一种可降解水肥一体化保水剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可降解水肥一体化保水剂的制备方法，属于保水剂制备领域。该方法以猪排骨为原料，经酸化预处理后再生物改性活化，得到高吸附率的生物质磷肥，再将其与丙烯酸和聚乙烯醇复配，聚合反应后得到可降解水肥一体化保水剂。本发明专利技术以富含磷元素的猪排骨为原料，经季铵盐和磷细菌复合改性，使排骨颗粒细化，无定形态增多，转变为有效态磷，同时增加骨结构的层间距，使其对土壤中的其他肥料吸附性增强，和丙烯酸聚合后，具有极大的吸水保水性能，既解决了传统聚合物系保水剂不易被生物降解且容易导致土壤板结的问题，又弥补了保水剂功能性单一，单独使用影响水肥效益发挥的不足，是一种功能化新型保水剂，具有广阔的应用前景。

Method for preparing degradable water and fertilizer integrated water retaining agent

The invention relates to a preparation method of degradable water and fertilizer integrated water retaining agent. This method takes the pork ribs as raw material, after acid pretreatment prior to biological activation modification, high adsorption rate of biomass phosphate, and the mixture of acrylic acid and polyvinyl alcohol, polymerization reaction to obtain biodegradable super absorbent fertilizer integration. The present invention with rich phosphorus pig ribs as raw material, the quaternary ammonium and phosphorus bacteria composite modified, refine particles ribs, amorphous increased, transformed into available phosphorus, while increasing bone structure layer spacing, the enhancement of adsorption of other fertilizers in the soil, and the polymerization of acrylic acid. Has the maximum water absorption and water retention, which can solve the traditional polymer absorbent not easily biodegradable and easily lead to soil compaction problems, but also to make up for the lack of a single functional water retaining agent used alone, effects of water and fertilizer benefit, is a function of the new water retaining agent, has a broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可降解水肥一体化保水剂的制备方法，属于保水剂制备领域。
技术介绍
磷是农业生产重要的物质保证。磷作为植物生长必需的营养元素之一，不仅是植物体内许多重要化合物的组分，而且还以多种途径参与植物体内的各种代谢过程，在人类赖以生存的土壤、植物、动物生态系统中起着不可替代的作用。植物生长所需的磷主要来自土壤和磷肥供应。保水剂在农林业的应用己有多年。由于特殊的化学成分、物理结构和吸水性能，使它在农田抗早保水、作物保苗增产及花木生产等方面得到广泛的应用。实践证明它具有保水抗早和改良土壤的双重功能,应用方式灵活，适宜应用的作物和地域广泛，能够促进出苗、提高出苗率、促进幼苗生长、改良土壤、提高土壤的持水能力、提高降雨和灌溉水的入渗率，具有保肥和保持土壤的作用，能有效减轻植物所受的干早胁迫，促进稳产高产同时又有使用简便、见效快、有效期长、无毒无害等特点。保水剂具有诸多优势的同时也存在其自身的缺陷如合成聚合物系保水剂反应易于实现且吸水率较高，但不易被生物降解，化学药剂容易导致土壤板结，且成本较高。单独使用会增加农田作业成本，而且保水剂用量少，与肥料难以充分接触，其所吸纳水分与肥料有效作用受到限制，影响水肥效益发挥。同时，保水剂是一种高分子聚合物，具有特殊的三维网络结构和带电基团，对肥料元素具有缓控释功能。将肥料与保水剂在材料与功能上复合一体化，不但可以强化材料的保水功能，还可以充分发挥水肥效率，提高水肥利用率。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对目前常见聚合物系保水剂不易被生物降解且容易导致土壤板结，功能性单一，单独使用会增加农田作业成本，而且保水剂用量少，与肥料难以充分接触，其所吸纳水分与肥料有效作用受到限制，影响水肥效益发挥的缺陷，提供了一种可降解水肥一体化保水剂的制备方法。该方法以猪排骨为原料，经酸化预处理后再生物改性活化，得到高吸附率的生物质磷肥，再将其与丙烯酸和聚乙烯醇复配，聚合反应后得到可降解水肥一体化保水剂。本专利技术以富含磷元素的猪排骨为原料，经季铵盐和磷细菌复合改性，使猪排骨颗粒细化，无定形态增多，转变为有效态磷，同时增加骨结构的层间距，使其对土壤中的其他肥料吸附性增强，和丙烯酸以及聚乙烯醇聚合后，具有极大的吸水保水性能，既解决了传统聚合物系保水剂不易被生物降解且容易导致土壤板结的问题，又弥补了保水剂功能性单一，单独使用影响水肥效益发挥的不足，是一种功能化新型保水剂，具有广阔的应用前景。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）称取4～5kg猪排骨装入高压蒸煮罐中，在0.16～0.18MPa压力和125～135℃温度下浸煮脱脂1～3h，沥干水分后放入粉碎机粉碎15～20min，再移入刚玉研钵研磨后过200目标准筛，得到猪排骨粉末；（2）按固液比为1:5将上述猪排骨粉末浸入浓度为1mol/L磷酸溶液中，摇床振荡酸化15～20min，移入布氏漏斗用去离子水抽滤洗涤3～5遍，干燥后得到酸化猪排骨粉；（3）将上述得到的酸化猪排骨粉转入发酵罐，加入其体积2～4倍的去离子水，搅拌均匀后再加入排骨粉总质量3～5%的十二烷基三甲基氯化铵，继续搅拌10～20min后得混合物，再按接种量为10%向混合物中接种巨大芽孢杆菌，常温改性活化5～7天；（4）将上述改性活化后的混合物放入高温灭菌器在120～125℃下灭菌10～20min，转入卧式离心机，以4000～5000r/min转速离心15～20min后分离得到下层沉淀，干燥后得活化排骨粉，备用；（5）称取8～10gN，N-亚甲基双丙烯酰胺和3～5g聚乙烯醇加入50～80mL单体浓度为40%的丙烯酸中，再加入300～400mL去离子水后移入4～6℃冰水浴中，边搅拌边滴加浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液，调节混合液pH至7～8；（6）将10～15g备用的活化排骨粉和2～5g过硫酸钾加入到上述混合液中，放入超声分散仪以200～300W功率分散20～30min后移入水浴锅，加热升温至75～80℃，用磁力搅拌机以200～300r/min转速进行搅拌，保温聚合反应3～5h后过滤得到凝胶状产物，放入烘箱在85～95℃下干燥过夜，最后粉碎并过200目标准筛，包装后即得可降解水肥一体化保水剂。本专利技术的具体应用方法：将本专利技术制得的可降解水肥一体化保水剂均匀撒在干旱待保水的土地表面，其中每平方米播撒15～25g，并用铁齿耙梳理搅匀整平，然后每平方米引水80～100L，灌溉后5～10天即可进行播种。不仅安全、卫生，可自行降解，土壤也不易板结，而且改善了土壤结构，经检测，灌溉土地一周后，土壤保水率达到80%以上，施用保水剂2～3天后，磷素释放量达到总量的50～60%，使得作物水肥利用率提高了90％以上。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术制得的保水剂，安全、卫生，可自行降解，使得土壤不易板结，且对于环境、人体没有危害；（2）本专利技术制得的保水剂效果显著，改善了土壤结构，使得作物水肥利用率提高了90％以上；（3）本专利技术制得的保水剂原材料易得，操作简单，成本低廉。具体实施方式称取4～5kg猪排骨装入高压蒸煮罐中，在0.16～0.18MPa压力和125～135℃温度下浸煮脱脂1～3h，沥干水分后放入粉碎机粉碎15～20min，再移入刚玉研钵研磨后过200目标准筛，得到猪排骨粉末；按固液比为1:5将上述猪排骨粉末浸入浓度为1mol/L磷酸溶液中，摇床振荡酸化15～20min，移入布氏漏斗用去离子水抽滤洗涤3～5遍，干燥后得到酸化猪排骨粉；将上述得到的酸化猪排骨粉转入发酵罐，加入其体积2～4倍的去离子水，搅拌均匀后再加入排骨粉总质量3～5%的十二烷基三甲基氯化铵，继续搅拌10～20min后得混合物，再按接种量为10%向混合物中接种巨大芽孢杆菌，常温改性活化5～7天；将上述改性活化后的混合物放入高温灭菌器在120～125℃下灭菌10～20min，转入卧式离心机，以4000～5000r/min转速离心15～20min后分离得到下层沉淀，干燥后得活化排骨粉，备用；称取8～10gN，N-亚甲基双丙烯酰胺和3～5g聚乙烯醇加入50～80mL单体浓度为40%的丙烯酸中，再加入300～400mL去离子水后移入4～6℃冰水浴中，边搅拌边滴加浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液，调节混合液pH至7～8；将10～15g备用的活化排骨粉和2～5g过硫酸钾加入到上述混合液中，放入超声分散仪以200～300W功率分散20～30min后移入水浴锅，加热升温至75～80℃，用磁力搅拌机以200～300r/min转速进行搅拌，保温聚合反应3～5h后过滤得到凝胶状产物，放入烘箱在85～95℃下干燥过夜，最后粉碎并过200目标准筛，包装后即得可降解水肥一体化保水剂。实例1称取4kg猪排骨装入高压蒸煮罐中，在0.16MPa压力和125℃温度下浸煮脱脂1h，沥干水分后放入粉碎机粉碎15min，再移入刚玉研钵研磨后过200目标准筛，得到猪排骨粉末；按固液比为1:5将上述猪排骨粉末浸入浓度为1mol/L磷酸溶液中，摇床振荡酸化15min，移入布氏漏斗用去离子水抽滤洗涤3遍，干燥后得到酸化猪排骨粉；将上述得到的酸化猪排骨粉转入发酵罐，加入其体积2倍的去离子水，搅拌均匀后再加入排骨粉总质量3%的十二烷基三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可降解水肥一体化保水剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取4～5kg猪排骨装入高压蒸煮罐中，在0.16～0.18MPa压力和125～135℃温度下浸煮脱脂1～3h，沥干水分后放入粉碎机粉碎15～20min，再移入刚玉研钵研磨后过200目标准筛，得到猪排骨粉末；（2）按固液比为1:5将上述猪排骨粉末浸入浓度为1mol/L磷酸溶液中，摇床振荡酸化15～20min，移入布氏漏斗用去离子水抽滤洗涤3～5遍，干燥后得到酸化猪排骨粉；（3）将上述得到的酸化猪排骨粉转入发酵罐，加入其体积2～4倍的去离子水，搅拌均匀后再加入排骨粉总质量3～5%的十二烷基三甲基氯化铵，继续搅拌10～20min后得混合物，再按接种量为10%向混合物中接种巨大芽孢杆菌，常温改性活化5～7天；（4）将上述改性活化后的混合物放入高温灭菌器在120～125℃下灭菌10～20min，转入卧式离心机，以4000～5000r/min转速离心15～20min后分离得到下层沉淀，干燥后得活化排骨粉，备用；（5）称取8～10gN，N‑亚甲基双丙烯酰胺和3～5g聚乙烯醇加入50～80mL单体浓度为40%的丙烯酸中，再加入300～400mL去离子水后移入4～6℃冰水浴中，边搅拌边滴加浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液，调节混合液pH至7～8；（6）将10～15g备用的活化排骨粉和2～5g过硫酸钾加入到上述混合液中，放入超声分散仪以200～300W功率分散20～30min后移入水浴锅，加热升温至75～80℃，用磁力搅拌机以200～300r/min转速进行搅拌，保温聚合反应3～5h后过滤得到凝胶状产物，放入烘箱在85～95℃下干燥过夜，最后粉碎并过200目标准筛，包装后即得可降解水肥一体化保水剂。...

【技术特征摘要】
1.一种可降解水肥一体化保水剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取4～5kg猪排骨装入高压蒸煮罐中，在0.16～0.18MPa压力和125～135℃温度下浸煮脱脂1～3h，沥干水分后放入粉碎机粉碎15～20min，再移入刚玉研钵研磨后过200目标准筛，得到猪排骨粉末；（2）按固液比为1:5将上述猪排骨粉末浸入浓度为1mol/L磷酸溶液中，摇床振荡酸化15～20min，移入布氏漏斗用去离子水抽滤洗涤3～5遍，干燥后得到酸化猪排骨粉；（3）将上述得到的酸化猪排骨粉转入发酵罐，加入其体积2～4倍的去离子水，搅拌均匀后再加入排骨粉总质量3～5%的十二烷基三甲基氯化铵，继续搅拌10～20min后得混合物，再按接种量为10%向混合物中接种巨大芽孢杆菌，常温改性活化5～7天；（4）将上述改性活化后的混合物放入高温灭菌器在120～12...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁玉琴，林茂平，
申请(专利权)人：丁玉琴，
类型：发明
国别省市：江苏;32