20min混合均勻，形成水玻 璃溶液；將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂與強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂按體積比1:2~1:3混合得到 復(fù)合樹脂；將水玻璃溶液與復(fù)合交換樹脂按重量比20:1~40:1充分?jǐn)埌杌旌?，除去雜質(zhì)， 得到預(yù)處理的娃酸溶液；向部分活性娃酸溶液中加入堿溶液，調(diào)節(jié)抑值為9-10、常壓下控 制70-85°C加熱反應(yīng)1-3小時(shí)后得粒徑為娃溶膠母液；娃溶膠母液進(jìn)行脫水分、濃縮并純 化，制備得到濃度為10-30wt%的娃溶膠，其中二氧化娃粒徑在1-100皿之間； (3) 常溫下，將駿己基纖維素或哲丙基甲基纖維素加入去離子水，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攬拌至 完全溶解； (4) 依次加入超細(xì)娃溶膠溶液和納米二氧化鐵，形成溶膠液體； (5) 然后加入N-異丙基丙締酷胺單體，在氮?dú)夥諊拢瑴囟燃訜嶂?0-50°C，攬拌溶解 5-30min； (6) 當(dāng)溫度恒定時(shí)，用氨氧化鋼堿溶液將抑值調(diào)至8-11后，依次加入引發(fā)劑過(guò)硫酸鐘 和無(wú)水亞硫酸鋼水溶液、交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙締酷胺水溶液，加速攬拌，使其交聯(lián)聚合 充分反應(yīng)，保溫反應(yīng)化-1比后，冷卻至室溫，得到有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型聚合物凝膠； (7) 將凝膠配制成濃度為2% -10%的水溶液，用丙酬對(duì)聚合物進(jìn)行沉淀分離后，在真 空干燥箱中進(jìn)行干燥，干燥溫度50-80°C，得到改性超強(qiáng)吸水樹脂； (8) 依次將棚砂、鋼酸錠、尿素、磯酸二氨錠、碳酸氨錠、氯化鐘、腐植酸按重量份混合， 并粉碎、研磨后備用； (9) 將步驟（7)的改性超強(qiáng)吸水樹脂配置為濃度為5 %的水溶液，加熱攬拌，按改 性超強(qiáng)吸水樹脂1-1〇巧*%，±壤增肥劑90-99wt%，依次加入嘲噪了酸和S己胺，攬拌 5-lOmin后，加入步驟巧）中的肥料，充分溶解混合后，在真空干燥箱中進(jìn)行干燥，干燥溫度 50-80°C，得到本產(chǎn)品。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料的制備方法，其特征在于：所述超細(xì) 娃溶膠替換為納米二氧化娃。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料的制備方法，其特征在于；=己胺替 換為邸TA;駿己基纖維素或哲丙基甲基纖維素所占重量份數(shù)為75。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超強(qiáng)保水抗旱復(fù)合肥料及其制備方法，屬于農(nóng)業(yè)用肥領(lǐng)域。該復(fù)合肥料的質(zhì)量百分比組成為：改性超強(qiáng)吸水樹脂1％-10％，土壤增肥劑90％-99％；改性超強(qiáng)吸水樹脂的重量份組成為：30-50份超細(xì)硅溶膠或納米二氧化硅、10-20份納米二氧化鈦、40-100份羧乙基纖維素或羥丙基甲基纖維素、20-30份N-異丙基丙烯酰胺、0.02-0.3份交聯(lián)劑和0.4-1.2份引發(fā)劑；超細(xì)硅溶膠的固含量為10-30wt％，二氧化硅的粒徑為1-100nm。本發(fā)明的復(fù)合肥具有穩(wěn)定優(yōu)異的吸水保水性能，又具有很好的耐鹽性，與砂石和沙土之間產(chǎn)生很強(qiáng)的粘合性，可以干法或濕法混入沙土中，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染、可生物降解。
【IPC分類】C05G3-00
【公開號(hào)】CN104788191
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510173308
【發(fā)明人】朱紅
【申請(qǐng)人】北京信大虹影環(huán)保工程有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日