復合包膜保水緩釋尿素的制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種復合包膜保水緩釋尿素的制備方法。
【背景技術】
[0002]我國是一個農業(yè)大國，化學肥料在農業(yè)生產中占有重要的地位，是糧食增產的基礎，是農業(yè)持續(xù)發(fā)展的物質保證。目前農業(yè)使用的肥料主要是高水溶性肥料，水溶性高，養(yǎng)分速效。但缺點是養(yǎng)分釋放快、有效期短、養(yǎng)分釋放與作物養(yǎng)分吸收不相協(xié)調、肥料養(yǎng)分易損失或被固定，利用率低。大量研究表明，我國農田化肥的當季利用率氮肥只有30?50%，磷肥為10?20%，鉀肥為35?50%，低于國外同類肥料約5?20%。以氮肥為例，每年損失的氮量相當于1900多萬噸的尿素，折合人民幣380多億元?；实膿p失不僅僅是經濟的直接損失，更嚴重的是化肥損失加劇了溫室氣體排放和水體富營養(yǎng)化。國內外的研究表明，緩/控釋氮肥的利用率可高達70%以上，比尿素或硫酸銨高出30?50%，增產10%以上，顯出巨大的節(jié)肥增產效果。
[0003]我國水資源相對貧乏，且分布不均，同時用水浪費很大，以農業(yè)為例，灌溉水的利用率只有40%左右，而我國又是一個農業(yè)大國，農業(yè)用水量占到總用水量的近80%。隨著城市和工農業(yè)的迅速發(fā)展，水的供需矛盾愈來愈突出，工農業(yè)爭水的矛盾更加尖銳，水資源短缺已成為限制我國工農業(yè)生產可持續(xù)發(fā)展的重要因素。實施高效節(jié)水農業(yè)是我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
[0004]近年來，隨著保水劑性能的不斷改善和使用的普及，人們對保水劑在吸水保水的同時，對土壤肥料養(yǎng)分的保持和緩釋作用開始給予了重視，保水劑應用于農業(yè)生產中可增強土壤保水性，改良土壤結構，減少土壤水分、以及養(yǎng)分流失，提高水肥利用率，同時提高作物產量等作用。但保水劑與肥料分開施用，不僅費工費時，而且不利于水肥調控和水肥效應的發(fā)揮。以保水劑為保水、緩釋材料的保水型緩釋肥料的研究成為水肥調控研究的新熱點。
[0005]包膜類保水緩控釋肥料是以肥料為核心，以高吸水性聚合物為膜材進行包膜。目前的包膜類保水緩控釋肥料制備工藝和肥料性能主要存在以下問題:多次覆膜，工藝復雜；部分工藝為反相聚合成膜工藝，聚合過程中用到大量有機溶劑，造成環(huán)境污染；保水劑不耐鹽，吸水、緩釋性能較差；儲運和使用過程中，膜材容易吸潮和脫落。

【發(fā)明內容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明提供一種復合包膜保水緩釋尿素的制備方法。
[0007]本發(fā)明復合包膜保水緩釋尿素的制備方法，該包膜肥料核心是大顆粒尿素，內膜是殼聚糖一聚乙烯醇復合膜，外膜是保水劑；
其中，所述內包膜層由2%的殼聚糖溶液和10%的聚乙烯醇溶液制備得到，按殼聚糖溶液與聚乙烯醇溶液的質量比為3:1充分攪拌混合，加入第二類交聯(lián)劑，攪拌混合得到；所述外包膜層保水劑的制備方法為:準備反應單體，所述反應單體包括丙烯酸、丙烯酰胺單體和/或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸； 將丙烯酸加入反應器中，攪拌均勻，緩慢加入氨水，使丙烯酸的中和度達到50?85% ;依次加入丙烯酰胺單體和/或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及第一類交聯(lián)劑和水組成反應組，充分溶解混合后，加入引發(fā)劑，80°C，反應1?2h，將反應產物剪碎、烘干、粉碎、過篩得到粒徑小于0.075mm粉狀的保水劑；
所述復合包膜保水緩釋尿素的制備方法:稱取直徑為2-5mm的大顆粒尿素1000克投入包膜設備中，使尿素在包膜設備中滾動，用熱風加熱至80?100°C，用壓強多0.4MPa噴槍噴灑殼聚糖一聚乙烯醇包膜液噴灑于尿素表面，包膜液用量為尿素質量的10?20%，再加入占尿素質量5%?10%的粒徑小于0.075mm的保水劑，再用壓強彡0.4MPa噴槍噴灑第三類交聯(lián)劑，熱風干燥得到成品肥料。
[0008]進一步地，所述第一類交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，所述第一類交聯(lián)劑質量與反應單體總質量比為0.10%?0.24% ；
所述的引發(fā)劑為過硫酸銨，引發(fā)劑質量占反應單體總質量的1.6%?2.8%。
[0009]進一步地，所述第二類交聯(lián)劑為甲醛和/或戊二醛和乙二醛，所述第二類交聯(lián)劑用量為殼聚糖質量的0.06?0.15%ο
[0010]進一步地，所述的第三類交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷溶液、三氧化鋁溶液和氯化鈣溶液中的一種。
[0011]進一步地，其中所述反應組為:
丙烯酸和丙烯酰胺、以及第一類交聯(lián)劑和水混合成第一反應組，其中丙烯酸質量占第一反應組總質量的30?80%，丙烯酰胺質量占第一反應組總質量的20?70% ；
或丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及第一類交聯(lián)劑和水混合成第二反應組，其中丙烯酸質量占第二反應組總質量的30?80%，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸質量占第二反應組總質量的20?70% ；
或丙烯酸、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及第一類交聯(lián)劑和水混合成第三反應組，其中丙烯酸質量占第三反應組總質量的30?70%，丙烯酰胺質量占第三反應組總質量的20?60%，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸質量占第三反應組總質量的10?40%。
[0012]進一步地，所述的包膜液的制備方法具體為:
把2%的殼聚糖溶液和10%的聚乙烯醇溶液按殼聚糖溶液與聚乙烯醇溶液的質量比為3:1充分攪拌混合，加入第二類交聯(lián)劑，攪拌混合得到包膜液。
[0013]所述的2%殼聚糖溶液為2份的殼聚糖溶于98份2%的醋酸溶液中，10%聚乙烯醇溶液為10份聚乙烯醇溶于90份去離子水中。
[0014]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下的有益效果:
1.避免使用有機溶劑帶來的二次環(huán)境污染。
[0015]2.肥料生產設備工藝簡單，易工業(yè)化生產。
[0016]3.對保水層表面交聯(lián)處理，保水層質地堅硬、耐磨損，制得復合包膜保水緩釋肥料不結團，易于保存和運輸。
[0017]4.該肥料具有養(yǎng)分緩釋性能，施入土壤后養(yǎng)分緩慢釋放而被植物吸收，因而減少肥料損失，提高肥料利用率。
[0018]5.該肥料具有吸水保水功能并能夠重復吸水釋水，施入土壤后能夠充分吸收雨水或灌溉水，干旱時又可被植物吸收利用，因而減少土壤水分滲漏和蒸發(fā)，提高土壤水分利用率。
[0019]6.該肥料有利于作物在同一時空條件下水肥一體化調控，充分發(fā)揮水、肥的協(xié)同
(交互)作用。
【具體實施方式】
[0020]實施例1:
本實施例復合包膜保水緩釋尿素的制備方法，所用方法包括以下步驟:
(1)稱取丙烯酸單體300g加入反應器中，攪拌均勻，緩慢加入207g氨水，使丙烯酸的中和度達到80% ;再依次加入200g丙烯酰胺單體、0.5g N, N-亞甲基雙丙烯酰胺，充分溶解混合后，加入8g過硫酸銨，80°C，反應1?2h，將反應產物剪碎、烘干、粉碎、過篩得到粒徑小于0.075mm粉狀的保水劑。
[0021](2)把468g 2%的殼聚糖溶液和32g 10%的聚乙烯醇溶液，充分攪拌混合，加入lml40%戊二醛，攪拌混合得到包膜液。
[0022](3)稱取5kg尿素放入包衣設備中，同時用熱風給反應物料加熱，溫度維持在80°C