[發明專利]一種淀粉?聚丙烯酸丁酯為載體的生物質炭基緩釋肥料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710093538.5
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106892775A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 商文芳
• 申請（專利權）人: 安徽帝元現代農業投資發展有限公司
• 主分類號: C05G3/04
• 分類號: C05G3/04;C05G3/00;C08F222/02;C08F220/56;C08F222/38;C08F2/44
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 陳其霞

技術領域

本發明涉及肥料領域，具體涉及一種淀粉-聚丙烯酸丁酯為載體的生物質炭基緩釋肥料，及其制備工藝。

背景技術

我國是農業生產大國，由此而產生大量的農作物秸稈，直接焚燒會引起嚴重的環境問題，如水土流失、荒漠化等。而將農作物秸稈在一定條件下，經熱解得到生物質炭固體產物，利用農作物秸稈廢棄物制備成的生物質炭在農業領域中可以實現廣泛的應用。

張偉在其碩士學位論文《水稻秸稈炭基緩釋肥的制備及性能研究》一文中，以水稻秸稈為原材料，通過連續熱解裝置制備生物質炭，通過圓盤造粒制備生物質炭基肥料。水稻秸稈經40℃烘干至恒重，粉碎，投入熱解裝置中，加熱至400-600℃熱解，冷卻至室溫，制得水稻秸稈生物質炭。將生物質炭和尿素分別經粉碎機粉碎后過40目篩，與高嶺土混合后置于圓盤造粒機中，啟動圓盤造粒機，將轉盤轉速調至30r/min，轉盤傾角為45o，待肥料充分混勻后，用噴霧器將蒸餾水（15-20%）噴入混合，待成型后停止造粒，將制備的生物質炭基尿素肥料從圓盤造粒機中取出，置于電熱鼓風干燥箱中，在40℃下供干至恒重，制得粒狀炭基緩釋肥料。但是存在吸水保水能力不足。

本發明以硝酸鈰銨為引發劑，以N,N^，-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑，衣康酸與丙烯酰胺接枝共聚制備了一種復合高吸水樹脂，具有良好的保水能力，凹凸棒土的加入改善了高吸水樹脂的抗鹽性。膨潤土能改善土壤的結構，提高土壤的保水抗旱、保肥增肥能力；同時，膨潤土的加入也提高了高吸水樹脂的吸水率、保水性能及熱穩定性；將其與腐殖酸、沸石、芽孢桿菌復合制備得到一種土壤改良劑，可用于調節土壤酸堿度、緩沖土壤值，進而提高作物產量。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種淀粉-聚丙烯酸丁酯為載體的生物質炭基緩釋肥料及其制備工藝，依照該工藝制備的肥料具有良好的緩釋性能、高吸水性高保水性，并且對環境友好、無污染、不影響土壤的酸堿性。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

水稻秸稈33-45，尿素13-24，高嶺土7-12，衣康酸6-10，丙烯酰胺4-8，硝酸鈰銨2-3，凹凸棒土3-6，N,N^，-亞甲基雙丙烯酰胺2-4，膨潤土6-11，腐殖酸7-9，沸石5-10，芽孢桿菌5-8，玉米淀粉4-7，丙烯酸丁酯3-6，偶氮二異丁腈1-2，NaOH溶液、蒸餾水適量。

一種淀粉-聚丙烯酸丁酯為載體的生物質炭基緩釋肥料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：

a. 將水稻秸稈經40-60℃烘干至恒重，用切割機進行切割處理長度為5-10cm，投入連續熱解裝置中，升溫至400-600℃加熱炭化3-5h，過40-100目篩，冷卻至室溫，制得水稻秸稈生物質炭；

b. 向衣康酸中1:2-5:20-30加入NaOH溶液、蒸餾水，攪拌均勻，加入丙烯酰胺、硝酸鈰銨，攪拌10-30min后，加入凹凸棒土，在30-40℃下超聲1-2h，通入氮氣，加入N,N^，-亞甲基雙丙烯酰胺，持續攪拌，水浴加熱至60-70℃反應3-5h，將所得樣品于70-80℃干燥，研磨粉碎，待用；

c. 將膨潤土與腐殖酸混合，1:5-10加入蒸餾水，攪拌均勻，調pH為8-9，加入沸石、芽孢桿菌，在25-45℃下超聲振蕩3-5h，冷凍干燥，研磨粉碎，過100-200目篩，待用；

d. 將玉米淀粉1:10-15加入蒸餾水中，加熱糊化后冷卻至室溫，加入引發劑偶氮二異丁腈、丙烯酸丁酯，在紫外燈光照下聚合反應2-3h，醇洗3-5次，過濾、干燥至恒重；

e. 將尿素經粉碎機粉碎后過40-100目篩，與a中所得生物質炭、高嶺土及b、c、d中所得物料混合后置于圓盤造粒機中，將轉盤轉速調至30-40r/min，轉盤傾角為40-50o，待肥料充分混勻后，用噴霧器將10-20%的蒸餾水噴入混合，待成型后停止造粒，取出置于電熱鼓風干燥箱中，于40-50℃烘干至恒重，得到一種生物質炭基緩釋肥料。

本發明的反應機理如下：

（1）本發明以硝酸鈰銨為引發劑，以N,N^，-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑，衣康酸與丙烯酰胺接枝共聚制備了一種復合高吸水樹脂，具有良好的保水能力，凹凸棒土的加入改善了高吸水樹脂的抗鹽性。