烯酰胺或丁烯酰胺都是目前市場上銷售的產(chǎn)品,例如由鄭州瑞博 化工有限公司銷售的丙烯酰胺產(chǎn)品,由成都艾科達(dá)化學(xué)試劑有限公司銷售的丁烯酰胺產(chǎn) 品。
[0059] D、聚合反應(yīng)
[0060] 把交聯(lián)劑加到在步驟C得到的丙烯酸鹽和丙烯酰胺共混水溶液中,所述交聯(lián)劑的 量為丙烯酸鹽和丙烯酰胺共混水溶液中丙烯酸質(zhì)量的〇. 2~0. 5%,攪拌溶解,然后在溫度 80~130°C的條件下進行放熱反應(yīng)1. 0~1. 5h,得到一種熔融丙烯酸鹽和丙烯酰胺共聚物; 在所述的放熱反應(yīng)過程中添加以熔融丙烯酸鹽和丙烯酰胺共聚物質(zhì)量計10~50%尿素肥 料,利用所述放熱反應(yīng)使其溶解或使用納米分散設(shè)備使其分散,與熔融丙烯酸鹽和丙烯酰 胺共聚物均勻熔混,經(jīng)冷卻后,得到一種尿素肥料均勻分散在丙烯酸鹽與丙烯酰胺共聚物 中的混合物。
[0061] 在這個步驟中,反應(yīng)器采用帶條形格的聚丙烯反應(yīng)盤。丙烯酸與丙烯酰胺在交聯(lián) 劑存在下進行共聚合反應(yīng),具體反應(yīng)可以參見易松海等人在題為"丙烯酸鹽與丙烯酰胺共 聚制備耐鹽性高吸水樹脂",《功能高分子學(xué)報》,16(4),pp502-506 (2003)中描述的聚合反 應(yīng)。
[0062] 在本發(fā)明中,交聯(lián)劑應(yīng)該理解是一種能在線型分子間起架橋作用,從而使多個線 型分子相互鍵合交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì),即凡是能夠促進或調(diào)節(jié)聚合物分子鏈間共價鍵形 成,同時對本發(fā)明保水緩釋尿素肥料無任何不利影響的物質(zhì)都在本發(fā)明保護范圍內(nèi)。
[0063] 本發(fā)明使用的交聯(lián)劑選自三羥甲基丙烷-三(3-吖丙啶基丙酸酯)、SAC_100交聯(lián) 劑或硫代硫酸鈉,它們都是目前市場上銷售的產(chǎn)品,例如江蘇康樂新材料科技有限公司銷 售的三羥甲基丙烷-三(3-吖丙啶基丙酸酯)(CASN0. 52234-82-9)產(chǎn)品,上海尤恩化工有 限公司銷售的SAC-100交聯(lián)劑產(chǎn)品。
[0064] 在本發(fā)明中,如果所述交聯(lián)劑的量超過0. 2-0. 5%范圍時,則會出現(xiàn)丙烯酸鹽與丙 烯酰胺共聚合時所需要的交聯(lián)劑不足,共聚合反應(yīng)進行不徹底,相應(yīng)地共聚物產(chǎn)率降低,或 者造成交聯(lián)劑過量,引起一些其它副反應(yīng),導(dǎo)致共聚物產(chǎn)物不純,影響其實施效果;因此,所 述交聯(lián)劑的量為〇. 2~0. 5 %是合理的。
[0065] 在放熱的聚合反應(yīng)過程中添加尿素肥料,利用所述放熱反應(yīng)使其溶解通過攪拌使 肥料以納米粒子形式均勻分散在聚丙烯酸中,或使用納米分散設(shè)備處理使肥料以納米粒子 形式均勻分散在聚丙烯酸中,這樣不但能夠顯著降低肥料在其生產(chǎn)過程中造成的損失,而 且還使本發(fā)明的肥料具有更優(yōu)異的保肥保水性能。
[0066] 在所述的放熱反應(yīng)過程中添加尿素肥料時,也可以根據(jù)實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要添加含 中量營養(yǎng)元素的肥料與含微量營養(yǎng)元素的肥料。
[0067] 所述含中量營養(yǎng)元素的肥料例如是含鈣肥料,像硝酸鈣、碳酸鈣、普通過磷酸鈣、 重過磷酸鈣、沉淀磷肥、鋼渣磷肥、鈣鎂磷肥等;含鎂肥料,像硫酸鎂、氯化鎂、磷酸鎂銨、鈣 鎂磷肥、白云石、菱鎂礦等;含硫肥料,像石膏、硫酸銨、硫酸鉀、硫酸鎂等
[0068] 所述含微量營養(yǎng)元素的肥料例如是硼肥,像硼砂、硼鎂肥;鉬肥,像鉬酸銨、鉬酸 鈉;鋅肥,像硫酸鋅、氧化鋅、氯化鋅;銅肥,像硫酸銅;錳肥,像硫酸錳、氧化錳;鐵肥,像硫 酸亞鐵、硫酸亞鐵銨等。
[0069] 尿素肥料添加量,其中包括含中量營養(yǎng)兀素與微量營養(yǎng)兀素的肥料的量,是根據(jù) 作物品種、土壤性質(zhì)、天氣狀況等諸多因素確定的,這對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是易 于實現(xiàn)的。
[0070] 所述的納米分散設(shè)備是一種能夠使尿素肥料顆粒粉碎成納米粒子并達(dá)到分散的 設(shè)備。本發(fā)明使用的納米分散設(shè)備選自超細(xì)粉設(shè)備、超細(xì)磨粉設(shè)備、納米粉碎設(shè)備或精細(xì)粉 碎設(shè)備,它們都是目前市場上銷售的產(chǎn)品,例如,所述的超細(xì)粉設(shè)備是由鄭州天瑞礦山機械 有限公司以商品名3216型懸輥式雷蒙磨銷售的產(chǎn)品;所述的超細(xì)磨粉設(shè)備是由上海西芝 礦山工程機械有限公司以商品名上海西芝MTM系列提型磨粉機銷售的產(chǎn)品;所述的納米粉 碎設(shè)備是由常州市英智機械有限公司公司以商品名陶瓷納米砂磨機銷售的產(chǎn)品;所述的精 細(xì)粉碎設(shè)備是由鄭州裕強機械設(shè)備有限公司以商品名YQ300超微細(xì)粉碎機銷售的產(chǎn)品。
[0071] 如果在步驟C中使用丁烯酰胺時,則這個步驟按照下述方式進行:把交聯(lián)劑加到 在步驟C得到的丙烯酸鹽和丁烯酰胺共混水溶液中,所述交聯(lián)劑的量為丙烯酸鹽和丁烯酰 胺共混水溶液中丙烯酸質(zhì)量的0. 2~0. 5%,攪拌溶解,然后在溫度80~130°C的條件下進 行放熱反應(yīng)1. 0~1. 5h,得到一種熔融丙烯酸鹽和丁烯酰胺共聚物;在所述的放熱反應(yīng)過 程中添加以熔融丙烯酸鹽和丁烯酰胺共聚物質(zhì)量計10~50%尿素肥料,利用所述放熱反 應(yīng)使其溶解或使用納米分散設(shè)備使其分散,與熔融丙烯酸鹽和丁烯酰胺共聚物均勻熔混, 經(jīng)冷卻后,得到一種尿素肥料均勻分散在丙烯酸鹽與丁烯酰胺共聚物中的混合物。
[0072] E、造粒干燥
[0073] 把步驟D得到的混合物送入粉碎機進行粉碎,再通過篩分機篩分得到粒徑為4~ 6mm的丙烯酸鹽和丙烯酰胺共聚物膠粒,接著把所述的丙烯酸鹽和丙烯酰胺共聚物膠粒送 入微波干燥機中,在溫度105~130°C的條件下干燥15~25min,得到所述的保水緩釋尿素 肥料。
[0074] 本發(fā)明使用的造粒機、粉碎設(shè)備、篩分設(shè)備都是目前農(nóng)資市場上銷售的、肥料加工
技術(shù)領(lǐng)域里普遍采用的產(chǎn)品。
[0075] 本發(fā)明使用的微波干燥機是目前農(nóng)資市場上銷售的產(chǎn)品。
[0076] 采用GB15063-2009復(fù)混肥料(復(fù)合肥料)規(guī)定的方法測定,所得到的保水緩釋尿 素肥料的含水量為以所述保水緩釋尿素肥料總重量計5%以下,所述尿素肥料的含量是所 述丙烯酸鹽與丙烯酰胺共聚物或丙烯酸鹽與丁烯酰胺共聚物質(zhì)量的10~50%。
[0077] 本發(fā)明方法具有下述特點:
[0078] 直接用固體堿進行中和,不需要配堿釜;聚合反應(yīng)在常溫下進行,反應(yīng)平穩(wěn);凝膠 產(chǎn)物采用造粒機造粒,生產(chǎn)能力大;含水凝膠流化態(tài)干燥,干燥時間短。
[0079] 本發(fā)明具有設(shè)備投資少、操作穩(wěn)定、可連續(xù)生產(chǎn)聚丙烯酸銨共聚物和聚丙烯酸鉀 保水劑的同時,進行熱熔復(fù)配合成一次成型的農(nóng)用保水緩釋尿素肥料產(chǎn)品,所生產(chǎn)的高效 農(nóng)用保水緩釋尿素肥料,產(chǎn)品性能優(yōu)異、價格低、養(yǎng)分可調(diào),具有干旱、改土、保肥等多功能 性。
[0080] [有益效果]
[0081] 本發(fā)明的有益效果是:
[0082] 本發(fā)明的保水緩釋尿素肥料安全環(huán)保,無毒無味,不污染植物、土壤和地下水等, 無任何殘留有機、無機有害物質(zhì);保墑省水,可有效抑制水分蒸發(fā),防止水土流失,可提高水 分利用率20 %以上,最大增加土壤雨水蓄水保水能力30 %以上,提高尿素利用率15 %以 上;能夠改善土壤結(jié)構(gòu),使粘重土壤、漏水肥沙土和次生鹽堿土壤得到改良,同時促進土壤 微生物發(fā)育,提高土壤有機物的周轉(zhuǎn)利用效率;吸水速度快,一般自然水吸至飽和最長時間 約為15-40分鐘,最快0. 4分鐘,吸水倍數(shù)是自身重量的150-300倍;總養(yǎng)分不低于15%, 不但可以及時供給植物根系水分和養(yǎng)分,而且即使在沙漠地區(qū)和極端的干旱氣候,在年降 雨量達(dá)200_時,也可種草植樹,提高植物營養(yǎng)水平;蓄水不爛根,吸足水的聚丙烯酸分子 膨脹成為水凝膠晶體,即使緊靠植物根系也不會爛根;性能穩(wěn)定,即使是極端的干旱,也不 會倒吸植物水分。 【【具體實施方式】】
[0083] 通過下述實施例將能夠更好地理解本發(fā)明。
[0084] 實施例1 :本發(fā)明保水緩釋尿素肥料的制備
[0085] 該實施例的實施步驟如下:
[0086] A、配制丙烯酸溶液
[0087] 往中和釜中加入丙烯酸,然后按照丙烯酸與水的質(zhì)量比為1 :1. 10再加入水,攪拌 溶解,得到一種丙烯酸水溶液;
[0088] B、中和反應(yīng)
[0089] 往步驟A得到的丙烯酸水溶液中加入碳酸氫鈉中和劑,所述丙烯酸水溶液中的丙 烯酸與中和劑的質(zhì)量比是1 :〇. 7,攪拌使所述的中和劑溶解,得到一種丙烯酸鹽水溶液;
[0090] C、添加丙烯酰胺
[0091] 往步驟B得到的丙烯酸鹽水溶液中添加丙烯酰胺,所述丙烯酸鹽水溶液中的丙烯 酸與丙烯酰胺的質(zhì)量比是1:0. 12,接著攪拌溶解,得到一種丙烯酸鹽和丙烯酰胺共混水溶 液;
[0092] D、聚合反應(yīng)
[0093] 把三羥甲基丙烷-三(3-吖丙啶基丙酸酯)交聯(lián)劑加到在步驟C得到的丙烯酸鹽 和丙烯酰胺共混水溶液中,所述交聯(lián)劑的量為丙烯酸鹽和丙烯酰胺共混水溶液中丙烯酸質(zhì) 量的0. 32%,攪拌溶解,然后在溫度102°C的條件下進行放熱反應(yīng)1. 2h,得到一種熔融丙烯 酸鹽和丙烯酰胺共聚物;在所述的放熱反應(yīng)過程中添加以熔融丙烯酸鹽和丙烯酰胺共聚物 質(zhì)量計42 %尿素肥料,攪拌均勻,利用所述放熱反應(yīng)使其溶解,與熔融丙烯酸鹽和丙烯酰胺 共聚物均勻熔混,經(jīng)冷卻后,得到一種尿素肥料均勻分散在丙烯酸鹽與丙烯酰胺共聚物中 的混合物;
[0094] E、造粒干燥
[0095] 把步驟D得到的混合物進行粉碎、篩分,得到含有所述尿素肥料的粒徑為4~6mm 的丙烯酸鹽和丙烯酰胺共聚物膠粒,接著把所述的丙烯酸鹽和丙烯酰胺共聚物膠粒送入微 波干燥機中,在溫度112°C的條件下干燥16min,得到所述的保水緩釋尿素肥料。
[0096] 該實施例制備的保水緩釋尿素肥料是一種尿素肥料納米粒子以均勻分散方式分 布在丙烯酸鹽與丙烯酰胺共聚物中的保水緩釋尿素肥料。
[0097] 實施例2 :本發(fā)明保水緩釋尿素肥料的制備
[0098] 該實施例的實