一种通过离子渗透材料控释的钾肥及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种通过离子渗透材料控释的钾肥，其特征是水溶性钾肥外层包覆离子渗透材料。其中离子渗透材料是由醋酸纤维素、苯乙烯磺酸钠和活化剂聚合而成，当土壤体系中的钾离子浓度较低时，包覆在离子渗透材料中的钾离子就会渗透扩散到土壤中，补充土壤中的钾离子，增加农作物对钾的高效吸收，同时控制钾肥的释放，减少钾肥的流失。解决了现有缓释钾肥无法根据农作物生长需求控释钾肥的释放量，造成农作物对钾肥的吸收率低、钾肥流失的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于缓释肥料领域，特别涉及一种离子渗透材料控释的钾肥。
技术介绍
钾是农作物生长所需的三大营养元素之一，目前我国使用的钾肥主要为硫酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾等无机化合物肥，但这些钾肥在施入土壤后，能够快速溶解在土壤中，随着灌溉水和雨水的浇灌，极易流失，造成钾肥损失。因此施用缓释钾肥对现代农业生产具有重要的意义。目前解决钾肥缓释，提高利用率的主要方式为包膜钾肥和大颗粒复合肥。包膜钾肥主要为在钾肥表面包裹一层膜，待膜层溶解或降解后，钾肥释放，供作物吸收。但包膜型钾肥前期不能提供相应量的钾元素，容易造成作物钾元素缺乏症状，后期随着膜层溶解或破裂，包膜钾肥会释放大量钾元素，造成了钾肥的浪费。大颗粒复合肥主要为将钾肥与其它营养元素、无机填料混合造粒，制作成大颗粒复合肥，由于溶解缓慢，不能很好的满足农作物的生长需求。中国专利公开号CN104262019A公开了一种包膜降解型缓释钾肥，该专利技术是将大豆油低聚物、改性淀粉和聚酯树脂混合作为包膜材料，对钾肥进行包膜，随着包膜材料的缓慢降解，钾肥释放出来，被作物吸收。但包膜材料前期降解缓慢，不能有效的释放钾肥，因此不能保证释放周期和植物生长周期同步，虽然达到使钾肥缓慢释放的目的，但是并不能明显提高钾肥的有效利用率。中国专利公开号CN102653484A公开了控释钾肥及其制备方法，该控释钾肥是将腐殖酸及膨润土掺混物包裹在颗粒硫酸钾或氯化钾表面制得，该专利技术所得包膜钾肥前期具有缓慢释放特性，但后期膜层破裂后钾肥的释放难以控制，易造成钾肥的快速释放和流失。中国专利公开号CN102942414A公开了烟草专用缓释钾肥及其制备方法，它是以传统钾肥为缓释肥中心，以无机膜材料和有机材料复配为包膜材料包裹成微囊缓释钾肥，随着膜材料的破裂和降解释放钾素。但包膜材料的降解速率与作物生长所需钾素的营养周期不同，因此不能满足农作物生长的需肥规律，不能明显提高肥效。根据上述，我国目前的缓释钾肥以包膜缓释钾肥为主。普通包膜钾肥不能根据作物对钾肥的需求做出供应，其肥效前期释放速率慢，达不到作物对营养的需求，后期膜层随着时间溶解或降解后，钾肥就大量释放出来，作物如果不能短时间吸收容易引起钾肥流失，降低钾肥的利用率。因此，现有缓释钾肥只满足了缓慢释放的要求，难以达到控释，无法满足农作物在需要钾肥时缓慢释放钾元素的控释效果。
技术实现思路
本专利技术针对现有缓释钾肥无法根据农作物生长需求控释钾从而造成钾易流失、农作物吸收率低的不足与缺陷，提出了一种通过离子渗透材料控释的钾肥，其特征是由离子渗透材料包覆水溶性钾肥组成。其中离子渗透材料是由醋酸纤维素、苯乙烯磺酸钠和活化剂在引发剂的作用下聚合而成，当土壤体系中的钾离子浓度较低时，包覆在离子渗透材料中的钾离子就会渗透扩散到土壤中，补充土壤中的钾离子；当土壤中的钾离子浓度较高时，包覆在离子渗透材料中的钾离子不会扩散，保存在离子渗透材料中，从而达到控释的效果，最大程度增加农作物对钾的高吸收，减少钾的流失。进一步，本专利技术提供了一种通过离子渗透材料控释的钾肥的制备方法。本专利技术一种通过离子渗透材料控释的钾肥，是采用如下技术方案实现的：一种通过离子渗透材料控释的钾肥，其特征在于是由离子渗透材料包覆水溶性钾肥组成，其中钾肥的重量分数为80~90份，离子渗透材料的重量份为10~20份。上述所述的离子渗透材料是由醋酸纤维素、苯乙烯磺酸钠和活化剂在引发剂的作用下聚合而成，其中醋酸纤维素、苯乙烯磺酸钠、活化剂和引发剂的质量比为3~5:1:0.1~0.3:0.05~0.1。上述所述的醋酸纤维素酯化度为180~190，乙酰基含量为30%~32%，是一种多孔膜材料，能溶于水，具有较高的选择性，与苯乙烯磺酸钠发生聚合反应，得到酸性缩合物，使包覆在钾肥表面的离子渗透膜带负电，促进了钾阳离子在离子渗透膜中的渗透和扩散。上述所述的活化剂为硝酸锌、硝酸镁、硝酸钙中的至少一种。上述所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠中的至少一种上述所述的钾肥为硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸二氢钾中的至少一种。一种通过离子渗透材料控释的钾肥，其特征是具体制备方法包括以下步骤：（1）将醋酸纤维素、苯乙烯磺酸钠、活化剂和引发剂按质量比为3~5:1:0.1~0.3:0.05~0.1加入到反应釜中，加入适量的水使混合物刚好溶解，通入氮气，将反应釜中的氧气排除，利用等离子体对其进行照射3~5min，然后在100~120℃的条件下反应2~3h，形成离子渗透膜材料，冷却待用；（2）将80~90重量份的水溶性钾肥送入圆盘造粒机中进行造粒，平均粒径为2~3mm；（3）将步骤（2）得到的粒状钾肥送入转鼓机中，设置温度60℃，利用流体均质机将步骤（1）得到离子渗透膜材料10~20重量份喷涂到钾肥颗粒表面，同时鼓吹80℃的热风对肥料颗粒进行干燥，然后冷却至室温、分筛、包装后入库。上述步骤（1）中所述等离子体照射中所使用的等离子体反应器，所用气体为氮气，等离子体反应器的输入功率为3000W~6000W，照射温度为20℃~30℃。本专利技术一种通过离子渗透材料控释的钾肥，在颗粒钾肥表面包覆一层离子渗透材料，离子渗透材料是由醋酸纤维素、苯乙烯磺酸钠和活化剂载引发剂的作用下聚合而成，由于表面含有大量的羧基官能团，包覆在钾肥表面的离子渗透膜带负电，促进了钾阳离子在离子渗透膜中的渗透和扩散。由于农作物在缺钾后的不同时间内，土壤中的钾离子浓度会降低，离子渗透材料中包覆的钾离子浓度较高，根据离子渗透扩散原理，钾离子就从高浓度钾肥中通过离子渗透材料渗透扩散到土壤中，增加土壤中钾养分的含量，到达动态平衡。此时的钾养分释放不同于传统包膜缓释钾肥，而是土壤中钾离子浓度的减少而缓慢释放，以适应农作物吸收，可防止钾肥流失。因此，土壤中钾离子的浓度含量直接反应农作物对钾的需求信号，使得钾释放周期和农作物缺钾周期同步。本专利技术通过离子渗透性材料控释的钾肥既具有不同阶段的控释性，同时具有缓释性，最大程度的保证了农作物对钾的吸收，提高了钾的有效利用率。本专利技术一种通过离子渗透材料控释的钾肥及其制备方法，与现有技术相比其突出特点和有益效果在于：1、本专利技术一种通过离子渗透材料控释的钾肥，通过包覆在钾肥的离子渗透材料对钾离子的渗透扩散原理而控制钾肥释放量，使钾肥释放和农作物需求周期准确同步，从而达到控释的目的，明显提高钾肥的有效利用率；2、本专利技术一种通过离子渗透材料控释的钾肥，离子渗透材料由醋酸纤维素、苯乙烯磺酸钠和活化剂在引发剂的作用下聚合而成，钾肥的释放是通过土壤中钾离子的浓度含量变化缓慢释放，因而本专利技术通过离子渗透材料控释的钾肥既具有不同阶段的控释性，同时具有缓释性，最大程度的保证了农作物对钾的吸收。3、本专利技术一种通过离子渗透材料的钾肥，所用包覆材料成本低，具有吸水性、粘弹性、延伸性、成膜性，且该包覆材料为环境友好材料，不会对环境造成污染。生产工艺易控，生产过程对环境无污染，适合于规模化推广应用。具体实施方式以下结合具体实施方式对本专利技术进行详细的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过离子渗透材料控释的钾肥，其特征在于是水溶性钾肥外层包覆离子渗透材料由离子渗透材料包覆水溶性钾肥组成，其中钾肥的重量份数为80~90份，离子渗透材料的重量份为10~20份；其中所述离子渗透材料是由醋酸纤维素、苯乙烯磺酸钠和活化剂聚合而成，当土壤中的钾离子浓度较低时，包覆在离子渗透材料中的钾离子通过渗透扩散到土壤中，补充土壤中的钾离子，达到钾肥的控释；所述的钾肥为硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸二氢钾中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种通过离子渗透材料控释的钾肥，其特征在于是水溶性钾肥外层包覆离子渗透材料由离子渗透材料包覆水溶性钾肥组成，其中钾肥的重量份数为80~90份，离子渗透材料的重量份为10~20份；其中所述离子渗透材料是由醋酸纤维素、苯乙烯磺酸钠和活化剂聚合而成，当土壤中的钾离子浓度较低时，包覆在离子渗透材料中的钾离子通过渗透扩散到土壤中，补充土壤中的钾离子，达到钾肥的控释；所述的钾肥为硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸二氢钾中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种通过离子渗透材料控释的钾肥，其特征在于所述的离子渗透材料是由醋酸纤维素、苯乙烯磺酸钠和活化剂在引发剂的作用下聚合而成，其中醋酸纤维素、苯乙烯磺酸钠、活化剂和引发剂的质量比为3~5:1:0.1~0.3:0.05~0.1。
3.根据权利要求1所述的一种通过离子渗透材料控释的钾肥，其特征在于所述的醋酸纤维素酯化度为180~190，乙酰基含量为30%~32%。
4.根据权利要求1所述的一种通过离子渗透材料控释的钾肥，其特征在于所述的活化剂为硝酸锌、硝酸镁、硝酸钙中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种通过离子渗透材料控释的钾肥，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，孙丽枝，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51