一种磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的制备方法技术

一种磷酸‑氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的制备方法，它涉及一种缓释型肥料的制备方法。本发明专利技术的目的是要解决现有尿素的利用率低以及其他包覆材料包覆尿素价格高，工艺复杂，成本高，包覆材料污染环境的问题。方法：一、制备磷酸‑氨基甲酸淀粉酯；二、制备纤维素分散液；三、制备纤维素粘结剂溶液；四、包覆，得到磷酸‑氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料。本发明专利技术工艺简单、可操作性强、低耗能、降低环境的污染、不需要昂贵仪器的生产条件，适合工业化生产和大型农田作物应用。本发明专利技术可获得一种磷酸‑氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料。

Preparation of urea slow release fertilizer coated with starch carbamate phosphate

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的制备方法
本专利技术涉及一种缓释型肥料的制备方法。
技术介绍
我国作为一个农业大国，特别是尿素在农业生产中占有非常重要的地位。中国既是尿素的生产大国，也是使用大国，但尿素施入土壤后的利用率不高，主要原因是氮素的挥发和流失。同时，肥料的摄入量太多不仅会引起人力、物力的损失，还会造成严重的环境破坏，主要表现在肥料中未能被吸收利用的营养成分破坏了土壤的品质，由于渗透、冲淋而损失的肥料营养成分汇集在地表层与地下水层，导致水体中硝酸盐及亚硝酸盐含量超标，危害人的身体健康，同时，一部分的氮元素经过化学作用形成一氧化氮排入到大气中，形成酸雨并且破坏臭氧层加剧温室效应。随着人们生活水平的提高，人们对环保的重视，针对土地应怎样合理施肥的问题，人们有了更高的要求，如何才能够实现“肥料利用率高、增产增收及肥料绿色安全”等问题也引起了世界许多国家的高度重视，因此，为了提高尿素的利用率，保持土壤氮素肥力，减少氮损失及由此产生的坏境污染，并增加作物产量，使用缓释尿素是克服上述缺点的一个重要有效途径。包膜材料通常不与化学肥料发生反应，通过选择不同的包膜材料，可以得到不同的释放性能，适用于不同环境的农业生产中。然而，包膜材料中通过添加有机聚合物或无机物来提高产品性能，但是添加无机物制备的包膜材料会降低包膜材料的强度，使包膜材料比较脆，在实际应用中更容易崩解，同时在生产运输过程中容易损坏，带来经济损失，而在包膜材料中添加有机物，而这些有机物在土壤中不易分解，会给环境和人体带来伤害，同时这些有机溶剂价格偏高、工艺复杂、效率低，会给工业化生产带来成本的提升。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有尿素的利用率低以及其他包覆材料包覆尿素价格高，工艺复杂，成本高，包覆材料污染环境的问题，而提供一种磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的制备方法。一种磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的制备方法，是按以下步骤完成的：一、制备磷酸-氨基甲酸淀粉酯：①、将淀粉、磷酸盐和尿素混合均匀，再进行研磨，得到混合粉末；将混合粉末转移到反应釜中，再向反应釜中加入无水乙醇和去离子水，再将反应釜密封进行酯化反应，得到磷酸-氨基甲酸淀粉酯粗品；步骤一①中所述的淀粉与磷酸盐的质量比为(10.0～50.00):(9.0～45.0)；步骤一①中所述的淀粉与尿素的质量比为(10.0～50.0):(7.0～35.0)；步骤一①中所述的淀粉的质量与无水乙醇的体积比为(10g～50g):(10mL～50mL)；步骤一①中所述的淀粉的质量与去离子水的体积比为(10.0g～50.0g):(2mL～10mL)；②、首先使用无水乙醇对磷酸-氨基甲酸淀粉酯粗品进行清洗、然后进行干燥，再进行研磨，最后进行干燥，得到磷酸-氨基甲酸淀粉酯；二、将纤维素加入到蒸馏水中，再在温度为50℃～120℃下搅拌反应，得到纤维素分散液；步骤二中所述的纤维素的质量与去离子水的体积比为(6.0g～60g):(10mL～50mL)；三、向纤维素分散液中加入醇、醛和碱，再在温度为30℃～80℃下搅拌反应，冷却至室温，得到纤维素粘结剂溶液；步骤三中所述的醇与纤维素分散液的体积比为(2～20):(10～50)；步骤三中所述的醛与纤维素分散液的体积比为(1～10):(10～50)；步骤三中所述的碱的质量与纤维素分散液的体积比为(1g～10g):(10mL～50mL)；四、包覆：①、将尿素浸入到纤维素粘结剂溶液中10min～60min，再取出，得到表面含有纤维素粘结剂的尿素；②、将表面含有纤维素粘结剂的尿素与磷酸-氨基甲酸淀粉酯混合后加入到旋转蒸发仪中，再在温度为30℃～70℃和压力为0.01MPa～0.1MPa下减压蒸馏30min～120min；步骤四②中所述的表面含有纤维素粘结剂的尿素与磷酸-氨基甲酸淀粉酯的质量比为(1～5):(10～50)；③、重复步骤四①～②2次～8次，得到磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料。本专利技术的原理及优点：一、磷酸-氨基甲酸淀粉酯作为一种两性淀粉，有着优越的物理化学特性，如高粘度、低糊化温度、强离子吸附能力等。将磷酸氨基甲酸淀粉酯应用于包膜材料，不仅仅可以因为淀粉可自然降解、不污染环境的优点，还因其降解后还可以为土壤提供磷肥和氮肥，使磷酸氨基甲酸淀粉酯作为包膜材料实现最大化的利用率；二、本专利技术利用磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素，提高了尿素的利用率和土壤肥力、降低了成本、减少了施肥次数和降低了对环境的污染，实现了资源利用和环境优化的综合发展；三、本专利技术提供的一种磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的制备方法是通过在尿素表面喷洒乙基纤维素粘结剂和磷酸-氨基甲酸淀粉酯，通过控制磷酸-氨基甲酸淀粉酯的浓度和磷酸-氨基甲酸淀粉酯的质量及多次包覆的层厚度，获得在水或土壤中具有不同的释放率的磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料，能够延长尿素释放时间，改善尿素对环境的污染，并且淀粉衍生物在自然条件下能够降解，形成养料，避免包覆材料的二次污染；四、本专利技术使用的磷酸-氨基甲酸淀粉酯在自然条件下能够降解，能够形成养料，提高肥力，避免包覆材料的二次污染；五、本专利技术工艺简单、可操作性强、低耗能、降低环境的污染、不需要昂贵仪器的生产条件，适合工业化生产和大型农田作物应用；六、本专利技术制备的磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料在土壤中的初期24小时内释放率小于11％。本专利技术可获得一种磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料。附图说明图1为磷酸氨基甲酸淀粉酯包覆尿素流程图；图2为红外光谱图，图中1为玉米淀粉的红外光谱曲线，2为实施例一步骤一制备的磷酸-氨基甲酸淀粉酯的红外光谱曲线；图3为淀粉粘度图，图中1为玉米淀粉粘度，2为实施例一步骤一制备的磷酸氨基甲酸淀粉酯的粘度；图4为淀粉糊化温度图，图中1为玉米淀粉的糊化温度，2为实施例一步骤一制备的磷酸氨基甲酸淀粉酯的糊化温度；图5为尿素在水中的释放曲线图，图中1为普通尿素在水中的释放曲线，2为对比实施例制备的玉米淀粉包覆尿素缓释型肥料在水中的释放曲线，3为实施例一制备的磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料在水中释放曲线；图6为尿素在土壤中的释放曲线图，图中1为普通尿素在土壤中的释放曲线，2为实施例一制备的磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料在土壤中的释放曲线；图7为玉米淀粉的照片图；图8为实施例一步骤一制备的磷酸-氨基甲酸淀粉酯的照片图；图9为实施例一制备的磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的照片图；图10为尿素包覆前后的对比图，图中1为尿素，2为实施例一制备的磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式是一种磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的制备方法，是按以下步骤完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的制备方法，其特征在于一种磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的制备方法是按以下步骤完成的：/n一、制备磷酸-氨基甲酸淀粉酯：/n①、将淀粉、磷酸盐和尿素混合均匀，再进行研磨，得到混合粉末；将混合粉末转移到反应釜中，再向反应釜中加入无水乙醇和去离子水，再将反应釜密封进行酯化反应，得到磷酸-氨基甲酸淀粉酯粗品；/n步骤一①中所述的淀粉与磷酸盐的质量比为(10.0～50.00):(9.0～45.0)；/n步骤一①中所述的淀粉与尿素的质量比为(10.0～50.0):(7.0～35.0)；/n步骤一①中所述的淀粉的质量与无水乙醇的体积比为(10g～50g):(10mL～50mL)；/n步骤一①中所述的淀粉的质量与去离子水的体积比为(10.0g～50.0g):(2mL～10mL)；/n②、首先使用无水乙醇对磷酸-氨基甲酸淀粉酯粗品进行清洗、然后进行干燥，再进行研磨，最后进行干燥，得到磷酸-氨基甲酸淀粉酯；/n二、将纤维素加入到蒸馏水中，再在温度为50℃～120℃下搅拌反应，得到纤维素分散液；/n步骤二中所述的纤维素的质量与去离子水的体积比为(6.0g～60g):(10mL～50mL)；/n三、向纤维素分散液中加入醇、醛和碱，再在温度为30℃～80℃下搅拌反应，冷却至室温，得到纤维素粘结剂溶液；/n步骤三中所述的醇与纤维素分散液的体积比为(2～20):(10～50)；/n步骤三中所述的醛与纤维素分散液的体积比为(1～10):(10～50)；/n步骤三中所述的碱的质量与纤维素分散液的体积比为(1g～10g):(10mL～50mL)；/n四、包覆：/n①、将尿素浸入到纤维素粘结剂溶液中10min～60min，再取出，得到表面含有纤维素粘结剂的尿素；/n②、将表面含有纤维素粘结剂的尿素与磷酸-氨基甲酸淀粉酯混合后加入到旋转蒸发仪中，再在温度为30℃～70℃和压力为0.01MPa～0.1MPa下减压蒸馏30min～120min；/n步骤四②中所述的表面含有纤维素粘结剂的尿素与磷酸-氨基甲酸淀粉酯的质量比为(1～5):(10～50)；/n③、重复步骤四①～②2次～8次，得到磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的制备方法，其特征在于一种磷酸-氨基甲酸淀粉酯包覆尿素缓释型肥料的制备方法是按以下步骤完成的：
一、制备磷酸-氨基甲酸淀粉酯：
①、将淀粉、磷酸盐和尿素混合均匀，再进行研磨，得到混合粉末；将混合粉末转移到反应釜中，再向反应釜中加入无水乙醇和去离子水，再将反应釜密封进行酯化反应，得到磷酸-氨基甲酸淀粉酯粗品；
步骤一①中所述的淀粉与磷酸盐的质量比为(10.0～50.00):(9.0～45.0)；
步骤一①中所述的淀粉与尿素的质量比为(10.0～50.0):(7.0～35.0)；
步骤一①中所述的淀粉的质量与无水乙醇的体积比为(10g～50g):(10mL～50mL)；
步骤一①中所述的淀粉的质量与去离子水的体积比为(10.0g～50.0g):(2mL～10mL)；
②、首先使用无水乙醇对磷酸-氨基甲酸淀粉酯粗品进行清洗、然后进行干燥，再进行研磨，最后进行干燥，得到磷酸-氨基甲酸淀粉酯；
二、将纤维素加入到蒸馏水中，再在温度为50℃～120℃下搅拌反应，得到纤维素分散液；
步骤二中所述的纤维素的质量与去离子水的体积比为(6.0g～60g):(10mL～50mL)；
三、向纤维素分散液中加入醇、醛和碱，再在温度为30℃～80℃下搅拌反应，冷却至室温，得到纤维素粘结剂溶液；
步骤三中所述的醇与纤维素分散液的体积比为(2～20):(10～50)；
步骤三中所述的醛与纤维素分散液的体积比为(1～10):(10～50)；
步骤三中所述的碱的质量与纤维素分散液的体积比为(1g～10g):(10mL～50mL)；
四、包覆：
①、将尿素浸入到纤维素粘结剂溶液中10min～60min，再取出，得到表面含有纤维素粘结剂的尿素；
②、将表面含有纤维素粘结剂的尿素与磷酸-氨基甲酸淀粉酯混合后加入到旋转蒸发仪中，再在温度为30℃～70℃和压力为0.01MPa～0.1MPa下减压蒸馏30min～120min；
步骤四②中所述的表面含有纤维素粘结剂的尿素与磷酸-氨基甲酸淀粉酯的质量比为(1～5):(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文治，牟忠华，董国华，吴昊，白丽明，隋丽丽，郎坤，郝丽娟，魏铭辉，
申请(专利权)人：齐齐哈尔大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23