本发明专利技术属于肥料制备技术领域，具体涉及一种半互穿型微纳米复合胶包被甘蔗叶纤维素基缓释氮肥及其制备方法，本发明专利技术以半互穿型微纳米复合胶为包膜，以甘蔗叶纤维素、羧甲基纤维素、膨润土、硅藻土、及氮肥为肥芯。本发明专利技术的半互穿型微纳米胶包膜能够随外界环境温度、pH变化作出响应，通过半互穿凝胶三维网络的收缩/溶胀过程形成水肥一体化缓控释体系，不仅充分提高了氮肥的可持续缓释周期，同时也可幅度提高水肥综合利用效益。使用的蔗叶纤维素原料富含氮、磷、钾、及有机质等，可提高土壤养分、培肥地力；该半互穿微纳米复合胶包膜甘蔗叶纤维素基缓释氮肥的制备过程简单、成本低廉，具有肥效周期长、肥料利用率高、以及保水保肥效果显著等优点。著等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种半互穿型微纳米复合胶包被甘蔗叶纤维素基缓释氮肥及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种缓释氮肥及其制备方法，具体涉及一种互穿型微纳米复合胶包被甘蔗叶纤维素基缓释氮肥及其制备方法，属肥料生产
技术介绍
[0002]氮肥对提高农作物产量和农业经济效益具有关键作用，但氮肥长期不合理施用造成我国农田土壤加速酸化和大量氮肥损失。与普通氮肥相比，缓释氮肥大大提高了氮肥的利用效率，在一定程度上缓解了氮肥损失及其引起的环境污染问题。目前，缓释氮肥的制备通常采用包膜技术，其中包膜材料作为氮肥缓释载体对于增强肥料缓释、提高肥料利用效率以及指导农田施肥具有重要的作用。然而，传统的包膜材料往往缺乏区域环境适应性，其肥料缓控释性能得不到充分发挥，使得田间肥料实际利用效率严重偏低。与传统的包膜材料相比，环境敏感型高分子材料（如温度敏感性水凝胶、pH敏感性水凝胶）是一类理想的缓控释载体，其在养分肥料控释、保水保肥等方面具有广阔的应用前景。特别是，聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶及其共聚物是一类具有温度敏感性的水凝胶，在30℃左右体积剧烈变化并产生相分离，这个温度被定义为较低临界溶液温度（LCST）。当外界环境温度低于LCST，温敏性水凝胶通过高分子网络溶胀作用大量吸水；反之，外界温度高于LCST时，温敏性水凝胶三维网络剧烈收缩并将所吸收于凝胶内部的水排出。这种独特的“溶胀吸水/收缩排水”特性，对于亚热带气候条件下进一步提高养分肥料缓释效果、促进水肥一体化管理过程具有重要的应用意义。
[0003]由于甘蔗是一种具有极高光合效率的C4植物，其生物学产量远超过同类的C4植物和传统的农作物。甘蔗叶中含有大量的纤维素、半纤维素及木质素等有利用价值的有机物。因此，本专利技术选择可再生的甘蔗叶为纤维素原料，并通过合成一系列新型互穿式微纳米复合胶，研发出一种用于生产新型缓释氮肥的制备方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种互穿型微纳米胶包被甘蔗叶纤维素基缓释氮肥及其制备方法。本专利技术的半互穿型微纳米胶包膜能够随外界环境温度、pH变化作出响应，通过半互穿凝胶三维网络的收缩/溶胀过程形成了水肥一体化缓控释体系，不仅充分提高了氮肥的可持续缓释周期，同时也可幅度提高水肥综合利用效益。本专利技术使用的蔗叶纤维素原料富含氮、磷、钾、及有机质等，可提高土壤养分、培肥地力。并且所述缓释氮肥制备过程简单、成本低廉，具有肥效周期长、肥料利用率高、以及保水保肥效果显著等优点。
[0005]本专利技术目的是通过以下技术方案实现的。
[0006]一种半互穿型微纳米复合胶包被甘蔗叶纤维素基缓释氮肥的制备方法，制备步骤包括：（1）半互穿型微纳米复合胶制备：原料按质量份数计，取5~15份N-异丙基丙烯酰胺、0.2
~0.6份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、60~80份水；磁力搅拌均匀后，加入0.1~0.5份曲拉通，70℃搅拌预热30min，将0.3~0.6份过硫酸钠溶液分3次等量加入其中，每次加入的间隔时间为30~60min，以300~450rpm的磁力搅拌转速持续搅拌进行乳液聚合反应；乳液聚合反应4~6h后，加入含有10~25份丙烯酸钠、0.03~0.1份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和20~40份水的复合溶液，70℃搅拌30min，一次性加入0.1~0.5份过硫酸钠溶液，以100~200rpm的磁力搅拌转速继续搅拌进行交联聚合反应12~24h，所得产物为半互穿型微纳米复合胶液；本专利技术该分步骤进行的乳液聚合方法制备获得的胶液体系相对于单一步骤的乳液聚合获得的胶液体系来说，本专利技术胶液呈现半互穿型微纳米胶液状态，更有利于肥效的缓释；（2）甘蔗叶纤维素制备：将干燥蔗叶粉碎过80~100目筛得蔗叶粉；按质量份计，取蔗叶粉5~20份，以1: 2~10的固液比加入到质量终浓度为10~15%的尿素和5~10%的氢氧化钾混合溶液中，在-20℃下预冷静置4~6h，然后搅拌均匀，静置，去沉淀得匀浆，将所得匀浆与交联剂环氧氯丙烷以质量比10~20: 1混合，室温下搅拌均匀后，在60~80℃下烘6~12h，得甘蔗叶纤维素；（3）肥芯制备：按质量份计，取氮肥50~70份、步骤（2）获得的甘蔗叶纤维素15~30份、羧甲基纤维素3~7份、膨润土6~9、硅藻土3~6份，混合，喷水搅拌直到混匀为止，然后通过挤压造粒为2~5mm的肥芯颗粒；所述氮肥为尿素、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵中的任意一种；（4）将步骤（1）所得的半互穿型微纳米复合胶液喷洒在步骤（3）所得的肥芯颗粒表面，胶液和肥芯的质量比为1:5~10，喷洒3-5次后，60~80℃烘干，烘干产物即半互穿型微纳米复合胶包被甘蔗叶纤维素基缓释氮肥。
[0007]本专利技术的优点及有益效果是：（1）本专利技术提供的半互穿型微纳米胶包膜能够随外界环境温度、pH变化作出响应，通过半互穿凝胶三维网络的收缩/溶胀过程形成了水肥一体化缓控释体系，不仅充分提高了氮肥的可持续缓释周期，同时也可幅度提高水肥综合利用效益。
[0008]（2）本专利技术使用的蔗叶纤维素原料富含氮、磷、钾、及有机质等，可提高土壤养分、培肥地力。
[0009]（3）本专利技术提供的半互穿微纳米复合胶包膜甘蔗叶纤维素基缓释氮肥的制备过程简单、成本低廉，所制备的新型缓释氮肥具有肥效周期长、肥料利用率高、以及保水保肥效果显著等优点。
具体实施方式
[0010]以下将结合具体实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0011]若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。
[0012]实施例1、一种半互穿型微纳米复合胶包被甘蔗叶纤维素基缓释氮肥的制备方法，包括以下步骤：（1）半互穿型微纳米复合胶制备：按质量份计，取9份N-异丙基丙烯酰胺、0.3份N,N'-亚
甲基双丙烯酰胺、75份水；磁力搅拌均匀后，加入0.3份曲拉通，70℃搅拌预热30min，将0.3份过硫酸钠溶液分3次等量加入其中，每次加入的间隔时间为30~60min，以300~450rpm的磁力搅拌转速持续搅拌进行乳液聚合反应；乳液聚合反应4~6h后，加入含有18份丙烯酸钠、0.06份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和25份水的复合溶液，70℃搅拌30min，加入0.2份过硫酸钠溶液，以100~200rpm的磁力搅拌转速继续搅拌进行交联聚合反应12~24h，所得产物为半互穿型微纳米复合胶液；（2）甘蔗叶纤维素制备：将干燥蔗叶粉碎过100目筛得蔗叶粉；取蔗叶粉15份，以1: 10的固液比加入到质量终浓度为10wt%的尿素和8wt%的氢氧化钾混合溶液中，在-20℃下预冷静置6h，然后搅拌均匀，静置，去沉淀得匀浆，将所得匀浆与交联剂环氧氯丙烷以质量比20: 1混合，室温下搅拌均匀后，在80℃下烘12h，得甘蔗叶纤维素；（3）肥芯制备：按质量份计，取氮肥63份、步骤（2）获得的甘蔗叶纤维素21份本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半互穿型微纳米复合胶包被甘蔗叶纤维素基缓释氮肥，其特征在于：以半互穿型微纳米复合胶为包膜，以甘蔗叶纤维素、羧甲基纤维素、膨润土、硅藻土、及氮肥为肥芯。2.一种如权利要求1所述的半互穿型微纳米复合胶包被甘蔗叶纤维素基缓释氮肥的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1半互穿型微纳米复合胶制备：步骤S11 原料按质量份数计，取N-异丙基丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、水，磁力搅拌均匀后，加入曲拉通，搅拌预热，将过硫酸钠溶液分3次等量加入其中，每次加入的间隔时间为30~60min，以300~450rpm的磁力搅拌转速持续搅拌进行乳液聚合反应合成温敏性纳米胶液；步骤S12 乳液聚合反应后，加入含有丙烯酸钠、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和水的混合溶液，搅拌混匀，加入过硫酸钠溶液，以100~200rpm的磁力搅拌转速继续搅拌进行交联聚合反应，所得产物为半互穿型微纳米复合胶液；步骤S2甘蔗叶纤维素制备：步骤S21将干燥蔗叶粉碎过80~100目筛得蔗叶粉；按质量份计，取蔗叶粉5~20份，以1: 2~10的固液质量比加入到质量终浓度为10~15%的尿素和5~10%的氢氧化钾混合溶液中，在-20℃下预冷静置4~6h，然后搅拌均匀，静置，去沉淀得匀浆;步骤S22 将所得匀浆与交联剂环氧氯丙烷混合，室温下搅拌均匀后，烘干得甘蔗叶纤维素；步骤S3 肥芯制备：取氮肥、步骤S2获得的甘蔗叶纤维素、羧甲基纤维素、膨润土、硅藻土，混合，喷水搅拌直到混匀为止，然后通过挤压造粒为肥芯颗粒；步骤S4 将步骤S1所得的半互穿型微纳米复合胶液喷洒在步骤S3所得的肥芯颗粒表面，胶液和肥芯的质量比为1:5~10，喷洒3-5次后，60~80℃烘干，烘干产物为所述半互穿型微纳米复合胶包被甘蔗叶纤维素基缓释氮肥。3.根据权利要求2所述的半互穿型微纳米复合胶包被甘蔗叶纤维素基缓释氮肥的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡朝华，袁照年，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：
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