[發明專利]一種纖維素-凹凸棒石改性聚丙烯酸包膜控釋肥料及制法

在審

• 申請號: 202110506178.3
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113185363A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 趙靜靜;馬吉健;逯天相
• 申請（專利權）人: 深圳市華創匯能技術有限公司
• 主分類號: C05G3/40
• 分類號: C05G3/40;C05G3/80;C05G5/30
• 代理公司: 深圳市蘭鋒盛世知識產權代理有限公司 44504
• 代理人: 馬世中

本發明涉及土壤改良技術領域，且公開了一種纖維素?凹凸棒石改性聚丙烯酸包膜控釋肥料，凹凸棒石丙二酸反應，得到羧基化凹凸棒石，羧基化凹凸棒石與乙二胺在催化劑作用下反應，得到氨基化凹凸棒石，氨基和Ce⁴⁺組成氧化?還原體系，引發丙烯酸聚合，產物在促進劑作用下與羧甲基纖維素反應，通過包覆尿素和磷酸鋅銨內核，最終得到了纖維素?凹凸棒石改性聚丙烯酸包膜控釋肥料，通過化學鍵合，改善了凹凸棒石與聚丙烯酸的界面結合力，凹凸棒石具有陽離子交換能力，可以提高包膜的保水性，并能調節土壤的pH，同時，纖維素具有強極性，進一步提高了包膜控釋肥料的保水性，纖維素和凹凸棒土可降解，可以避免二次污染。

技術領域

本發明涉及土壤改良技術領域，具體為一種纖維素-凹凸棒石改性聚丙烯酸包膜控釋肥料及制法。

背景技術

化肥對農業的發展具有十分重大的推動作用，近年來，我國化肥行業發展迅速，化肥使用量逐年遞升，然而傳統的噴灑式施肥對肥料的利用率較低，極易造成嚴重的肥料浪費和經濟損失，而且，過量的使用化肥會破壞土壤的理化性質，導致土壤的有機質含量降低，進一步導致土壤板結、耕地變淺、土壤保水保肥率降低，最終對土壤的生態環境造成不可挽回的破壞，因此需要研發出一種高效、經濟、環保的施肥方式，緩控釋肥料是一種能夠減緩養分在土壤中的釋放速率，使養分按照人們需求的模式進行緩慢或者控制釋放，而控釋肥料是緩釋肥料的更高級模式，除了具有緩釋長效的性能之外，還具有養分釋放的可持續、可調節等優異性能，而包膜材料作為控制肥料中最為重要的一環，逐漸引起了農業科學家們的注意。

凹凸棒石是一種晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物，具有較為獨特的鏈層狀結構，具有優異的粘性、可塑性、耐高溫、耐化學和吸附性能，使得其在化工、建材、造紙、醫藥等行業具有廣泛的應用，同時，凹凸棒石無污染，可以吸收有毒揮發成分，同時酸處理后的凹凸棒石具有固氨作用，能有防止肥料中有機氨的損失，而且凹凸棒石具有陽離子交換能力，可以在土壤中起到保水和調節土壤酸堿性的作用，因此在土壤改良領域也具有一定的研究，然而其不易回收，難以單獨作為土壤改良材料，因此需要將其與有機材料進行復合，形成復合型土壤改良材料，易回收的同時，也可以將其自身優異的性能融入有機高分子材料中，從而進一步增強凹凸棒石的應用范圍。

高吸水樹脂是一種具有特殊吸水和保水性能的高分子材料，其吸水量可達自身的幾百甚至幾千倍，而且，即使在加壓的條件下也極難發生脫水，因此在生產生活的眾多領域內都具有一定的應用，而纖維素和聚丙烯酸是合成高分子吸水樹脂的原料之一，纖維素是一種天然多糖，具有原料易得、價格低廉以及耐鹽性好等優異性能，因此在合成高吸水樹脂領域中的應用多于淀粉等有機多糖，而聚丙烯酸是一種水溶性的高分子材料，其分子鏈中具有較多的羥基等親水性基團，能夠對水進行有效吸附，以纖維素和聚丙烯酸為原料合成的高吸水樹脂具有更加優異的吸水和保水性能，因此在土壤改良的緩釋肥領域具有一定的研究，然而傳統的纖維素-聚丙烯酸高吸水樹脂不具有調節土壤酸堿性的性能，因此需要對纖維素-聚丙烯酸高吸水樹脂進行改性，可以將蒙脫土、凹凸棒石等材料復合在其基體中，通過蒙脫土、凹凸棒石等材料的特殊性能，賦予纖維素-聚丙烯酸高吸水樹脂一定的調節土壤酸堿性的性能。

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種纖維素-凹凸棒石改性聚丙烯酸包膜控釋肥料及制法，解決了傳統的聚丙烯酸吸水樹脂保水率和不具有調節土壤酸堿性的性能問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種纖維素-凹凸棒石改性聚丙烯酸包膜控釋肥料，所述纖維素-凹凸棒石改性聚丙烯酸包膜控釋肥料的制法包括以下步驟：

(1)向三口瓶中加入稀鹽酸溶液、凹凸棒石，在60-80℃下攪拌加熱4-8h，產物抽濾、洗滌并干燥，將得到的酸處理的凹凸棒石和丙二酸溶解于乙腈溶劑中，超聲攪拌混合均勻后進行酯化反應，產物抽濾、用無水乙醇和去離子水反復洗滌，置于真空干燥箱中干燥，得到羧基化凹凸棒石；