專利名稱:一種緩溶型化肥及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控釋型肥料，具體涉及一種具有緩溶功能的化肥及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，化肥在農(nóng)業(yè)中起著越來越重要的作用，目前逐步出現(xiàn)了復(fù)合肥料、納米肥料、有機(jī)肥料、綠色肥料、高效肥料等。但在肥料的使用中存在兩大問題一是化肥用量大，利用率低；二是化肥施用不合理造成肥料流失環(huán)境污染，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示我國每千克化肥增產(chǎn)的糧食不及世界平均水平的一半，不及美國平均水平的1/3。主要是由于我國化肥利用率低，約40-60%的化肥流人環(huán)境中，未能起到肥效，引起生態(tài)環(huán)境惡化。因此利用不同的技術(shù)方法來提高肥料利用率是研究如何阻止或減少化肥養(yǎng)分流失問題的核心。
控釋肥料是解決這一核心問題的重要手段。根據(jù)植物對肥料的需要周期，通過控制釋放速度和釋放量在預(yù)期的時(shí)間內(nèi)控制肥料的釋放速度，可以提高肥料利用率，減少肥料流失。目前緩釋肥料通過以下主要途徑達(dá)到緩釋目的1、合成緩溶有機(jī)肥，如脲甲醛、異丁叉十脲等；2、合成緩溶無機(jī)肥，如磷酸銨鎂等；3、包膜緩釋，如利用硫黃、聚乙烯醇、木質(zhì)素、淀粉、無機(jī)礦物等作包膜涂層；4、通過添加抑制劑生產(chǎn)緩釋肥料。
中國專利公開號為CN1470485A公開了載體型緩釋肥料及制備方法，該方法將化肥與載體物質(zhì)混合，加入交聯(lián)劑攪拌反應(yīng)而得。由于直接混合法難以控制延緩肥料溶解性。
中國專利公開號為CN1566034A公開了一種全程調(diào)控營養(yǎng)的緩釋/控釋肥料及制備方法，該方法通過聚乙烯醇、聚丙烯酸等作包膜材料得到緩釋化肥。
中國專利公開號為CN15654439A公開了一種摻混型高濃度緩釋肥料生產(chǎn)方法，該方法使用粘土 -聚酯混聚物、磺化木質(zhì)素、烯烴化合物-淀粉、廢舊塑料-淀粉、石蠟等作為包覆材料制備緩釋化肥。
目前我國控效緩釋肥料研究已取得了一定進(jìn)展，生產(chǎn)能力接近千萬噸，但大都采用傳統(tǒng)的包膜法，包膜材料以硫磺、聚乙烯醇、聚烯烴、木質(zhì)素、石蠟為主。盡管包膜控釋材料具有良好的成膜，但成本較高，包覆制作時(shí)需要加水或加熱溶解后才可以包覆，制作工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本昂貴，所以大部分控釋/緩釋化肥僅應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的花卉、蔬菜、草皮等生產(chǎn)，在傳統(tǒng)農(nóng)作物中的應(yīng)用還較少。尤其是大部分包膜材料降解性能差，在短時(shí)間內(nèi)難以完全降解，容易對環(huán)境和農(nóng)田造成污染。因此需要進(jìn)一步開發(fā)價(jià)廉、優(yōu)質(zhì)、高效的控釋肥料品種，從根本上扭轉(zhuǎn)我國農(nóng)業(yè)化肥利用率低、環(huán)境污染大的現(xiàn)狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對目前緩釋化肥包膜成本高、工藝復(fù)雜、控釋不穩(wěn)定、包膜材料難以降解的缺陷，提供一種緩溶型化肥。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種緩溶型化肥的制備方法，該方法是通過肥料與緩釋載體的瞬時(shí)共混反應(yīng)將肥料分散于載體材料的微小氣孔中，從而通過載體材料的緩慢溶解達(dá)到肥料的緩釋。
本發(fā)明一種緩溶型化肥，其特征在于載體為變性淀粉，其原料組成(重量份)如下 化肥 60-70份，
酯化淀粉20-30份，
交聯(lián)淀粉5-10份，
成核劑O. 2-0. 5份，
其中所說的化肥為氮肥如碳酸氫銨、尿素、硝銨、氯化銨、硫酸銨，磷肥如過磷酸鈣、鈣鎂磷肥，鉀肥如氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀，微量元素肥料如含有硼、鋅、鐵、鑰、錳、銅、鈣、鎂、硫等的肥料中的一種或幾種的配合物；所說的酯化淀粉是取代度為I. 0-3. O的脂肪酸酯淀粉、烯基琥珀酸酐淀粉酯、磷酸酯化淀粉、羥丙基淀粉醋酸酯、醋酸酯淀粉、硫酸酯淀粉中的 一種或多種的混合物，可以根據(jù)植物養(yǎng)分需要周期，通過選擇不同取代度的酯化淀粉達(dá)到控釋的目的；所說的交聯(lián)淀粉為乙二醛淀粉、三氯磷淀粉、環(huán)氧氯丙烷淀粉中的一種或多種的混合物；所說的成核劑為苯甲酸鈉、苯乙酸鋁、己二酸鈉、戊二酸鈉中的一種。
上述緩溶型化肥，其中所說使用的化肥種類可以根據(jù)植物需求搭配。
本發(fā)明一種緩溶型復(fù)合肥，其具體制備步驟如下
1)將60-70重量份的化肥、20-30重量份的酯化淀粉、5-10重量份的交聯(lián)淀粉、
O.2-0. 5重量份的成核劑在捏煉機(jī)中預(yù)反應(yīng)；
2)將螺桿混煉機(jī)預(yù)熱至80-100°C，通過冷卻水控制恒溫，將步驟I)的物料不斷加入螺桿混煉機(jī)，瞬時(shí)熔融的淀粉與化肥發(fā)生共混、包覆，使化肥分散在淀粉熔體中；
3)開啟螺桿混煉機(jī)末端的熔體泵，維持模頭壓力在I.0-1. 2Mpa，螺桿產(chǎn)生的剪切使淀粉自然水發(fā)生汽化，在螺桿模口發(fā)生噴射形成多孔顆粒狀緩溶型化肥。
在上述緩溶型化肥的制備方法中，其中所說使用螺桿混煉機(jī)為往復(fù)式銷釘螺桿機(jī)或者同向雙螺桿擠出機(jī)，物料在運(yùn)動(dòng)中被切割、翻轉(zhuǎn)、捏合和位伸達(dá)到充分混煉效果。
在上述緩溶型復(fù)合肥的制備方法中，螺桿機(jī)長徑比為10-15，物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間短，減少化肥的熱降解。
在上述緩溶型復(fù)合肥的制備方法中，其中所說使用螺桿混煉機(jī)出料口孔徑為3mm。
本發(fā)明突出的特點(diǎn)在于
I、本發(fā)明將化肥分散在變性淀粉中，利用變性淀粉在水中緩溶的特性，致使變性淀粉在遇水、遇濕時(shí)緩慢溶解從而緩慢溶解化肥，達(dá)到化肥緩溶的目的。
2、本發(fā)明可根據(jù)植物養(yǎng)分需要周期，選用不同取代度的酯化淀粉，可以有效控制溶解速度，具有穩(wěn)定的控釋功能。
3、本發(fā)明利用短長徑比往復(fù)式銷釘螺桿機(jī)或同向雙螺桿擠出機(jī)，在成核劑作用下將化肥均勻混煉分散在微小淀粉氣孔內(nèi)，化肥不會(huì)發(fā)生揮發(fā)降解。
4、本發(fā)明選用的變性淀粉做化肥的緩溶載體材料，隨著載體材料的溶解，逐步釋放化肥，可完全降解，無殘留，對植物無副作用，不污染環(huán)境，生產(chǎn)效率高，成本低，可在普通農(nóng)作物中廣泛推廣使用。
具體實(shí)施方式
以下通過具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
實(shí)施例I
稱取尿素50份、氯化鉀15份、取代度為I. O脂肪酸酯淀粉30份、乙二醛淀粉5份、苯甲酸鈉O. 2份。
I)將脂肪酸酯淀粉、乙二醛淀粉、尿素、氯化鉀、苯甲酸鈉在捏煉機(jī)中預(yù)反應(yīng)；
2)將螺桿混煉機(jī)預(yù)熱至80-100°C，通過冷卻水控制恒溫，將步驟I)的物料不斷加入往復(fù)式單螺桿銷釘混煉機(jī)，瞬時(shí)熔融的變性淀粉與化肥發(fā)生共混、包覆，使化肥分散在淀粉熔體中；
3)開啟螺桿混煉機(jī)末端的熔體泵，維持模頭壓力在I.0-1. 2Mpa,螺桿產(chǎn)生的剪切使淀 粉自然水發(fā)生汽化，在螺桿模口發(fā)生噴射形成顆粒狀緩溶型化肥。
通過尿素浸出測試，本發(fā)明緩溶化肥養(yǎng)分釋放如下表
_巴時(shí)間I肥效浸出率I載體材料溶解率^
24h10%5%
30d95%85%
60d I完全消失 I完全消失 —
實(shí)施例2
稱取取代度為I. 5的磷酸酯化淀粉25份、三氯磷交聯(lián)淀粉10份、過磷酸鈣60份、苯乙酸鋁O. 2份。
I)將磷酸酯化淀粉、三氯磷交聯(lián)淀粉、過磷酸鈣、乙酸鋁在捏煉機(jī)中預(yù)反應(yīng)；
2)將螺桿混煉機(jī)預(yù)熱至80-100°C，通過冷卻水控制恒溫，將步驟I)的物料不斷加入往復(fù)式單螺桿銷釘混煉機(jī)，瞬時(shí)熔融的變性淀粉與化肥發(fā)生共混、包覆，使化肥分散在淀粉熔體中；
3)開啟螺桿混煉機(jī)末端的熔體泵，維持模頭壓力在I.0-1. 2Mpa,螺桿產(chǎn)生的剪切使淀粉自然水發(fā)生汽化，在螺桿?？诎l(fā)生噴射形成顆粒狀緩溶型化肥。
通浸出測試，本發(fā)明緩溶化肥養(yǎng)分釋放如下表
胃巴時(shí)間I肥效浸出率I載體材料溶解率^
24h6%~3%
30d45%63%
60d92%87%
90d I完全消失 I完全消失 —
實(shí)施例3
稱取取代度為3. O的烯基琥珀酸酐淀粉酯15份、取代度為3. O醋酸酯淀粉5份、環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)淀粉8份、硝銨70份、戊二酸鈉O. 5份。
I)將磷酸酯化淀粉、醋酸酯淀粉、環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)淀粉、硝銨、戊二酸鈉在捏煉機(jī)中預(yù)反應(yīng)；
2)將螺桿混煉機(jī)預(yù)熱至80-100°C，通過冷卻水控制恒溫，將步驟I)的物料不斷加入同向雙螺桿混煉機(jī)，瞬時(shí)熔融的變性淀粉與化肥發(fā)生共混、包覆，使化肥分散在淀粉熔體中；
3)開啟螺桿混煉機(jī)末端的熔體泵，維持模頭壓力在I.0-1. 2Mpa,螺桿產(chǎn)生的剪切使淀粉自然水發(fā)生汽化，在螺桿模口發(fā)生噴射形成顆粒狀緩溶型化肥。
通浸出測試，本發(fā)明緩溶化肥養(yǎng)分釋放如下表
權(quán)利要求
1.一種緩溶型化肥，其特征在于載體為變性淀粉，其原料組成(重量份)如下 化肥60-70份， 酯化淀粉20-30份， 交聯(lián)淀粉5-10份， 成核劑O. 2-0. 5份。
2.如權(quán)利要求
I所述的一種緩溶型化肥，其特征是所說的酯化淀粉是取代度為I. 0-3. O的脂肪酸酯淀粉、烯基琥珀酸酐淀粉酯、磷酸酯化淀粉、羥丙基淀粉醋酸酯、醋酸酯淀粉、硫酸酯淀粉中的一種或多種的混合物。
3.如權(quán)利要求
I所述的一種緩溶型化肥，其特征是所說的交聯(lián)淀粉為乙二醛淀粉、三氯磷淀粉、環(huán)氧氯丙烷淀粉中的一種或多種的混合物。
4.如權(quán)利要求
I所述的一種緩溶型化肥，其特征是所說的成核劑為苯甲酸鈉、苯乙酸鋁、己二酸鈉、戊二酸鈉中的一種。
5.制備如權(quán)利要求
1-4任一項(xiàng)所述的一種緩溶型化肥，其特征在于具體制備步驟如下 1)將60-70重量份的化肥、20-30重量份的酯化淀粉、5-10重量份的交聯(lián)淀粉、O.2-0. 5重量份的成核劑在捏煉機(jī)中預(yù)反應(yīng)； 2)將螺桿混煉機(jī)預(yù)熱至80-100°C，通過冷卻水控制恒溫，將步驟I)的物料不斷加入螺桿混煉機(jī)，瞬時(shí)熔融的淀粉與化肥發(fā)生共混、包覆，使化肥分散在淀粉熔體中； 3)開啟螺桿混煉機(jī)末端的熔體泵，維持模頭壓力在I.0-1. 2Mpa，螺桿產(chǎn)生的剪切使淀粉自然水發(fā)生汽化，在螺桿?？诎l(fā)生噴射形成多孔顆粒狀緩溶型化肥。
6.如權(quán)利要求
5所述的一種緩溶型化肥的制備方法，其特征在于所使用螺桿混煉機(jī)為往復(fù)式銷釘螺桿機(jī)或者同向雙螺桿擠出機(jī)。
7.如權(quán)利要求
5-6任一項(xiàng)所述的一種緩溶型化肥的制備方法，其特征在于所說的螺桿機(jī)長徑比為10-15，出料口孔徑為3mm。
專利摘要
一種緩溶型化肥及制備方法。其特征在于化肥載體為變性淀粉，其原料組成(重量份)為化肥60-70份，酯化淀粉20-30份，交聯(lián)淀粉5-10份，成核劑0.2-0.5份。其制備方法是利用短長徑比螺桿機(jī)，在成核劑作用下將化肥均勻混煉分散在淀粉微小氣孔內(nèi)，利用淀粉緩慢溶解的特性和不同取代度酯化淀粉在水中溶解周期不同的特性，致使變性淀粉在遇水、遇濕時(shí)緩慢溶解，從而達(dá)到緩滿釋放化肥和控釋的目的。該材料具有生產(chǎn)效率高、工藝易控、成本低、控釋穩(wěn)定的特點(diǎn)，可在普通農(nóng)作物中廣泛推廣使用。
文檔編號C05G3/00GKCN102942413SQ201210443088
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月8日
發(fā)明者陳慶, 曾軍堂 申請人:成都新柯力化工科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan