[發(fā)明專利]一種可用于果樹(shù)的緩釋肥料的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210192280.1
• 申請(qǐng)日: 2012-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102701854A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐亞紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐亞紅
• 主分類號(hào): C05G3/00
• 分類號(hào): C05G3/00;C05G3/02;C05G3/04
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高吸水性樹(shù)脂領(lǐng)域，具體涉及一種可用于果樹(shù)的緩釋肥料的制備方法。

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背景技術(shù)

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是無(wú)法取代的第一產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是以低投入、高產(chǎn)出、高效率和可持續(xù)發(fā)展為特征。而與此密切相關(guān)的化肥工業(yè)和水資源利用更是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。化肥在農(nóng)?業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)估計(jì)，發(fā)展中國(guó)家糧食的增產(chǎn)中，其中55%來(lái)自化肥的作用。但是由于揮發(fā)、流失、滲透等因素，目前在我國(guó)化肥的當(dāng)季利用率中，氮肥約為30-35%，磷肥約為10-25%，鉀肥為35-50%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家水平。低的肥料利用率不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，例如水體的富營(yíng)養(yǎng)化，農(nóng)田氮素逸出對(duì)大氣層特別是臭氧層的影響等，進(jìn)而對(duì)人體的健康構(gòu)成了很大的威脅。因此，提高肥料的利用率，減輕其對(duì)環(huán)境的污染，發(fā)展可持續(xù)高效農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為各國(guó)共同關(guān)注的問(wèn)題。

干早缺水是制約我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展和加速土地荒漠化的重要因素。據(jù)國(guó)家有關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料表明，我國(guó)荒漠化土地面積262.2萬(wàn)km'，占國(guó)土總面積的27.4%，每年因荒漠化造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)540億元。大面積顆粒無(wú)收的情況在很多地區(qū)經(jīng)常發(fā)生。我國(guó)農(nóng)業(yè)用水占水資源消耗的80%左右，然而全球水資源危機(jī)使得灌溉農(nóng)業(yè)也必須走保水節(jié)水的發(fā)展途徑。因此，提高農(nóng)田水分利用率是我國(guó)農(nóng)業(yè)的中心任務(wù)。

近年來(lái)，在土壤中使用吸水性聚合物尤其是高吸水樹(shù)脂來(lái)改善植物的營(yíng)養(yǎng)和水分狀況己經(jīng)引起人們廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)業(yè)上使用吸水性聚合物對(duì)于改良土壤物理性質(zhì)、促進(jìn)種子發(fā)芽和出苗、提高幼苗的成活率、降低植物對(duì)灌溉的需要、提高養(yǎng)分利用率等多方面都很有潛力，并已得到了廣泛應(yīng)用，高吸水樹(shù)脂的實(shí)際推廣還很缺乏。主要原因如下：一是合成高吸水樹(shù)脂價(jià)格偏高；另外一個(gè)主要原因是功能單一，難以滿足植物營(yíng)養(yǎng)的多方面的需求。

高吸水樹(shù)脂是一類含有親水基團(tuán)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的大分子，最早由Fanta?等采用淀粉接枝聚丙烯腈再經(jīng)皂化制得。按原料劃分，有淀粉系(接枝物、羧甲基化等)、纖維素系(羧甲基化、接枝物等)、合成聚合物系(聚丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系等)幾大類。其中聚丙烯酸系高吸水樹(shù)脂較淀粉系及纖維素系相比，具有生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、吸水能力強(qiáng)、產(chǎn)品保質(zhì)期長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前世界高吸水樹(shù)脂生產(chǎn)中，聚丙烯酸系占到80%。

高吸水樹(shù)脂一般為含有親水基團(tuán)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子電解質(zhì)。吸水前，高分子鏈相互靠攏纏在一起，彼此交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到整體上的緊固。與水接觸時(shí)，水分子通過(guò)毛細(xì)作用及擴(kuò)散作用滲透到樹(shù)脂中，鏈上的電離基團(tuán)在水中電離。由于鏈上同離子之間的靜電斥力而使高分子鏈伸展溶脹。由于電中性要求，反離子不能遷移到樹(shù)脂外部，樹(shù)脂內(nèi)外部溶液間的離子濃度差形成反滲透壓。水在反滲透壓的作用下進(jìn)一步進(jìn)入樹(shù)脂中，形成水凝膠。同時(shí)，樹(shù)脂本身的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及氫鍵作用，又限制了凝膠的無(wú)限膨脹。當(dāng)水中含有少量鹽類時(shí)，反滲透壓降低，同時(shí)由于反離子的屏蔽作用，使高分子鏈?zhǔn)湛s，導(dǎo)致樹(shù)脂的吸水能力大大下降。通常，高吸水樹(shù)脂在0.9%?NaCl溶液中的吸水能力只有在去離子水中的1/10左右。吸水和保水是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面，林潤(rùn)雄等對(duì)此進(jìn)行了熱力學(xué)探討。在一定溫度和壓力下，高吸水樹(shù)脂能自發(fā)地吸水，水進(jìn)入樹(shù)脂中，使整個(gè)體系的自由焓降低，直到平衡。若水從樹(shù)脂中逸出，使自由焓升高，則不利于體系的穩(wěn)定。差熱分析表明，高吸水樹(shù)脂吸收的水在150°C以上仍有50%封閉在凝膠網(wǎng)絡(luò)中。因此，常溫下即使施加壓力，水也不會(huì)從高吸水樹(shù)脂中逸出，這是由高吸水樹(shù)脂的熱力學(xué)性質(zhì)決定的。

雖然高吸水樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)利用只有30多年的歷史，但是其發(fā)展十分引人注目。無(wú)論是合成方面的研究還是應(yīng)用推廣研究十分活躍，已有淀粉類，如淀粉接枝丙烯酸鹽等，合成類，如聚丙烯酸鹽，纖維素類等，聚合形式有水溶液聚合，反相懸浮聚合等，產(chǎn)品的形式有粉末狀，珠狀，膜狀和纖維狀等等。?

在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用，由于高吸水樹(shù)脂成本高，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了高吸水樹(shù)脂的應(yīng)用推廣，國(guó)內(nèi)眾多科學(xué)工作者在降低高吸水樹(shù)脂成本方面作了大量的工作，但絕大多數(shù)的工作主要集中在聚合體系中添加如膨潤(rùn)土，高嶺土和凹凸棒等無(wú)機(jī)土礦物等廉價(jià)材料，來(lái)達(dá)到降低成本的目的，雖然添加有些無(wú)機(jī)礦物可以提高保水材料吸水后的水凝膠強(qiáng)度，但性能好的高吸水樹(shù)脂土添加量較低，不能從根本上降低原料成本。另外產(chǎn)品功能只具有與普通吸水樹(shù)脂一樣的吸水、釋水功能，缺乏營(yíng)養(yǎng)功能。