保水缓/控释肥料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种保水缓／控释肥料及其制备方法，包括有非金属矿物、水溶性乙烯类不饱和单体、水溶性自由基聚合引发剂、交联剂、肥料、赋型添加剂，保水缓／控释肥料，其制备方法为物理混合、化学合成和包衣三种方法，本发明专利技术同时具备肥料缓、控释、保水释水、改善土壤结构的功能，有效提高了肥料利用率，赋予肥料新功能：即有效保持土壤水分，根据作物所需释放水分，促进作物生长；有效改善土壤结构，增强土壤透气性，降低了保水剂的应用成本，便于推广，减少了以往施肥料、施保水剂、调整土壤结构所带来的繁琐工序，节省了人力、物力。环境友好，利于环保，促进资源可持续性发展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
我国农业施肥长期以来存在施用单质肥料、一次施肥、肥料养分利用率低的问题，如氮肥的当季利用率只有30％～40％，磷肥的当季利用率为10～25％，钾肥的利用率为50～60％。这是因为常规肥料水溶性高，养分释放快，释放期短，养分释放期及强度通常与作物养分吸收期及强度不相吻合而导致的。近年来，研究开发的各种缓/控释肥料采用多种机制对常规肥料水溶性进行控制，有效地延缓或控制肥料养分释放，使肥料养分释放期及强度与作物养分吸收规律基本吻合，降低了肥料养分损失，提高了肥料养分利用率。然而，研究表明肥料肥效的发挥还取决于土壤水分含量及有效性，水、肥之间存在着交互效应。因此，研究开发具有保水功能的缓/控释肥料是需要迫切解决的生产实际问题，也是水肥互作及耦合理论实践的需要。近年来，保水肥料研究日益受到关注。一般来说，农林保水材料由于成本偏高，抗盐性差，使其应用受到限制。近年来出现的新型非金属矿物保水剂以其成本低、抗盐性好、改良土壤等特性，成为研究保水肥料的最重要的原材料之一。因此，将肥料产品与新型非金属矿物保水剂有机结合，可有效提高肥料利用率，提高土壤含水率和保水率并综合改良土壤。这将带来巨大的社会效益和经济效益，同时，利于环境保护，促进资源可持续性发展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是针对上述现有技术而提出的一种保水缓/控释肥料，通过对肥料和水分的“吸持—释放”机理，发挥优良的缓、控释作用，有效提高肥料利用率，提高土壤含水率和保水率并综合改良土壤。本专利技术的另外一个目的是提供保水缓/控释肥料的制备方法。本专利技术为解决上述提出的问题所采用的解决方案为，保水缓/控释肥料，包括有非金属矿物、水溶性乙烯类不饱和单体、水溶性自由基聚合引发剂、水溶性自由基聚合交联剂、肥料、赋型添加剂，各组分含量按重量百分比计为非金属矿物0.1％～60％、水溶性乙烯类不饱和单体0.1％～60％、水溶性自由基聚合引发剂0.0001％～0.001％、水溶性自由基聚合交联剂0.0001％～0.002％、肥料20％～99％、赋型添加剂0％～20％。各组分优选的含量按重量百分比计为非金属矿物4％～40％、水溶性乙烯类不饱和单体4％～50％、水溶性自由基聚合引发剂0.0002％～0.0008％、水溶性自由基聚合交联剂0.0004％～0.0016％、肥料40％～90％、赋型添加剂1％～5％。各组分最佳的含量按重量百分比计为非金属矿物4.2％～20％、水溶性乙烯类不饱和单体4.2％～20％、水溶性自由基聚合引发剂0.0004％～0.0007％、水溶性自由基聚合交联剂0.0004％～0.001％，肥料65％～90％，赋型添加剂1％～4％。接上述方案，所述的非金属矿物为膨润土、蒙脱石、钠钙铝硅酸盐、高岭土、镁质粘土、绢云母、累托石、伊利石、沸石、石英中的一种或多种的混合。接上述方案，所述的肥料为氮肥、磷肥、钾肥、复合肥、微量元素肥、有机肥、有机复合肥中的一种或多种的混合。保水缓/控释肥料，其制备方法为物理混合，其制备过程为1)混合配料将非金属矿物加入到水溶性乙烯类不饱和单体溶液中，再依次加入水溶性自由基聚合引发剂和水溶性自由基聚合交联剂，溶解完全，采用高速搅拌机进行搅拌分散或采用胶体磨进行分散，得到混合物料；2)聚合反应混合物料在反应器中于40～150℃加热1～10小时，得到凝胶；3)将反应生成的凝胶在真空或非真空条件下，干燥，粉碎，得到非金属矿物保水材料；4)将该非金属矿物保水材料和肥料、赋型添加剂一同混合均匀并造粒，即得保水缓/控释肥料颗粒；保水缓/控释肥料，另一制备方法是化学合成，其制备过程为1)混合配料将非金属矿物加入到水溶性乙烯类不饱和单体溶液中，加入肥料，溶解完全，再依次加入水溶性自由基聚合引发剂和水溶性自由基聚合交联剂，采用高速搅拌机进行搅拌分散或采用胶体磨进行分散，得到混合物料；2)聚合反应混合物料在反应器中于40～150℃加热1～10小时，得到凝胶；3)将反应生成的凝胶在真空或非真空条件下，干燥，粉碎，即得保水缓/控释肥料颗粒；保水缓/控释肥料，还一制备方法是包衣，其制备过程为1)混合配料将非金属矿物加入到水溶性乙烯类不饱和单体溶液中，溶解完全，再依次加入水溶性自由基聚合引发剂和水溶性自由基聚合交联剂，采用高速搅拌机进行搅拌分散或采用胶体磨进行分散，制备非金属矿物保水材料的待聚液；2)包衣过程在待聚液中加入赋型添加剂，均匀喷涂或包衣在经整粒形成的肥料颗粒周围，40～150℃加热1～10小时，即制得保水缓/控释肥料颗粒。下面详细介绍本专利技术1.非金属矿物保水材料(保水材料与非金属矿物复合物)非金属矿物保水材料是将我国资源丰富、价格低廉的非金属矿物与水溶性聚合物如聚丙烯酸(盐)、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺/丙烯酸(盐)共聚物等进行水溶液原位聚合复合法制备的具有综合生态环境效应的高分子保水功能复合材料。本专利技术采用该材料的原因是，该材料满足“环境友好、原材料易得且成本较低、吸液倍率和吸液速率适中、凝胶强度较大、在肥料及盐的混合液中具有较高稳定性、反复使用次数多及使用年限较长”等条件，在应用方面应满足“产品品种多样化、保水保土和赋肥多功能化、产品使用简单化、产品性能价格比高”等要求。2.肥料本专利技术所采用的肥料可以是氮肥、磷肥、钾肥、复合肥、微量元素肥、有机肥(有机复合肥)中的一种，也可以是根据作物生长需要而调配的专用肥料。3、水溶性乙烯类不饱和单体典型的离子型水溶性乙烯类不饱和单体是丙烯酸及其碱金属盐或铵盐，典型的非离子型单体是丙烯酰胺及其衍生物。其中优选的是丙烯酸及其钠盐或铵盐及丙烯酰胺。这些水溶性乙烯类不饱和单体可以单独使用，也可以混合使用。乙烯类不饱和水溶性单体在含水溶液中的浓度一般至少为20％，优选20-90％至饱和浓度。丙烯酸可以以部分地或全部地用碱金属或铵化合物中和的形式使用。中和度一般为40％～90％(摩尔)。4.水溶性自由基聚合交联剂本专利技术中使用的水溶性自由基聚合交联剂含至少二个可聚合的基团。典型的水溶性自由基聚合交联剂有双丙烯酰胺如N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，此类交联剂使高吸水保水剂在体相形成交联或轻度交联以提高高吸水保水剂的凝胶强度。6.水溶性自由基聚合引发剂适合此类聚合的水溶性自由基聚合引发剂为过硫酸盐，也可是氧化还原引发体系。如过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵。这些水溶性引发剂可以混合使用，也可以和还原性物质如亚铁离子、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠配合使用。本专利技术的有益之处在于同时具备肥料缓、控释、保水释水、改善土壤结构的功能，具体体现在以下几个方面1)有效提高了肥料利用率通过水肥的有机结合和释放机制固定或吸持肥料，并根据作物生长所需的周期和强度缓释、控释肥料，减少了因一次施肥带来的肥料流失和作物供养不足。2)赋予肥料新功能有效保持土壤水分，根据作物所需释放水分，促进作物生长；有效改善土壤结构，增强土壤透气性。3)降低了保水剂的应用成本，便于推广，减少了以往施肥料、施保水剂、调整土壤结构所带来的繁琐工序，节省了人力、物力。4)环境友好，利于环保，促进资源可持续性发展。具体实施例方式实施例1(采用工艺路线1)配方过磷酸钙(肥料)99％ 聚乙烯醇(赋型添加剂)0.1994％ 累脱石(非金属矿物)0.3％丙烯酸(水溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
保水缓／控释肥料，其特征在于包括有非金属矿物、水溶性乙烯类不饱和单体、水溶性自由基聚合引发剂、交联剂、肥料、赋型添加剂，各组分含量按重量百分比计为：非金属矿物０．１％～６０％、水溶性乙烯类不饱和单体０．１％～６０％、水溶性自由基聚合引发剂０．０００１％～０．００１％、水溶性自由基聚合交联剂０．０００１％～０．００２％、肥料２０％～９９％、赋型添加剂０％～２０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王海波，刘仲康，胡茂华，熊静峦，王建宏，
申请(专利权)人：武汉市海格尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]