一种吸水保水缓释农药及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种吸水保水性缓释农药及其制备方法。分两步进行制备：（1）以淀粉、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酰胺为原料，2,2’‑偶氮二异丁基脒二盐酸盐为引发剂，同时加入农药原料，充分搅拌后引发聚合，制得以淀粉接枝丙烯酰胺/甲基丙烯酸甲酯为囊壁的农药微胶囊；（2）以土豆淀粉、部分中和的丙烯酸、丙烯酰胺为原料，N,N’‑亚甲基双丙烯酰为引发剂，过硫酸铵为引发剂，引发聚合之前将农药微胶囊加入混合溶液中，搅拌均匀后，加促进剂引发聚合，真空室温干燥，粉碎后得到吸水保水性缓释农药。本发明专利技术制得的吸水保水缓释农药同时具有吸水保水和缓释农药性能，药效缓释期长，工艺简单，且缓释材料都具有降解性，不会残留污染土壤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农用缓释农药
，具体涉及一种吸水保水缓释农药及其制备方法。
技术介绍
在农业生产中，水和农药是保障农业增产增收的重要因素。全球有42.9%的旱耕地，旱地农业受干旱影响主要表现在自然降雨与作物生长水分需求不相协调。雨季雨水大部分流失或蒸发，灌溉水也往往因蒸发或渗透等原因损耗严重，利用率较低。我国是世界最大的农药生产国和使用国。但在传统施药方式中，由于矿化、光解和表面迁移等作用，大约90%的农药都没有在恰当的时间以合适的量到达目标生物，农药利用率不到40%，而且存在有效成分释放速度快、药效持效时间短等问题。长期大量使用农药，不仅造成逐年增加的经济损失，过量的农药也会对环境和人体造成伤害。因此，增加土壤的吸水保水性和农药的减量增效是迫切需要解决的问题。高吸水性树脂和缓释农药是解决这一问题的主要途径。高吸水树脂能吸收并保持自身质量数百倍甚至上千倍的纯水或数十倍的生理盐水，所吸收的水分主要保持在10-50KPa低吸力范围内，其中的98%为自由水，是植物最易吸收利用的水分。高吸水树脂的最大吸水力是13-14Kgf/cm2，而根系的吸水力大多为17-18Kgf/cm2。所以不会出现根系水分倒吸的情况。此外，高吸水树脂还具有吸水-释水-再吸水-再释水的反复吸水功能。以高吸水树脂作为缓释载体已经在医药和农业等领域广泛应用。例如Aouada等人将除草剂百草枯分散在聚丙烯酰胺水凝胶上制备出了百草枯缓释凝胶。但是由于高吸水性树脂吸水形成水凝胶后，内部孔道较大，因此将农药直接分散于水凝胶中所得到的缓释农药的缓释性一般都较差，缓释期较短。并且释放完成后的合成高分子水凝胶在土壤中很难降解，会造成二次污染。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种吸水保水缓释农药及其制备方法，其以淀粉、丙烯酸甲酯和丙烯酸为主要原料，通过二步法制得，所制得的吸水保水缓释农药环境相容性好且制备过程简单，成本低廉。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种吸水保水缓释农药的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤（1），农药微胶囊的制备将1重量份的淀粉加入到14重量份的去离子水中，搅拌升温至85±3℃并保温回流30min使淀粉充分糊化，搅拌速率为200-300转/分钟，糊化完成后降至室温得到糊化淀粉备用；将1-2重量份的农药原药、10重量份的去离子水和1.5重量份的丙烯酰胺放入反应器中，搅拌混合均匀后加入1.5重量份的甲基丙烯酸甲酯得到混合溶液A，将0.05重量份的2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐溶解于3重量份的去离子水中，再逐滴加到混合溶液A中，水浴加热至75±3℃，搅拌10分钟后加入5重量份的糊化淀粉，继续搅拌，搅拌速率为200-300转/分钟，然后于75±3℃保温反应5小时得到白色乳状液体，即为淀粉接枝丙烯酰胺/甲基丙烯酸甲酯为囊壁的农药微胶囊，冷却，备用；步骤（2），吸水保水缓释农药的制备将10重量份的丙烯酸单体用摩尔浓度为5mol/L的氢氧化钠水溶液在冰水浴中中和，中和度为50%-90%，再加入10重量份的糊化淀粉，搅拌得到混合溶液B，将1重量份丙烯酰胺、0.03重量份的交联剂和0.15重量份的引发剂用去离子水溶解后加入到混合溶液B中，继续搅拌混合均匀得到混合溶液C，其中交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、三烯丙基甲基氯化铵或四烯丙基氯化铵中的一种或多种，引发剂为过硫酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁基脒唑啉二盐酸或叔丁基过氧化氢中的一种或多种；将0.15-0.2重量份的步骤（1）得到的白色乳状液体加入到混合溶液C中，同时加入0.15重量份的促进剂，其中促进剂为四甲基乙二胺、三乙醇胺、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、氯化亚铁或硫酸亚铁中的一种或多种，搅拌混合均匀后于30±3℃的水浴温度保温反应8-12小时，反应结束后，取出产物为凝胶状，采用真空室温干燥法干燥到恒重，粉碎，过筛，得到粒径均匀的颗粒状吸水保水缓释农药。进一步限定，所述的淀粉为马铃薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉或玉米淀粉。进一步限定，所述的农药为除草剂、杀虫剂、抗菌剂或植物生长调节剂中的一种或多种。进一步限定，所述的农药为吡虫啉、灭草松、非草隆、甲磺草胺、乙草胺、环嗪酮、氟虫腈、莠去津、西玛津、嗪草酮、来草烟、2,4-D、丙酯草胺、克百威、异丙甲草胺、丙环唑、敌百虫、乐果、毒死蜱或阿维菌素中一种或多种。本专利技术所述的吸水保水缓释农药，其特征在于是由上述方法制备得到的。本专利技术提供一种既有一定的吸水保水性，又有一定缓释性的吸水保水缓释农药的制备方法。分二步制得，第一步得到农药微胶囊，第二步是把微胶囊乳液加入到聚合原液中，加入交联剂、引发剂、促进剂，聚合得到具有三维网络结构的高分子吸水树脂。农药并不是直接均匀分散于吸水剂的网络结构中，而是存在于微胶囊中。微胶囊就像一个个小的农药库，分散在吸水剂的网络中，这样可以极大的改善农药的缓释效果。当吸水剂吸水溶胀后，由于农药在微胶囊内外的浓度差，使得部分农药缓慢释放进入到吸水凝胶中，吸水剂的网络结构上存在有大量的-COOH、-OH以及-CON2H等功能基团，可以与农药分子中某些极性基团通过分子间作用力、氢键、离子键、以及电荷转移等非共价键的方式结合，随着吸水剂内外渗透压差的增大，农药分子再通过扩散等方式释放到土壤中。另外，吸水剂的加入也会增加土壤的吸水持水性。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、农药以微胶囊的形式分散在高吸水树脂中，而不是均匀分散，因此，在缓释农药颗粒的表面农药含量很低，便于存放和施用。2、吸水保水缓释农药具有农药缓释功能，施入土壤后能够缓释释放农药成分，降低因矿化、光解和表面迁移等作用而引起的损失，延长药效，提高利用率，降低农业生产成本。3、吸水保水缓释农药具有吸水保水功能，施入土壤后，能够吸水保水，提高土壤的持水能力，并能在干旱时，将其吸纳的水分供给植物利用。4、微胶囊的囊壁材料及高吸水树脂中淀粉的加入，加快了聚合物的降解，不会在土壤中长期残留，避免了二次污染。附图说明图1是本专利技术吸水保水缓释农药的合成工艺流程图；图2是本专利技术实施例1和2制得的吸水保水缓释农药在去离子水中的缓释性曲线。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1吸水保水缓释丙酯草醚农药的合成步骤（1），农药微胶囊的制备将1g木薯淀粉加入到14g去离子水中，搅拌升温至85±3℃并保温回流30min使淀粉充分糊化，搅拌速率为300转/分钟，糊化完成后降至室温得到糊化淀粉备用；将1g丙酯草醚原药、10g去离子水和1.5g丙烯酰胺放入反应器中，搅拌混合均匀后加入1.5g甲基丙烯酸甲酯得到混合溶液A，将0.05g2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐溶解于3g去离子水中，再逐滴加入到上述混合溶液A中，水浴加热至75±3℃，搅拌10分钟后加入5g糊化淀粉，继续搅拌，搅拌速率为300转/分钟，然后于75±3℃保温反应5小时得到白色乳状液体，即为淀粉接枝丙烯酰胺/甲基丙烯酸甲酯为囊壁的丙酯草醚微胶囊，冷却，备用；步骤（2），吸水保水缓释农药的制备将10g丙烯酸单体用摩尔浓度为5mol\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸水保水缓释农药的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤（1），农药微胶囊的制备将1重量份的淀粉加入到14重量份的去离子水中，搅拌升温至85±3℃并保温回流30min使淀粉充分糊化，搅拌速率为200‑300转/分钟，糊化完成后降至室温得到糊化淀粉备用；将1‑2重量份的农药原药、10重量份的去离子水和1.5重量份的丙烯酰胺放入反应器中，搅拌混合均匀后加入1.5重量份的甲基丙烯酸甲酯得到混合溶液A，将0.05重量份的2,2’‑偶氮二异丁基脒二盐酸盐溶解于3重量份的去离子水中，再逐滴加到混合溶液A中，水浴加热至75±3℃，搅拌10分钟后加入5重量份的糊化淀粉，继续搅拌，搅拌速率为200‑300转/分钟，然后于75±3℃保温反应5小时得到白色乳状液体，即为淀粉接枝丙烯酰胺/甲基丙烯酸甲酯为囊壁的农药微胶囊，冷却，备用；步骤（2），吸水保水缓释农药的制备将10重量份的丙烯酸单体用摩尔浓度为5mol/L的氢氧化钠水溶液在冰水浴中中和，中和度为50%‑90%，再加入10重量份的糊化淀粉，搅拌得到混合溶液B，将1重量份丙烯酰胺、0.03重量份的交联剂和0.15重量份的引发剂用去离子水溶解后加入到混合溶液B中，继续搅拌混合均匀得到混合溶液C，其中交联剂为N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、三烯丙基甲基氯化铵或四烯丙基氯化铵中的一种或多种，引发剂为过硫酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁基脒唑啉二盐酸或叔丁基过氧化氢中的一种或多种；将0.15‑0.2重量份的步骤（1）得到的白色乳状液体加入到混合溶液C中，同时加入0.15重量份的促进剂，其中促进剂为四甲基乙二胺、三乙醇胺、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、氯化亚铁或硫酸亚铁中的一种或多种，搅拌混合均匀后于30±3℃的水浴温度保温反应8‑12小时，反应结束后，取出产物为凝胶状，采用真空室温干燥法干燥到恒重，粉碎，过筛，得到粒径均匀的颗粒状吸水保水缓释农药。...

【技术特征摘要】
1.一种吸水保水缓释农药的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤（1），农药微胶囊的制备将1重量份的淀粉加入到14重量份的去离子水中，搅拌升温至85±3℃并保温回流30min使淀粉充分糊化，搅拌速率为200-300转/分钟，糊化完成后降至室温得到糊化淀粉备用；将1-2重量份的农药原药、10重量份的去离子水和1.5重量份的丙烯酰胺放入反应器中，搅拌混合均匀后加入1.5重量份的甲基丙烯酸甲酯得到混合溶液A，将0.05重量份的2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐溶解于3重量份的去离子水中，再逐滴加到混合溶液A中，水浴加热至75±3℃，搅拌10分钟后加入5重量份的糊化淀粉，继续搅拌，搅拌速率为200-300转/分钟，然后于75±3℃保温反应5小时得到白色乳状液体，即为淀粉接枝丙烯酰胺/甲基丙烯酸甲酯为囊壁的农药微胶囊，冷却，备用；步骤（2），吸水保水缓释农药的制备将10重量份的丙烯酸单体用摩尔浓度为5mol/L的氢氧化钠水溶液在冰水浴中中和，中和度为50%-90%，再加入10重量份的糊化淀粉，搅拌得到混合溶液B，将1重量份丙烯酰胺、0.03重量份的交联剂和0.15重量份的引发剂用去离子水溶解后加入到混合溶液B中，继续搅拌混合均匀得到混合溶液C，其中交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁蕊，王玉停，郭永康，轩小朋，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南;41