[發明專利]一種天然高分子基的緩釋肥的制備方法

在審

• 申請號: 201711144922.X
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107903111A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 馬磊峰
• 申請（專利權）人: 馬磊峰
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/04
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙)14110
• 代理人: 鄭晉周

技術領域

本發明屬于緩釋肥技術領域，具體涉及一種天然高分子基的緩釋肥的制備方法。

背景技術

海藻酸鈉又名褐藻酸鈉、海帶膠、褐藻膠、藻酸鹽。海藻酸及其鹽是由D-甘露糖醛酸(簡稱為M)和L-古洛糖醛酸(簡稱為G)聚合而成的長鏈高分子化合物，分子量為10⁶左右，海藻酸鈉的結構如下：

。

海藻酸鈉的分子主鏈上具有強親水性基團—COONa、—COOH及—OH，是一種聚陰離子電解質，能夠與與酸性陽離子交換、絡合、螯合。而高吸水性樹脂主要是通過聚合物鏈上強親水性基團與水分子之間形成氫鏈締合結構而吸水這一機理已被普遍認同，因此海藻酸鈉還具有較強的吸水性能。此外，海藻酸富含易被農作物吸收的營養元素和調節植物生長的活性物質，同時由于其具有良好的生物降解性和環境相容性，以海藻酸鈉為原料制備海藻酸基化肥既能發揮海藻酸刺激植物生長發育、改善土壤結構，又能提高土壤的保水保肥能力；還能抑制土壤中的病原菌生長和繁殖，對促進作物生長、改進果實質量等效果極佳；同時還可大幅度降低生產成本，因此它屬綠色環保型材料。

但是，現有的利用海藻酸鈉制備的肥料，僅僅是簡單的將尿素或其他物質包裹在其中，沒有緩釋性能，施肥不當，可能造成燒苗現象。

發明內容

本發明針對現有海藻酸鈉制備的肥料沒有緩釋性能，施肥不當，可能造成燒苗現象，提供一種天然高分子基的緩釋肥的制備方法。

本發明采用如下技術方案：

一種天然高分子基的緩釋肥的制備方法，包括如下步驟：

第一步，制備高分子緩釋液肥，稱取聚乙烯醇，加入燒瓶，再加入蒸餾水，90℃條件下攪拌至聚乙烯醇溶解；再加入磷酸脲和對甲苯磺酸，100-120℃條件下，反應100-150min；再加入氫氧化鉀，在90-100℃條件下，反應80-100min，反應結束后，得到高分子緩釋液肥；

第二步，配制3%的硼酸氯化鈣溶液；

第三步，將高分子緩釋液肥和海藻酸鈉混合均勻，得到混合溶液；

第四步，將第三步得到的混合溶液逐滴加入到第二步的3%的硼酸氯化鈣溶液，浸泡30-60min，得到天然高分子基的緩釋肥。

第一步中，聚乙烯醇、磷酸脲和氫氧化鉀的質量比為1:21.35:1.25；

第一步中，對甲苯磺酸占磷酸脲質量比為1.5%。

第三步中，海藻酸鈉和高分子緩釋液肥的質量比為1:40~45。

第四步中，混合溶液和3%的硼酸氯化鈣溶液的體積比為1:20。

本發明反應原理如下：

1. 磷酸脲和聚乙烯醇在引發劑對甲苯磺酸的作用下，發生酯化反應，生產的產物和氫氧化鉀發生反應，得到最終產物，為聚乙烯醇磷酸脲酯和磷酸脲的混合物，羥基間相互作用易形成交聯的網絡結構，磷酸脲被包裹在聚乙烯醇磷酸脲酯的網絡體系中，形成均勻的含有機和無機養分的水溶膠。

2. 用高分子緩釋液肥與海藻酸鈉共混，滴入硼酸和氯化鈣溶液；海藻酸鈉分子中的鈉離子被氯化鈣中的鈣離子取代，生成不溶于水的海藻酸鈣，而高分子緩釋液肥中未參加反應的聚乙烯醇與硼酸反應，使表面發生交聯，最終形成含有氮磷鉀的凝膠顆粒。

為說明本發明產物的結構，對本發明做紅外光譜測試，從紅外光譜圖中看出，聚乙烯醇分子中在3500~ 3200cm^-1附近處有吸收峰，說明為締合羥基鈍峰，乙烯基(-CH₂-CH₂-)的強吸收峰出現在3100~2850cm^-1之間；而在1107cm^-1處出現了烷基磷酸酯P-O-C結構的吸收峰；在2988.29 cm^-1處有一吸收峰為海藻酸鈉大分子六元環上C-H的伸縮振動吸收，而海藻酸鈉纖維在此處的吸收較弱，其原因在于海藻酸鈉大分子與Ca²⁺形成“egg-box”結構，限制了六元環上C-H的伸縮振動，使得偶極矩變化較小，故吸收峰較弱。同理，3424.3 cm^-1處大分子六元環上O-H的伸縮振動同樣受到限制，O-H伸縮振動峰的位置向低波數移動，同時觀察到海藻酸鈣纖維中O-H伸縮振動峰變寬，說明只是部分的羥基參與配位，其他羥基相互締合，在較高波數形成吸收，并與低波數峰重疊而使得峰形變寬。由此可見，高分子緩釋化肥中包含了聚乙烯醇磷酸脲、海藻酸鈉，表明加入海藻酸鈉后聚乙烯醇磷酸脲的結構沒有發生變化，此外，海藻酸鈉與氯化鈣反應后部分轉化為海藻酸鈣包覆在表層，內部仍含有海藻酸鈉。

本發明的有益效果如下：