[发明专利]一种具有螯合养分和促生功能的衣康酸-天冬氨酸二元共聚物及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有螯合养分和促生功能的衣康酸‑天冬氨酸二元共聚物及其制备方法。所述二元共聚物的制备方法：以衣康酸和天冬氨酸的单体，在磷酸盐缓冲溶液和引发剂存在下，发生共聚反应，其中，衣康酸和天冬氨酸的摩尔比为1：(0.25‑4)。本发明的衣康酸‑天冬氨酸二元共聚物作为肥料添加剂，不仅对微量元素具有良好的螯合作用，避免养分固定，而且具有促进种子萌发，促进幼苗生长发育等促生作用，提高养分利用的效果，同时二元共聚物易生物降解，在农业生产中的应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种具有螯合养分和促生功能的衣康酸-天冬氨酸二元共聚物及其制备方法。

背景技术

螯合剂在水溶肥料中应用广泛，乙二胺四乙酸(EDTA)和羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)是目前常用的肥料螯合剂，价格昂贵且生物降解性差，长期施用到土壤中会给土壤环境带来一定风险。目前越来越多的研究深入到新型环境友好的绿色螯合剂产品的制备中。氨基酸是近年来发展较快的第三代微量元素添加剂，尤其是天冬氨酸，具有较高的生物学效价、易于吸收、安全无毒等特点，能够促进种子发芽和幼苗生长，提高作物抗逆性，但是螯合效率较低。

因此，有必要研发出一种螯合效率高，且具有促生功能的肥料添加剂。

发明内容

为此，本发明提供一种具有螯合养分和促生功能的衣康酸-天冬氨酸二元共聚物及其制备方法。

具体而言，本发明首先提供一种衣康酸-天冬氨酸二元共聚物的制备方法，以衣康酸和天冬氨酸的单体，在磷酸盐缓冲溶液和引发剂存在下，发生共聚反应，其中，衣康酸和天冬氨酸的摩尔比为1： (0.25-4)。

本发明发现，天冬氨酸与衣康酸在上述单体配比下进行共聚反应，所制备的共聚物对微量元素具有较好的螯合作用，能大幅提高对Fe、 Ca、Zn、Mn等的螯合效率，可用作肥料微量元素的螯合剂，同时，所制备的共聚物还能高效促进种子萌发，提高种子发芽率，促作幼苗生长，具有较好的促生功能。

本发明进一步发现，当所述衣康酸和天冬氨酸的摩尔比为1：(1-4) 时，所制备的二元共聚物发挥更优异的螯合作用，特别是显著增加对 Fe的螯合效率，另外，所制备的二元共聚物的产率更高，有利于降低生产成本。

作为优选，所述共聚反应的温度为60-100℃。在上述反应温度下，更有利于提高所制备的二元共聚物的螯合性能和促生效果。在一些优选的实施例中，所述共聚反应的温度为80-95℃。

作为优选，所述磷酸盐缓冲溶液的pH为7.0-9.0，其用量为衣康酸和天冬氨酸总质量的2-5倍。本发明进一步发现，反应体系中添加磷酸盐缓冲溶液一方面促进单体溶解，另一方面，磷酸盐和引发剂共同作为引发体系，引发聚合反应顺利进行，并缩短聚合时间。进一步优选，所述磷酸盐缓冲溶液由每1000份的去离子水溶解0.5-10质量份的磷酸氢二钾和0.3-10质量份的磷酸二氢钾配制而成。

作为优选，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠的一种或多种，其用量为衣康酸和天冬氨酸总质量的3-10％。

作为优选，将所述引发剂配制成质量浓度25-50％的水溶液，并在0.5-2小时内添加完毕。

作为优选，反应结束后，向反应溶液中加入沉淀剂，收集沉淀物，冷冻干燥即得；其中，所述沉淀剂由乙醇和丙酮按照体积比1：(1-3) 配制而成。在上述条件下，更有利于提高聚合物的得率。

在一些更具体的实施例中，本发明所述的衣康酸-天冬氨酸二元共聚物的制备方法，包括如下步骤：

S1、将摩尔比1：(0.25-4)的衣康酸和天冬氨酸加入到用量为衣康酸和天冬氨酸总质量的2-5倍、pH为7.0-9.0的磷酸盐缓冲溶液中，升温搅拌至溶解完全，并保温至60-100℃；