一种聚谷氨酸络合组合物及其制备方法和应用与流程

本技术涉及植物调节剂和肥料领域，尤其涉及一种聚谷氨酸络合组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近年来，化肥以及农药的大量使用以及研发带来了化肥和农药的生产成本上升、土壤污染以及农产品质量安全隐患等一系列问题。在化肥农药化学品领域，植物生长调节剂在降低化肥用量、提高作物产量方面已经发挥了一定的作用。但是同时，植物生长调节剂也存在着一些问题，例如植物生长调节剂的使用不当会产生药害、针对不同的植物选用的植物调节剂不当，浪费资源。且对于土壤的改良和修复作用较少，导致在长期的植物种植周期当中，土壤质量持续变差，且无法有效提高植物或作物对于生态环境变化的适应性。因此，一种能够帮助植物或作物生长调节，提高其抗逆抗虫病害性能的同时，还能够有效改善土壤质量的植物调节组合物是农业领域现阶段需解决的关键问题之一。

2、其中，聚谷氨酸作为一种生物调节剂，在农业领域中有着广泛的应用前景。其对植物生长和发育的促进作用、植物抗逆性的增强以及土壤质量的改善等方面的优势，使得它成为可持续农业发展和环境保护的重要工具。但同时，聚谷氨酸同时也面临着一些问题，例如聚谷氨酸的易挥发以及絮凝问题，成为了其广泛应用于植物调节剂领域的最大阻碍。

3、所以，为了解决上述问题，本技术中提供了一种聚谷氨酸络合组合物及其制备方法，其制备的最终产物不仅具有优异的植物生长调节以及果实质量提高作用，还能够有效避免现有聚谷氨酸类植物调节剂中的挥发和絮凝问题，自身具有良好的稳定性，并且在肥料的制备中能够替代现有的聚谷氨酸进行添加，具有优异的肥料/化肥领域适用性。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术第一方面提供了一种聚谷氨酸络合组合物，以质量百分计，原料包括：5~20%聚谷氨酸络合物，10~30%表面活性剂，1~20%助剂，去离子水补充余量。

2、作为一种优选的方案，所述聚谷氨酸络合物的制备方法包括以下步骤：s1：将无机金属化合物与聚谷氨酸混合加入反应容器中，加入反应溶剂，调节ph为4~7；s2：升温至40~50℃，之后保温反应0.5~4h，反应过程中始终控制ph为4~7，反应完成后将产物过滤除杂，得到的滤液即为聚谷氨酸络合物。

3、作为一种优选的方案，所述无机金属化合物与聚谷氨酸的摩尔比为（1~1.2）：（2.5~4）。

4、作为一种优选的方案，所述无机金属化合物与聚谷氨酸的摩尔比为（1~1.2）：（3~3.8）。

5、作为一种优选的方案，所述无机金属化合物为铜、铁、锰、锌、钙、镁的无机化合物中的至少一种。

6、作为一种优选的方案，所述铜的无机化合物为氯化铜、硫酸铜、碳酸铜、氧化铜中的至少一种。

7、作为一种优选的方案，所述铁的无机化合物为氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸铁中的至少一种。

8、作为一种优选的方案，所述锰的无机化合物为氯化锰、硫酸锰、硝酸锰中的至少一种。

9、作为一种优选的方案，所述锌的无机化合物为氯化锌、硝酸锌、碳酸锌中的至少一种。

10、作为一种优选的方案，所述钙的无机化合物为氯化钙。

11、作为一种优选的方案，所述镁的无机化合物为氯化镁、硫酸镁、硝酸镁中的至少一种。

12、作为一种优选的方案，本技术中采用的上述无机金属化合物包括其水合物形式。

13、作为一种优选的方案，所述聚谷氨酸络合物的制备方法的s1中反应溶剂的加入量为无机金属化合物与聚谷氨酸总体积的1.5~4.5倍。

14、作为一种优选的方案，所述聚谷氨酸络合物的制备方法的s1中反应溶剂的加入量为无机金属化合物与聚谷氨酸总体积的2.5~4倍。

15、作为一种优选的方案，所述反应溶剂为去离子水、有机-水混合溶剂、有机溶剂中的至少一种。

16、作为一种优选的方案，所述反应溶剂为去离子水或有机-水混合溶剂。

17、作为一种优选的方案，所述有机-水混合溶剂的有机溶剂为乙醇、丙酮、丙醇中的任一种。

18、作为一种优选的方案，所述有机-水混合溶剂中有机溶剂与水的体积为（0.1~0.5）：1。

19、本技术中，通过采用上述的络合物制备方法，将聚谷氨酸与无机金属化合物成功络合，形成的络合物不仅能够具有良好的生长调节作用以及土壤改善效果，在组合物中使用时，还能够通过其络合作用以及整体体系网状作用，增强分子之间的连接作用与粘结性，进而在使用和储存的过程中表现出更优异的防挥发以及防絮凝效果，从而大幅提高了聚谷氨酸类调节剂其本身的稳定性，进而能够使得得到的组合物能够在各种肥料化学品中具有更好的保存性，从而在长期储存和使用过程中保证良好的调节和改善活性。

20、作为一种优选的方案，所述表面活性剂为聚氧乙烯醚类表面活性剂和聚乙烯吡咯烷酮的组合物。

21、作为一种优选的方案，所述聚氧乙烯醚类表面活性剂和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为（4~7）：（0.5~1.5）。

22、作为一种优选的方案，所述聚氧乙烯醚类表面活性剂和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为（5~6）：（0.6~1）。

23、作为一种优选的方案，所述聚氧乙烯醚类表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、芳基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚中的至少一种。

24、作为一种优选的方案，所述聚氧乙烯醚类表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和芳基酚聚氧乙烯醚。

25、作为一种优选的方案，所述脂肪醇聚氧乙烯醚和芳基酚聚氧乙烯醚的质量比为（2~3）：（4~4.5）。

26、作为一种优选的方案，所述脂肪醇聚氧乙烯醚和芳基酚聚氧乙烯醚的质量比为2.5：4.5。

27、作为一种优选的方案，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的羟值为80~130mgkoh/g。

28、作为一种优选的方案，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的羟值为90~120mgkoh/g。

29、作为一种优选的方案，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚。

30、本技术人发现，当采用特定羟值的鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚与其它表面活性剂复配使用时，能够大幅提高络合组合物的防挥发性以及自身热稳定性，避免絮凝现象。当采用上述鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚时，其特定羟基下的长碳链能够自然缠绕在聚谷氨酸络合物的表面，使得其表面和四周带有了较多的羟基的长链，能够有效改善因为络合之后，聚谷氨酸在水中水溶性进一步降低的问题，进而增强整体组合的相容稳定性；另一方面，配合其它加入的表面活性剂等成分，能够在表面形成多层结构，从而增加组合物体系中的各液滴相之间的运动阻力，因此在高温能量升高时，也能大幅降低各液滴相之间的碰撞频率，以减少碰撞之后的融和现象，进而避免了组合物在使用和储存环境下的失活絮凝问题，具有极高的自身稳定性。

31、作为一种优选的方案，所述芳基酚聚氧乙烯醚为苯乙基酚聚氧乙烯醚和三甲基苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚。

32、作为一种优选的方案，所述苯乙基酚聚氧乙烯醚和三甲基苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚的质量比为（1~2）：（1~2）。

33、作为一种优选的方案，所述芳基酚聚氧乙烯醚的hlb值为13~20。

34、作为一种优选的方案，所述芳基酚聚氧乙烯醚的hlb值为15.5~18。

35、本技术中通过采用特定的hlb值的芳基酚聚氧乙烯醚与鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚的复配，能够利用hlb值来调节芳基酚聚氧乙烯醚对于络合组合物的刚性的影响，还能够进一步在络合组合物体系中形成较多的分子间作用效果，从而提高了整体络合组合物分子与分子之间的排列有序性，因此，在此较高序环境体系下，减少了体系分子重新混合排列的速度，并且在各种能量输入环境中都能够尽力保持整体的规整性，进而保证了活性成分保留率以及整体的稳定性。

36、作为一种优选的方案，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为3000~12000。

37、作为一种优选的方案，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为9000~12000。

38、作为一种优选的方案，所述聚乙烯吡咯烷酮为聚乙烯吡咯烷酮k90。

39、本技术发现采用特定分子量的聚乙烯吡咯烷酮k90复配使用，能够在络合组合物体系形成规整网状结构的时候，促进各链段之间的缠结程度，进而提高整体的组合的运动粘度，使得组合物在化肥/肥料制品中使用时，能够保证其在肥料体系中的留存度以及合适的流动度，但若采用分子量更大的其它表面活性剂，可能导致高温条件下界面膜体积膨胀，从而对高温稳定性产生不利影响，而分子量太少时，又不能有效起到缠结促进作用，进而无法提高整体体系的稠度。

40、作为一种优选的方案，所述助剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、环己酮、二甲基亚砜、丙酮中的至少一种。

41、作为一种优选的方案，所述助剂为乙醇和异丙醇。

42、作为一种优选的方案，所述乙醇和异丙醇的质量比为（1~3）：（0.5~1）。

43、作为一种优选的方案，所述乙醇和异丙醇的质量比为（1.5~2.5）：（0.8~1）。

44、本技术第二方面提供了一种上述聚谷氨酸络合组合物的制备方法，制备方法包括以下步骤：s1：将得到的聚谷氨酸络合物与表面活性剂以及助剂优先混合，升温至45~55℃活化保温1~2h；s2：将去离子水加入，在600~1000r/min转速下混合搅拌40~80min，搅拌完成后除菌处理，即得。

45、本技术第三方面提供了一种上述聚谷氨酸络合组合物的应用，包括该聚谷氨酸络合组合物在农业肥料配方中的应用。

46、作为一种优选的方案，所述聚谷氨酸络合组合物在农业肥料配方中的含量为0.1~10wt%。

47、本技术具有的有益效果：

48、1、本技术中提供的一种聚谷氨酸络合组合物，其不仅具有优异的植物生长调节以及果实质量提高作用，还能够有效避免现有聚谷氨酸类植物调节剂中的挥发和絮凝问题，自身具有良好的稳定性，并且在肥料的制备中能够替代现有的聚谷氨酸进行添加，具有优异的肥料/化肥领域适用性。

49、2、本技术中提供的一种聚谷氨酸络合组合物，通过采用聚谷氨酸的络合的方法，不仅保证了组合物具有良好的生长调节作用以及土壤改善效果，在组合物中使用时，还能够通过其络合作用以及整体体系网状作用，增强分子之间的连接作用与粘结性，进而在使用和储存的过程中表现出更优异的防挥发以及防絮凝效果，从而大幅提高了聚谷氨酸类调节剂其本身的稳定性，进而能够使得得到的组合物能够在各种肥料化学品中具有更好的保存性。

50、3、本技术中提供的一种聚谷氨酸络合组合物，其采用特定羟值的鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚与其它表面活性剂复配使用时，能够大幅提高络合组合物的防挥发性以及自身热稳定性，避免絮凝现象；特定羟基下的长碳链能够自然缠绕在聚谷氨酸络合物的表面，使得其表面和四周带有了较多的羟基的长链，能够有效改善因为络合之后，聚谷氨酸在水中水溶性进一步降低的问题，进而增强整体组合的相容稳定性；另一方面，配合其它加入的表面活性剂等成分，能够在表面形成多层结构，从而增加组合物体系中的各液滴相之间的运动阻力，因此在高温能量升高时，也能大幅降低各液滴相之间的碰撞频率，以减少碰撞之后的融和现象。

51、4、本技术中提供的一种聚谷氨酸络合组合物，其采用特定的hlb值的芳基酚聚氧乙烯醚与鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚的复配，能够利用hlb值来调节芳基酚聚氧乙烯醚对于络合组合物的刚性的影响，还能够进一步在络合组合物体系中形成较多的分子间作用效果，从而提高了整体络合组合物分子与分子之间的排列有序性，因此，在此较高序环境体系下，减少了体系分子重新混合排列的速度，并且在各种能量输入环境中都能够尽力保持整体的规整性。

52、5、本技术中提供的一种聚谷氨酸络合组合物，采用特定分子量的聚乙烯吡咯烷酮k90复配使用，能够在络合组合物体系形成规整网状结构的时候，促进各链段之间的缠结程度，进而提高整体的组合的运动粘度，使得组合物在化肥/肥料制品中使用时，能够保证其在肥料体系中的留存度以及合适的流动度，但若采用分子量更大的其它表面活性剂，可能导致高温条件下界面膜体积膨胀，从而对高温稳定性产生不利影响，而分子量太少时，又不能有效起到缠结促进作用，进而无法提高整体体系的稠度。