[發明專利]一種烯丙基硫脲改性魔芋葡甘聚糖共聚物材料及緩釋氮肥

有效

• 申請號: 201210330436.8
• 申請日: 2012-09-08
• 公開（公告）號: CN102863587A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 黃應平;蔣悅;劉立明;張戰利
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C05G3/08;C05G5/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明涉及一種烯丙基硫脲改性魔芋葡甘聚糖（KGM）共聚物緩釋材料的制備方法；本發明還涉及利用這種緩釋材料制備得到的緩釋肥。

背景技術

近年來，土壤肥分流失所帶來的資源巨大浪費，生態環境惡化及農作物質量和產量經濟的影響已受到各界的熱切關注。尿素施入土壤后，在脲酶作用下4-5天就可全部轉化為NH₃和CO₂，NH₃中的N一部分被土壤吸附，供植物生長前期利用，另有相當一部分NH₃被土壤微生物作用成亞硝酸鹽、硝酸鹽及氮氧化物，造成了環境污染。采用包膜技術制備緩釋尿素(Slow?Release?Urea，簡稱SRU)是提高尿素及各種化肥的肥效利用率最有效的增效手段之一。尋求可行性包膜材料制備的緩釋肥主要考慮其兼有一般化肥的“速效”、有機肥的“保肥”以及減少肥分流失，包膜材料無二次污染，制備工藝簡單，價格便宜，提高產品質量及增產的效果。

干旱缺水嚴重制約我國農業持續發展，提高水分的利用率，僅推廣投資大的噴灌、微灌等工程技術是遠遠不夠的，還需要注重推廣投資較少的保水技術產品—保水劑，魔芋葡甘聚糖（簡稱KGM）為一種新型功能高分子材料，它具有吸收比自身重幾百到幾千倍水的高吸水功能，并且保水性能優良。如果在土壤中加入少量的保水劑，就能提高作物的抗旱能力，使土壤的透氣性能增強。

KGM應用在緩釋肥上已有研究，CN?1431275A“多功能高分子固沙植被復合材料及其制備方法”，CN?102140049A“一種保水，緩釋組合杯肥”均公開了將魔芋粉與肥分物理混合得到具有吸水、保水的緩釋化肥。但研究開發新型魔芋材料，提高其吸水、吸鹽保肥性能，且在一定程度上抑制土壤硝化作用的緩釋材料應用到緩釋肥上報道甚少。

發明內容

本發明的目的在于提供一種烯丙基硫脲改性魔芋葡甘聚糖（KGM）共聚物包膜材料，該包膜材料使用KGM為基礎性組劑，烯丙基硫脲為接枝單體，合成KGM-烯丙基硫脲共聚物，該材料具有超吸水保水性能，同時抑制土壤硝化作用，減少肥分的流失；本發明的另一個目的是提供采用這種包膜材料得到的緩釋肥。

本發明的目的是這樣實現的：

一種烯丙基硫脲改性KGM共聚物，包括以下制備步驟：

以KGM為基礎性組劑，在N₂保護下，于80％乙醇中充分溶脹，緩慢加入引發劑Fe²⁺/H₂O₂，通N₂15min后，加入單體烯丙基硫脲，反應1.5h后，緩慢升溫至80℃，在攪拌下加入10％NaOH溶液，調pH至6～7，分別用丙酮、90％乙醇洗滌，過濾，干燥，得到烯丙基硫脲改性KGM共聚物。

所得到的共聚物接枝率為10～50％，進一步優選接枝率為35～40％。

所得到的共聚物接枝率為39％。

一種利用烯丙基硫脲改性KGM共聚物制成的緩釋氮肥，KGM共聚物作為緩釋材料，緩釋氮肥的組分以質量份計為：尿素100，共聚物緩釋材料0.1～10，包膜劑0.1～8。

進步步，緩釋氮肥的組分以質量份計為：尿素100，共聚物緩釋材料1.0～2.5，包膜劑0.5～2.0。

所述的包膜劑為甘蔗皮、橘皮、柚子皮、花生殼或糠料粉中的一種或多種，將其干燥、粉碎至過200目。

制備緩釋氮肥的方法，包括以下步驟：

（1）將尿素倒入帶有機械攪拌器的容器內，攪拌器并升溫至80～90℃使尿素成熔融狀態，緩慢加入共聚物緩釋材料，持續攪拌10～15min后，共混造粒；

（2）在保持包衣機內溫度為60～65℃下，噴入包膜材料，使包膜劑均勻地包裹在肥料表面，控制時間在10～20min；再噴入共聚物緩釋材料；

（3）冷卻固化，制得緩釋氮肥。

得到的緩釋氮肥其形狀是片狀、顆粒狀或圓柱狀。

本發明提供的烯丙基硫脲改性KGM共聚物緩釋材料及緩釋肥，具有以下有益效果：

1.本發明的改性KGM緩釋尿素具有超吸水、保肥性能，克服了作物在干旱條件下僅能求助大型灌溉的困難，同時提高作物的抗旱能力，使土壤的透氣性能增強，同時可作為包膜劑及粘接劑。

2．本發明的改性KGM緩釋尿素具有無毒、無二次污染和有效抑制土壤硝化作用，促進養分最大利用率的特點。

3．本發明的改性KGM包膜尿素緩釋肥的制備方法性能優越、生產設備投資小、生產成本低、原料可再生性強。