專利名稱：一種土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土壤改良技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料。
背景技術(shù)：
我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，很多耕地因干旱、水土流失以及營養(yǎng)貧乏而導(dǎo)致作物產(chǎn)率低下，甚至無法耕作，給國家造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。通常為了解決這些問題會在土壤中加入土壤改良材料。早在20世紀(jì)初，西方國家中就開展了利用天然高分子如腐殖酸等改良土壤結(jié)構(gòu)的研究。到20世紀(jì)50年代，美國首先開發(fā)了商品名為Krilium的合成類高分子土壤結(jié)構(gòu)改良劑，它不僅能促使分散土粒形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、提高土壤水穩(wěn)定性，而且具有良好的耐降解能力。高聚物土壤改良材料按照原料來源主要分為三大類:天然高聚物改良材料(木質(zhì)素衍生物、多糖類衍生物等)、合成高聚物改良材料(聚丙烯酰胺、聚氨酯、丙烯酰胺-丙烯酸鈉共聚物等)和天然-合成共聚物改良材料(丙烯腈接枝淀粉或纖維素、丙烯酰胺接枝腐殖酸、醋酸乙烯接枝磺化木質(zhì)素等)。高聚物土壤改良材料可使分散的礦物質(zhì)顆粒形成人工團(tuán)粒并使天然團(tuán)粒的穩(wěn)定性提高，進(jìn)而使土壤的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)得到改善?，F(xiàn)有的高聚物土壤改良材料品種和功能相對單一、價(jià)格高，無法大面積推廣使用。申請?zhí)枮?01110394388.4的中國專利公開了一種蘇打堿化水田土壤改良劑，其由聚合硫酸鐵和聚合硫酸鋁按照一定比例混合而成。這種土壤改良劑只能用于改良蘇打堿化土壤，功能較為單一。申請?zhí)枮?01210028848.6的中國專利公開了一種土壤改良劑及其制備方法，其由聚合物、亞硝基鐵氰化鈉和水楊酸組成。這種土壤改良材料可以針對土壤多種脅迫環(huán)境(干旱、重金屬污染和酸性等)起作用，但其只起到阻斷脅迫環(huán)境的功能，本身并不能給土壤提供肥料，水分等。因而開發(fā)一種具有多種功能、制備工藝簡單、成本低廉、耐久性好的土壤改良營養(yǎng)型生態(tài)材料是未來發(fā)展的方向。`

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目地是提供一種成本低廉的具有吸水、保水、吸肥、保肥、緩釋肥料的多功能土壤改良及營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料。本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到:
一種土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料，該凝膠材料以親水性聚醚多元醇、多異氰酸酯、高吸水性樹脂、無機(jī)肥料、催化劑、成型穩(wěn)定劑、去離子水、環(huán)戊烷為原料，經(jīng)聚合反應(yīng)制備得到。凝膠材料各組分的質(zhì)量份用量為:親水性聚醚多元醇100份，多異氰酸酯10 80份，高吸水性樹脂5 25份，無機(jī)肥料10 55份，催化劑0.5 3份，成型穩(wěn)定劑0.5 3份，去尚子水0.1 2.5份,環(huán)戍燒I 25份。該凝膠材料優(yōu)選由如下質(zhì)量份的原料制成:親水性聚醚多元醇100份，多異氰酸酯15 50份，高吸水性樹脂10 22份，無機(jī)肥料25 50份，催化劑0.7 1.7份，成型穩(wěn)定劑I 2份，去離子水0.5 2份，環(huán)戊烷10 20份。本發(fā)明中的親水性聚醚多元醇為三官能度高活性聚醚多元醇，羥值為l(Tl00mgK0H/g，羥值優(yōu)選 3(T55mgK0H/g ；
本發(fā)明中的高吸水性樹脂為聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鉀，粒度為100 400目，粒度優(yōu)選200 300 目。本發(fā)明中的無機(jī)肥料為磷酸二氫銨、磷酸銨、硝酸銨、氮化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、過磷酸鈣中一種或多種，粒度為100 400目，粒度優(yōu)選200 300目。本發(fā)明中的多異氰酸酯可以為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、多次甲基多苯基異氰酸酯中的一種或幾種，異氰酸酯指數(shù)需控制在0.75 1.05之間。異氰酸酯指數(shù)是指異氰酸酯基團(tuán)物質(zhì)的量與羥基物質(zhì)的量的比值。本發(fā)明中的催化劑可以為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中一種及三乙烯二胺、四乙烯三胺中一種。本發(fā)明中的成型穩(wěn)定劑為有機(jī)硅表面活性劑。本發(fā)明中土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料通過聚合反應(yīng)制備，包括如下步驟:將親水性聚醚多元醇、催化劑、成型穩(wěn)定劑、無機(jī)肥料、去離子水、環(huán)戊烷，按照一定比例在室溫下攪拌均勻，靜置10 30分鐘；迅速加入多異氰酸酯，在3000r/min轉(zhuǎn)速下高速攪拌后倒入模具成型，再經(jīng)過切割粉碎得到土壤改良凝膠材料。本發(fā)明的有益效果:
1、與現(xiàn)有一般的土壤改良材料相比，本發(fā)明的土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料具有吸水、保水、吸肥、保肥、緩釋肥料、提高土壤透水性及通氣性、改善土壤溫度等多種功能。2、該土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料可以通過選擇合適的酸堿性無機(jī)肥料進(jìn)行制備，從而可以相應(yīng)改良土壤的酸堿性，以利于植物的成活。3、該土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料具有環(huán)境友好性，其殘余物在土壤中對植物的生長毫無影響。4、該土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料耐久性好，環(huán)保，成本低，制備工藝簡單，投資少，生產(chǎn)效率高，適用于缺水貧瘠地區(qū)，特別適用于砂質(zhì)地、干旱貧瘠土壤、荒漠化土地、沙漠等地區(qū)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但下述內(nèi)容并不是對本發(fā)明的限制。實(shí)施例1
在裝有攪拌器、溫度計(jì)的反應(yīng)容器中，加入羥值為39 mgKOH/g親水性聚醚多元醇100g，辛酸亞烯0.4g，三乙烯二胺0.6g，300目聚丙酸鈉20g，300目磷酸銨20g，300目氮化鉀15g，300目過磷酸鈣10g，成型穩(wěn)定劑1.3g，去離子水lg，環(huán)戊烷15g，在室溫下攪拌均勻，靜置IOmin ;迅速加入甲苯二異氰酸酯18g,在3000r/min轉(zhuǎn)速下高速攪拌后倒入模具成型，24h后經(jīng)切割粉碎得到土壤改良凝膠材料。其性能如下:吸去離子水倍率為357倍，吸人工尿?yàn)?3倍，吸0.9%生理鹽水為52倍， 30天后氮、磷、鉀釋放率分別為11.3%、9.4%、7.6%。實(shí)施例2在裝有攪拌器、溫度計(jì)的反應(yīng)容器中，加入羥值為43 mgKOH/g親水性聚醚多元醇100g，辛酸亞烯0.3g，四乙烯三胺0.5g，200目聚丙酸鉀16g，200目磷酸二氫銨18g，200目硫酸鉀19g，200目過磷酸鈣5g，成型穩(wěn)定劑1.6g，去離子水1.3g，環(huán)戊烷17g，在室溫下攪拌均勻，靜置18min ;迅速加入二苯基甲烷二異氰酸酯29g，在3000r/min轉(zhuǎn)速下高速攪拌后倒入模具成型，24h后經(jīng)切割粉碎得到土壤改良凝膠材料。其性能如下:吸去離子水倍率為308倍，吸人工尿倍率為39倍，吸0.9%生理鹽水倍率為46倍，30天后氮、磷、鉀釋放率分別為 6.7%、10.2%、5.4%ο實(shí)施例3
在裝有攪拌器、溫度計(jì)的反應(yīng)容器中，加入羥值為35 mgKOH/g親水性聚醚多元醇100g，二月桂酸二丁基錫0.3g，三乙烯二胺0.4g，300目聚丙酸鈉15g，300目聚丙酸鉀4g，300目磷酸二氫銨llg，300目磷酸銨15g，300目硝酸鉀10g，300目過磷酸鈣5g，成型穩(wěn)定劑1.5g，去離子水2g，環(huán)戊烷20g，在室溫下攪拌均勻，靜置20min ;迅速加入多次甲基多苯基異氰酸酯42g，在3000r/min轉(zhuǎn)速下高速攪拌后倒入模具成型，24h后經(jīng)切割粉碎得到土壤改良凝膠材料。其性能如下:吸去離子水倍率為363倍，吸人工尿倍率為45倍，吸0.9%生理鹽水倍率為55倍，30天后氮、磷、鉀釋放率分別為12.2%、13.1%、7.1%。實(shí)施例4
在裝有攪拌器、溫度計(jì)的反應(yīng)容器中，加入羥值為50 mgK0H/g親水性聚醚多元醇100g，辛酸亞烯0.5g，三乙烯二胺0.7g，200目聚丙酸鈉10g，200目磷酸銨10g，200目硫酸鉀13g，200目硝酸鉀10g，成型穩(wěn)定劑2g，去離子水0.7g，環(huán)戊烷12g，在室溫下攪拌均勻，靜置15min ;迅速加入甲苯二異氰酸酯10g，二苯基甲烷二異氰酸酯7g，在3000r/min轉(zhuǎn)速下高速攪拌后倒入模具成型，24h后經(jīng)切割粉碎得到土壤改良凝膠材料。其性能如下:吸去離子水倍率為290倍，吸人工尿倍率為32倍，吸0.9%生理鹽水倍率為37倍，一個(gè)月后氮、磷、鉀釋放率分別為 5.4%、3.2%、6.8%。
權(quán)利要求
1.一種土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料，其特征在于凝膠材料由如下質(zhì)量份的原料經(jīng)聚合反應(yīng)制備而成:親水性聚醚多元醇100份，多異氰酸酯10 80份，高吸水性樹脂5 25份，無機(jī)肥料10 55份,催化劑0.5 3份,成型穩(wěn)定劑0.5 3份,去離子水0.1 2.5份，環(huán)戊烷I 25份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料，其特征在于所述的親水性聚醚多元醇為三官能度高活性聚醚多元醇，羥值為l(Tl00mgK0H/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料，其特征在于所述的高吸水性樹脂為聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鉀，粒度為100 400目；所述的無機(jī)肥料為磷酸二氫銨、磷酸銨、硝酸銨、氮化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、過磷酸鈣中一種或多種，粒度為100 400目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料，其特征在于所述的多異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、多次甲基多苯基異氰酸酯中的一種或幾種，異氰酸酯的指數(shù)為0.75 1.05 ;催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中一種及三乙烯二胺、四乙烯三胺中一種；所述的成型穩(wěn)定劑為有機(jī)硅表面活性劑。
5.權(quán)利要求1所述的土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟:將親水性聚醚多元醇、高吸水性樹脂、無機(jī)肥料、催化劑、成型穩(wěn)定劑、去離子水、環(huán)戊烷，按照一定比例在室溫下攪拌均勻，靜置10 30分鐘；迅速加入多異氰酸酯，在3000r/min轉(zhuǎn)速下高速攪拌后倒入模具成型，再經(jīng)過切割粉碎得到土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠 材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種土壤改良營養(yǎng)型復(fù)合凝膠材料，該凝膠材料以親水性聚醚多元醇、多異氰酸酯、高吸水性樹脂、無機(jī)肥料、催化劑、穩(wěn)定劑、去離子水、環(huán)戊烷為原料，經(jīng)聚合反應(yīng)制備得到。該凝膠材料具有吸水、保水、吸肥、保肥、緩釋肥料等多種功能。同時(shí)，該凝膠材料耐久性好，成本低，制備工藝簡單，投資少，生產(chǎn)效率高，特別適用于砂質(zhì)地、干旱貧瘠土壤、荒漠化土地、沙漠等地區(qū)。
文檔編號C05G3/04GK103204747SQ20131008376
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者杜峰 申請人:江蘇瑞豐科技實(shí)業(yè)有限公司