專利名稱：有機高吸水、防滲肥的制造技術
技術領域：
本發(fā)明屬于有機高吸水，防滲肥的制造技術技術背景目前，不少國家在生產高吸水性樹脂(SAR)，廣泛應用在農林牧種植業(yè)的土壤改造，保水等方面，并在工業(yè)，醫(yī)藥衛(wèi)生等領域積極擴大其應用范圍。專利CN8510486A中介紹了水溶液法制造高吸水性樹脂的方法，但工藝較復雜，成本較高。專利CN1102831A則是利用金屬化合物作為引發(fā)劑制造SAR，還有一些專利，幾乎都是以提高SAR的凝膠強度，吸水率，吸水速度，吸鹽水性能等為目的進行了大量的研究工作。眾所周知，植物的生長需要水分，肥養(yǎng)，空氣及太陽的光和熱，其中水分狀態(tài)關系到植物的生死存亡，N、P、S為生命元素，其他肥元素K、Ca，Mg，B，F(xiàn)e，Mn，Zn，Cu，Mo，C，H，O等等都有其重要的生理功能，許多作物生長初期雖然需肥量不大，但對元素的缺乏都很敏感即是需肥臨界期，若此時缺肥作物成為小老苗，即使以后增施肥料，作用也不大。在我國北方稻田區(qū)的水田滲漏量為0.36～1.4米/日，占總耗水量的43～63％，在沙土地的滲漏量高達0.86～8.6米/日。農業(yè)是用水大戶，而水田又是農業(yè)中的用水大戶，我國淡水資源缺乏，要走節(jié)水農業(yè)之路，首先應從水田防滲漏開始。

發(fā)明內容
本發(fā)明是以丙烯酸，淀粉和肥元素化合物為原料，利用同一設備，同一聚合工藝，可以分別制造出有機高吸水肥或有機防滲肥，它們分別應用于農林牧種植業(yè)或水田，養(yǎng)魚池等地的防滲，可將沙土地改造成水田，對生態(tài)修復和傳統(tǒng)農業(yè)的改造起著促進作用。
本發(fā)明充分利用丙烯酸聚合反應熱，將有機高吸水肥或有機防滲肥制成泡沫形固體，易粉碎，降低了成本。根據(jù)聚合的需要和使用上的要求聚合之前先中和丙烯酸，中和度控制在60～90mol％，因為丙烯酸屬于強酸，可以同氫氧化物、氧化物甚至鹽類反應生成羧酸鹽或配位化合物，結構上具有離子鍵，共價鍵，電子配價鍵，也有物理混合的形式，所以在肥效上不但呈現(xiàn)出速效性、長效性，而且肥元素不易流失，還能對板結土壤起到疏松活化的作用。本發(fā)明使用不同的肥元素化合物之間的配比可參照各種培養(yǎng)液的配方比例，如克諾普(KNOP)，荷格蘭特(Hoagland)和MS培養(yǎng)液，肥元素含量也可參照我國復混肥料GB-15063-2001規(guī)定進行配制。常利用的肥元素化合物有NH4OH、NH4HCO3、(NH4)2CO3、(NH4)2SO4、NH4NO3、NaNO3、CO(NH2)2、Ca(NO3)2、Ca(CN)2、Ca(H2PO4)2·H2O、KH2PO4、(NH4)2HPO4、(NH4)2HPO3、KNO3、KCl、KI、K2SO4、KOH、CaO、CaCl2、MgSO4MgCl2、Mg(NO3)2、FeSO4·7H2O、Fe-EDTA、MnSO4·7H2O、MnCO3、MnCl2、Mn-EDTA、ZnSO4·H2O、ZnCl2、CuSO4·5H2O、Cu-EDTA、(NH4)2MoO4、Na2MoO4、Na2B4O7·10H2O、H3PO3、NaOH等等。
具體制法如下先取一定量的丙烯酸裝入反應器，然后按丙烯酸重量的10～100％加入蒸餾水，加堿中和丙烯酸，之后邊加熱邊攪拌，溫度在25～90℃時，取不同的肥元素化合物分批加入總量為丙烯酸∶肥元素化合物總量＝100∶0.3～210wt，最好取100∶210wt維持反應0.5～2小時，再加入按整個反應液的0～0.2wt％交聯(lián)劑N N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)，在70～90℃下攪拌30分鐘，使之充分溶解以后，把整個反應液移至先加熱到50～100℃的不銹鋼圓柱形聚合反應器里，再加入丙烯酸重量的0～32％淀粉，經充分攪勻之后加入丙烯酸重量的0.01～0.2％氧化還原引發(fā)劑過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，然后把聚合反應器放入70～120℃的烘箱里，過一段時間聚合成泡沫形固體，經粉碎得到粉狀產品。上述制造工藝中交聯(lián)劑和淀粉為零時可制得有機防滲肥。若交聯(lián)劑和淀粉不為零時則可制得有機高吸水肥。
具體實施例方式
實施例1先取36克丙烯酸倒入四口燒瓶中，然后加入10ml蒸餾水、30ml氨水邊加熱邊攪拌，溫度達到80℃是分批加入肥元素化合物KNO31.9g，CaCl20.44g，MnSO40.3g，KH2PO40.17g，KI0.83mg，H3BO35.2mg，MnSO422.3mg，ZnSO43.6mg，Na2MoO40.25mg，CuSO4·5H2O 0.025mg，CoCL20.025mg，F(xiàn)eSO4·7H2O27.8mg，充分攪拌反應溶解1.5小時之后加入交聯(lián)劑MBA 0.01g，繼續(xù)攪拌30分鐘，然后將全部反應液移至事先加熱到80℃的圓柱形不銹鋼聚合反應器里，再加入9.5克玉米淀粉，充分攪拌均勻后加入氧化還原引發(fā)劑20wt％(NH4)2S2O8和NaHSO3水溶液各1.5ml，把不銹鋼反應器放入120℃烘箱里過一段時間后聚合成泡沫形固體聚合物，經粉碎得有機高吸收水肥。經過測定離子水吸水率為930倍并含各種肥元素的聚合物。
實施例2制備方法同實施例1只是不加交聯(lián)劑和淀粉，制成有機防滲肥，在內蒙奈曼沙土實施防滲之后達西滲流系數(shù)為K＝5×10-5cm/S較實施前K＝6×10-3cm/s滲漏量減少90％以上。
實施例3方法完全同實施例1，只是將肥元素化合物換成Ca(NO3)2·4H2O 0.8g，KNO30.2g，KH2PO40.2g，MgSO4·7H2O0.2g，MnCl2·H2O 0.4g，ZnSO40.05g，CuSO4·5H2O 0.05g，Na2MoO4·4H2O 0.02g，其結果同實施例1。
實施例4方法同實施例1，肥元素化合物為KH2PO410g，KNO310g，NH4NO320g，CaCl20.5g，MnSO40.5g，加淀粉11g，制得的有機高吸水肥，測得離子水吸水率為1020倍，而且符合GB15063-2001的中濃度復混肥料規(guī)定。
實施例5方法同實施例1，肥元素化合物改為CO(NH2)25g，Ca(CN)21g，(NH4)2HPO43g，CaO 0.1g，MgCl20.1g，F(xiàn)e-EDTA0.5g，Mn-EDTA 0.4g，ZnCl20.01g，Cu-EDTA 0.01g，Na2B4O7·10H2O0.5g，NaOH 0.5g，烘箱溫度為100℃，制得有機高吸水肥離子水吸水率為850倍。
實施例6方法同實施例2，肥元素化合物為(NH4)2SO41g，(NH4)2HPO42g，KOH 0.1g，MgSO40.1g，ZnSO40.1g，F(xiàn)e-EDTA0.2g，(NH4)2MoO40.3g，H3BO30.2g，CaSO40.01g，MnCl20.01g，結果制得有機防滲肥，同實施例2。
權利要求
1.一種有機高吸水，防滲肥的制造方法，其特征在于先取一定量的丙烯酸裝入反應器，然后按丙烯酸重量的10～100％加入蒸餾水，加堿中和丙烯酸，中和度控制在60～90mol％，之后邊加熱邊攪拌，溫度在25～90℃時，取不同的肥元素化合物分批加入總量為丙烯酸∶肥元素化合物總量＝100∶0.3～210wt，維持反應0.5～2小時，再加入按整個反應液的0～0.2wt％交聯(lián)劑N·N-亞甲基雙丙烯酰胺，在70～90℃下攪拌30分鐘，使之充分溶解以后，把整個反應液移至先加熱到50～100℃的不銹鋼圓柱形聚合反應器里，再加入丙烯酸重量的0～32％淀粉，經充分攪勻之后加入丙烯酸重量的0.01～0.2％氧化還原引發(fā)劑過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，然后把聚合反應器放入70～120℃的烘箱里，過一段時間聚合成泡沫形固體，經粉碎得到粉狀產品。上述制造工藝中交聯(lián)劑和淀粉為零時可制得有機防滲肥；若交聯(lián)劑和淀粉不為零時則可制得有機高吸水肥。
2.如權利要求1所述的有機高吸水，防滲肥的制造方法，其特征在于使用不同的肥元素化合物之間的配比可參照各種培養(yǎng)液的配方比例，如克諾普(KNOP)，荷格蘭特(Hoagland)和MS培養(yǎng)液，肥元素含量也可參照我國復混肥料GB-15063-2001規(guī)定進行配制；利用的肥元素化合物有NH4OH、NH4HCO3、(NH4)2CO3、(NH4)2SO4、NH4NO3、NaNO3、CO(NH2)2、Ca(NO3)2、Ca(CN)2、Ca(H2PO4)2·H2O、KH2PO4、(NH4)2HPO4、(NH4)2HPO3、KNO3、KCl、KI、K2SO4、KOH、CaO、CaCl2、MgSO4MgCl2、Mg(NO3)2、FeSO4·7H2O、Fe-EDTA、MnSO4·7H2O、MnCO3、MnCl2、Mn-EDTA、ZnSO4·H2O、ZnCl2、CuSO4·5H2O、Cu-EDTA、(NH4)2MoO4、Na2MoO4、Na2B4O7·10H2O、H3PO3、NaOH。
3.如權利要求1或2所述的有機高吸水，防滲肥的制造方法，其特征在于不同的肥元素化合物分批加入總量為丙烯酸∶肥元素化合物總量＝100∶100～210wt。
全文摘要
本發(fā)明屬于有機高吸水,防滲肥的制造技術。以丙烯酸,淀粉和肥元素化合物為原料,利用同一設備,同一聚合工藝,可以分別制造出有機高吸水肥或有機防滲肥,它們分別應用于農林牧種植業(yè)或水田,養(yǎng)魚池等地的防滲,可將沙土地改造成水田,對生態(tài)修復和傳統(tǒng)農業(yè)的改造起著促進作用。
文檔編號C08F251/00GK1371892SQ0210918
公開日2002年10月2日 申請日期2002年2月8日 優(yōu)先權日2002年2月8日
發(fā)明者崔湘浩, 韓殷哲, 王志, 程愛民, 李文興 申請人:吉林大學