一种农作物秸秆保水剂包膜的保水型缓控释肥料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种农作物秸秆保水剂包膜的保水型缓控释肥料，其包括肥料核芯，所述肥料核芯由核芯向外依次涂覆有硫磺膜层、环氧树脂膜层和农作物秸秆保水剂膜层；所述硫磺膜层占保水型缓控释肥料总重量的10‑20％，环氧树脂膜层占保水型缓控释肥料总重量的0.5‑1.5％，农作物秸秆保水剂膜层占保水型缓控释肥料总重量的1.0‑2.5％。本发明专利技术还公开了该保水型缓控释肥料的制备方法。本发明专利技术将农作物秸秆保水剂与肥料以简单的包膜方法相结合制备出新型的保水型包膜肥料，大大降低工艺过程的所需能耗，非常适合于大规模工业化生产，适合在大田作物上，尤其是旱地作物上大面积推广应用。

Water holding slow releasing fertilizer for coating water retention agent of crop straw and preparation method thereof

The invention discloses a straw absorbent coated water retaining controlled-release fertilizers, including fertilizer core, the fertilizer core by the core outside coated with epoxy resin coating, sulfur film and straw absorbent layer; the sulfur film accounted for water retaining sustained and controlled release fertilizer 10 20% the total weight of the epoxy resin coating for water retaining controlled-release fertilizers were 0.5 of the total weight of 1.5%, crop straw SAP water retaining film for controlled-release fertilizers of the total weight of 1 2.5%. The invention also discloses a preparation method of the water holding slow and controlled release fertilizer. The crop straw sap and fertilizer by coating method combined with simple preparation of water retaining coated fertilizer model, which greatly reduces the energy consumption for the process, very suitable for large-scale industrialized production, suitable for field crops, especially upland crops in large scale applications.

【技术实现步骤摘要】
一种农作物秸秆保水剂包膜的保水型缓控释肥料及其制备方法
本专利技术涉及缓控释肥料
，特别是涉及一种农作物秸秆保水剂包膜的保水型缓控释肥料及其制备方法。
技术介绍
肥料和水是作物生长的基础条件，合理的灌溉与施肥是作物增产的主要途径之一。我国是一个农业大国，但受传统化肥本身性质和土壤环境条件及农业措施等综合影响，我国化肥利用率很低，氮肥一般为30％～35％，磷肥为10％～25％，钾肥为35％～50％，远远低于发达国家水平。包膜控释肥料是在肥料颗粒表面涂覆其它物质，使其养分释放规律与作物养分吸收相同步，从而达到提高肥料利用率的一类肥料，在农业生产中显示出巨大的节肥增产效果。干旱缺水是限制我国农业发展的另一个重要问题。我国水资源相对贫乏，农业用水资源有限，如何提高降水资源利用率与利用效率，增加农作物产量，一直是我国干旱、半干旱地区的难题，也是目前水土资源高效利用领域研究的热点问题。农用保水剂所具有的高吸水和超强保水能力，决定了它在提高旱区水资源的有效利用方面前景广阔。目前保水剂按原料主要分为淀粉类、合成类和纤维素类，其中，淀粉类耐霉性差，合成类可降解性弱，而纤维素类成本高；均不符合农业生产中对于保水剂应具备成本低廉和良好生物兼容性特点的要求。水肥分离调控和复杂的农艺措施使农艺节水技术的推广应用受到限制，控释肥的生产工艺复杂和产品价格高使其应用受到限制。将“节水、控肥”两项成本合二为一，将水肥调控由分离变为结合，成为以肥料产品为载体的一体化调控，将保水剂吸水保水能力与控释肥料的养分控释能力相结合，制备保水型缓/控释肥料在农业生产中具有良好的应用前景。胡树文等(中国专利技术专利，公开号CN101508616A)公开了一种利用反向悬浮聚合法在包膜肥料颗粒表面直接进行包膜的技术，该控释肥料保水效果较好，膜壳不易脱落。何绪生等(保水型包膜尿素肥料的研制及评价.北京：中国农业科学院研究生院，2004)研制出一项利用化学聚合反应在尿素颗粒表面直接成膜制备保水剂包膜尿素肥料的工艺技术，该保水型控释肥料保水效果好，制备工艺简单，但仍存在生产能耗高，肥料养分控释效果不理想等问题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种农作物秸秆保水剂包膜的保水型缓控释肥料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面，提供一种农作物秸秆保水剂包膜的保水型缓控释肥料，其包括肥料核芯，所述肥料核芯由核芯向外依次涂覆有硫磺膜层、环氧树脂膜层和农作物秸秆保水剂膜层；所述肥料核芯选自颗粒状尿素、碳酸氢铵、NPK复合肥、硝酸铵、硫酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、氯化钾、硫酸钾或硝酸钾中的一种或多种。优选的，所述肥料核芯的粒径为2～5mm。所述硫磺膜层占保水型缓控释肥料总重量的10-20％，环氧树脂膜层占保水型缓控释肥料总重量的0.5-1.5％，农作物秸秆保水剂膜层占保水型缓控释肥料总重量的1.0-2.5％。本专利技术的第二方面，提供上述保水型缓控释肥料的制备方法，步骤如下：(1)将肥料核芯预热至60～90℃，将温度为150～160℃的液硫喷涂到肥料核芯表面，形成硫磺膜层；(2)将环氧树脂和固化剂混合均匀制成包膜液I，在硫磺膜层上喷涂包膜液I以形成环氧树脂膜层；(3)将农作物秸秆保水剂、高分子材料和固化剂混合均匀制成包膜液II，在环氧树脂膜层上喷涂包膜液II以形成农作物秸秆保水剂膜层，即制备得到农作物秸秆保水剂包膜的保水型缓控释肥料。优选的，步骤(2)中，所述环氧树脂和固化剂加入的重量比为(8-10)：1；优选为9：1。优选的，步骤(2)中，所述环氧树脂选自环氧树脂E54或环氧树脂E51；所述固化剂为三乙烯四胺、二乙烯三胺、对苯二胺、间苯二甲胺、聚醚胺400或邻苯二胺中的一种或几种的混合物。优选的，步骤(3)中，所述农作物秸秆保水剂由如下方法制备而成：将粉碎后的农作物秸秆进行碱预处理，将碱预处理后的农作物秸秆洗至中性并搅拌糊化，加入丙烯酸-丙烯酰胺混合单体溶液，再加入引发剂和交联剂进行接枝聚合反应，将产物干燥，粉碎，即得农作物秸秆保水剂。所述的农作物秸秆是麦秸、玉米秸秆、稻草、棉花秸秆、甘蔗秸秆、大豆秸秆、油菜秸秆或花生秸秆中的一种或几种的混合物。进行碱预处理所采用的碱液为氢氧化钠和尿素的混合溶液，其中氢氧化钠浓度为10％～15％；尿素溶液浓度为10％～15％。农作物秸秆粉料和丙烯酸-丙烯酰胺混合单体溶液加入的质量比为1：1～1.5，引发剂添加量为丙烯酸-丙烯酰胺混合单体溶液质量的1.1～1.5％；交联剂添加量为丙烯酸-丙烯酰胺混合单体溶液质量的0.1％～0.2％。所述引发剂为过硫酸钾与硝酸铈铵的复合水溶液，其中过硫酸钾与硝酸铈铵质量比为1：0.2～1；所述的交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。优选的，步骤(3)中，农作物秸秆保水剂、高分子材料和固化剂分别占农作物秸秆保水剂膜层的40-65％、30-50％、4-10％；(均为重量百分比)。所述的高分子材料为环氧树脂E54或环氧树脂E51；所述固化剂为三乙烯四胺、二乙烯三胺、对苯二胺、间苯二甲胺、聚醚胺400或邻苯二胺中的一种或几种的混合物。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术以农作物秸秆为主要原料制备保水剂，充分利用了废弃的可再生植物资源，不仅成本低，而且大大减少了对石化产品的依赖，解决了包膜控释肥料膜材料的可持续发展问题和难降解所带来的环境污染问题。(2)本专利技术采用环氧树脂和固化剂为固定材料将农作物秸秆保水剂固定在肥料颗粒表面，固化速率快，工艺简单，适合大规模生产。(3)本专利技术制备的保水型控释肥料是以硫磺膜作为内涂层，以环氧树脂作为中间层，以农作物秸秆保水剂作为外涂层，形成具有多层膜结构的缓控释肥料，其中，内部的硫磺膜和环氧树脂膜能够控制养分释放，外部农作物秸秆保水剂膜能够保蓄水分；同时环氧树脂膜改善了内层硫膜的韧性、耐磨性和抗冲击性，而且能够很好的防止硫磺膜的氧化、脱落或变色。(4)本专利技术制备的保水型控释肥料在土壤中可以反复吸水，在土壤水分充足时吸收水分，形成土壤“微型水库”，在土壤水分供应不足时为作物生长提供水分，能够多次反复吸水防水，利于水分和养分利用率的提高。(5)本专利技术制备的保水型控释肥料养分释放优异，可根据不同的包膜厚度可将养分期精确控制在1～12个月，能满足不同的农作物的生长需求。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1：本专利技术的农作物秸秆保水剂包膜的保水型缓控释肥料的生产流程图；其中：1是将农作物秸秆粉碎并在氢氧化钠和尿素混合溶液中浸泡预处理；2是将处理后的秸秆与交联剂、反应单体、引发剂在反应釜中进行接枝聚合反应，将反应产物烘干粉碎制备农作物秸秆保水剂；3是将肥料颗粒加入转鼓中，使肥料预热到60-90℃；4是将硫磺粉在加热熔融装置中预热到150-160℃，将熔融状态的液态硫磺喷涂在肥料颗粒表面；5是将环氧树脂和固化剂混合搅拌均匀后，喷涂到已涂硫的尿素颗粒上得到内涂硫磺膜的树脂包膜肥料；6是将农作物秸秆保水剂、环氧树脂和固化剂搅拌机均匀后继续喷涂到肥料颗粒表明，得到最终产品。7是将包膜后的肥料转移到冷却器中，并将冷却后的包膜肥料称量、包装、贮存。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农作物秸秆保水剂包膜的保水型缓控释肥料，其特征在于，其包括肥料核芯，所述肥料核芯由核芯向外依次涂覆有硫磺膜层、环氧树脂膜层和农作物秸秆保水剂膜层；所述肥料核芯选自颗粒状尿素、碳酸氢铵、NPK复合肥、硝酸铵、硫酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、氯化钾、硫酸钾或硝酸钾中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种农作物秸秆保水剂包膜的保水型缓控释肥料，其特征在于，其包括肥料核芯，所述肥料核芯由核芯向外依次涂覆有硫磺膜层、环氧树脂膜层和农作物秸秆保水剂膜层；所述肥料核芯选自颗粒状尿素、碳酸氢铵、NPK复合肥、硝酸铵、硫酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、氯化钾、硫酸钾或硝酸钾中的一种或多种。2.如权利要求1所述的保水型缓控释肥料，其特征在于，所述肥料核芯的粒径为2～5mm。3.如权利要求1所述的保水型缓控释肥料，其特征在于，所述硫磺膜层占保水型缓控释肥料总重量的10-20％，环氧树脂膜层占保水型缓控释肥料总重量的0.5-1.5％，农作物秸秆保水剂膜层占保水型缓控释肥料总重量的1.0-2.5％。4.权利要求1-3任一项所述的保水型缓控释肥料的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)将肥料核芯预热至60～90℃，将温度为150～160℃的液硫喷涂到肥料核芯表面，形成硫磺膜层；(2)将环氧树脂和固化剂混合均匀制成包膜液I，在硫磺膜层上喷涂包膜液I以形成环氧树脂膜层；(3)将农作物秸秆保水剂、高分子材料和固化剂混合均匀制成包膜液II，在环氧树脂膜层上喷涂包膜液II以形成农作物秸秆保水剂膜层，即制备得到农作物秸秆保水剂包膜的保水型缓控释肥料。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述环氧树脂和固化剂加入的重...

【专利技术属性】
技术研发人员：田晓飞，孔波，张民，王洪凤，
申请(专利权)人：山东瀚民生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37