[發明專利]一種可生物降解農用吸水粘結樹脂的制備方法

無效

• 申請號: 201110421997.4
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN103159895A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 趙仕林;趙婷;廖洋;蘭婷;趙俊
• 申請（專利權）人: 四川師范大學
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08B31/00;C08J3/24;C05G3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于可生物降解高分子材料領域，特別涉及一種可生物降解農用吸水粘結樹脂及其制備方法。

背景技術

近年來，水資源的嚴重缺乏和水土流失引起的大量肥料NPK的流失，成為農林產業亟待解決的重大問題，世界各國對農業的可持續發展問題都十分的關注，都在加大生物有機肥料的開發和應用力度，提高肥料養分NPK的利用率，所以如何在農地土壤中提高有限水資源的利用率和肥料養分緩釋率一直受到國內外學者的高度重視。為了提高肥料的NPK利用率、防治農業面源污染、促進農業和生態的可持續發展，世界各國紛紛開始研發包膜緩釋肥料，這類緩釋肥料主要由NPK養分、肥料粘結劑和包膜材料組成。高吸水樹脂作為一種功能性高分子材料，由于其具有很高的吸水性和保水性，吸水后的水凝膠可緩/控釋放養分和水分供作物利用，吸水樹脂能增強土壤保水性，改善土壤結構，減少土壤水分和養分NPK的流失，被作為一種包膜材料廣泛應用于緩釋肥料的制備。緩釋肥料的生產過程中，粘結劑是肥料成粒的關鍵因素，粘結劑的種類和含量都影響著緩釋肥成粒的強度和大小，以及緩釋效果。

包膜緩釋肥的研究關鍵在于其包膜材料和粘結材料的可降解性和廉價性，使其能夠走向大田。目前以天然可再生產物改性作為原料制備高吸水樹脂和粘結劑的種類很多，方法也是多種多樣，但是他們的功能單一，僅有包膜或者粘結之功能。本發明將吸水樹脂和粘結劑的功能結合于一種材料之中，增加了材料的實用性。本發明以廉價的、可再生的天然高分子材料，如淀粉、米糠等為原料通過氧化、接枝、交聯等方法，采用水溶液聚合法制備一種可降解農用粘結吸水材料，該種材料一方面作為粘結劑，在肥料制備成顆粒的過程起到關鍵的作用，同時將其烘干之后具有一定的吸水性，起到了固水保水的功能。將該種材料應用于緩釋肥的制備，首先，在生產工藝上比之于傳統工藝，使造粒和包膜一步工藝完成，即可制得保水緩釋肥料；其次，新制備工藝的使用使粘結和包膜材料的使用量比傳統的制備工藝大大的減少，從而大大的降低了緩釋肥生產成本，并且有保水和緩/控釋肥料養分兩大功能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型的可降解農用吸水粘結樹脂。該樹脂具有良好的生物降解性能，具有吸水性、粘結性、且生產成本低廉的特點。

本發明的另一個目的是提供一種上述可降解農用吸水粘結樹脂的制備方法。該方法綠色無污染，生產工藝簡單易行。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種可生物降解農用吸水粘結樹脂，由下述質量配比的主要原料制備得：

淀粉：75~160份

丙烯酸：80～150份

1%鹽酸溶液：250～500份，1%硫酸溶液：125～250份

氫氧化鈉：20～70份

引發劑：過硫酸鹽：1.5～12份、亞硫酸氫鹽：0.75～6份、硝酸鈰銨：3~15份三種引發劑中的一種或兩種以上

尿素：2～6份

交聯劑：N,N-亞甲基雙丙烯酰胺：0.4～4.0份、硼砂：0.4～4.0份中至少一種

可生物降解農用吸水粘結樹脂的制備方法，主要步驟：

（1）????活化：將淀粉與活化溶液混合，于60～90℃活化0.5～2小時，然后冷卻至30℃或30℃以下；

（2）????中和丙烯酸：將氫氧化鈉溶于水中，加入丙烯酸在冰水浴中進行中和反應；

（3）????聚合反應：在攪拌狀態下，在上述（1）步活化并降溫后的溶液中加入2～6%的尿素反應10～30min，然后加入引發劑、上述（2）步中的丙烯酸中和反應液、交聯劑于50～70℃反應2～5小時；

（4）????將（3）步的產品冷卻之后即為本發明所述的可生物降解農用粘結樹脂，將（3）步的產品烘干，粉碎后即為本發明所述的可生物降解農用吸水樹脂。

本發明可生物降解農用吸水粘結樹脂采用廣泛廉價的淀粉為原料，經過處理接枝共聚適量的丙烯酸，制備成具有吸水和粘結兩大功能的樹脂，其吸水倍率能夠達到70~247倍，粘度能夠達到0.165~4.200?Pa·s。與現有的技術相比，本發明有益效果是：1）在制備緩/控釋肥料上由于該材料具有保水和緩釋的功能，使緩釋肥料具有保水功能，降低了使用成本。2）在緩釋肥料的制備工藝上，將造粒和包膜兩步工藝合成一步，減少了生產設備和能耗，同時減少了粘結材料的使用，從而大大降低了緩釋肥的生產成本。3）提供了一種新的緩釋肥功能材料，及其合成方法，并促進緩釋肥制備技術的發展。

具體實施方式