[發明專利]一種水溶性三元聚合物磷肥增效劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201611184112.2
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106749900B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 吳鳴建;李雅琪;游霞;崔步云;沈國鵬;王好斌;侯翠紅;許秀成
• 申請（專利權）人: 鄭州富誼聯科技有限公司
• 主分類號: C08F222/02
• 分類號: C08F222/02;C08F222/06;C08F220/06;C05G3/00
• 代理公司: 河南大象律師事務所 41129
• 代理人: 王克鵬

本發明公開了一種水溶性三元聚合物磷肥增效劑及其制備方法和應用。該聚合物由衣康酸、馬來酸酐、丙烯酸和引發劑在水溶液中聚合制得。其制備方法：先在四口燒瓶加入處理后的衣康酸，馬來酸酐和適量去離子水，通入氮氣7～15min，加熱至單體完全溶解并達到反應溫度，然后將濃度為25％的引發劑和丙烯酸通過恒壓漏斗勻速滴加至反應瓶中，滴加完畢,恒溫反應一定時間，降溫出料，制得IA/MA/AA三元聚合物。該聚合物具有良好的水溶性、生物降解性和螯合力，可提高磷肥利用率并調節土壤pH，具有廣闊的應用前景和經濟價值。

技術領域

本發明涉及到增效磷肥及三元聚合技術領域，特別涉及到一種水溶性三元聚合物磷肥增效劑及其制備方法和應用。

背景技術

磷是植物生長發育所必需的主要營養元素之一,它既是植物體內許多重要有機化合物的組分,同時又以多種方式參與植物體內各種代謝過程。因此，磷肥在農業生產中起著極其重要的作用。

隨著工業的發展，磷肥在農業中的用量不斷增加，由于土壤中特定的理化性狀及磷酸鹽的化學行為，作物對磷肥的利用率很低，當季利用率一般只有8％～25％，沒有被植物利用的磷肥固定在土壤中可隨著土壤的侵蝕而流失，造成水體污染，如水體的富營養化等。

近些年，肥料增效劑受到科研工作者的高度重視。肥料增效劑是通過有效促進植物對營養元素的吸收，來提高化肥利用率。增效因子主要包括4大類：腐殖酸類、激素類、多元素礦質類和高分子聚合物類。其中激素類、多元素礦質類通過調節植物生長代謝，調節植物對肥料的吸收來增加復合肥的肥效；腐殖酸類產品是泥炭等礦質資源的提取物，具有不可再生、資源有限，施用量大等缺點；高分子聚合物，如聚丙烯酸等，以其添加量少、促進植物生物效果明顯等優勢而越來越被重視。現有的高分子聚合物增效劑種類較少，生物降解性不佳，且伴隨磷肥施入土壤中造成土壤污染，不利于長期發展。

衣康酸為無毒生物制品，是近年來開發的新型化工原料。衣康酸分子中不但含有碳-碳雙鍵官能團，還含有兩個非對稱結構的羧基，后者賦予衣康酸共聚物優良的負電分散性能。馬來酸酐是一種常用的重要基本有機化工原料。是世界上僅次于醋酐和苯酐的第三大酸酐原料。馬來酸酐和其他羧酸類單體相比價格較低。馬來酸酐水解成馬來酸，馬來酸特有的分子結構增加聚合物分子鏈羧基密度。兩種酸分子結構中取代烯烴存在位阻效應導致反應活性較低，與聚合活性較高的丙烯酸結合，在保證較高轉化率的前提下增加聚合物中羧基密度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水溶性聚合物磷肥增效劑及其制備方法和應用，該三元共聚物具有良好的水溶性、生物降解性和螯合性，可提高磷肥利用率并調節土壤pH，該合成方法原理可靠，操作簡便，轉化率較高，成本較低，具有廣闊的市場前景。

為了達到以上目的，本發明采用以下技術方案：

本發明所涉及的磷肥增效劑IA/MA/AA主要從聚合物分子伸展能力、分子間相互作用等原理出發，以衣康酸、馬來酸酐、丙烯酸為單體，采用自由基共聚合制備而得。

衣康酸(IA)為生物發酵制品，無毒，來源廣泛，其分子為：

分子內含有兩個羧基、一個碳碳雙鍵，具有活潑的化學性質，可進行自身間的聚合，也能與其他單體聚合，溶于水，乙醇等其它溶劑。

馬來酸酐(MA)是世界上僅次于醋酐和苯酐的第三大酸酐原料，其分子式為：

相比其他羧酸類單體價格較低。易于和水產生氫鍵，具有耐溫性，水解的部分可以與鈣、鎂離子螯和，這樣可以充分利用酸酐，同時可以增加聚合物分子鏈羧基密度，提高聚合物的性能。

丙烯酸(AA)，聚合活性較高，是一種能與IA、MA發生共聚的單體，在為共聚物盡可能多引入羧基的同時保證了較高的轉化率。-COOH-是一種強水化能力的基團，并且負電荷的排斥作用有助于聚合物分子的延展提高聚合物的增粘能力。