一種速溶型大量元素水溶肥料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種速溶型大量元素水溶肥料及其制備方法。原料質(zhì)量份組成包括尿素25-40份，水溶性磷肥15-35份，水溶性鉀肥30-45份，表面活性劑0-6份，崩解劑0-4份；制備時(shí)將表面活性劑和崩解劑加入水中，60℃～80℃溫度下攪拌形成膠束水溶液，再將制得的膠束溶液通過(guò)浸漬或噴涂的方式包裹在尿素、水溶性磷肥和水溶性鉀肥的表面，干燥后制得，本發(fā)明采用加入表面活性劑和崩解劑，表面活性劑先在水溶液中形成膠束，再與其他顆粒狀水溶肥料混合，提高了肥料的崩解速率及溶解速率，制得的速溶型大量元素水溶肥產(chǎn)品全水溶，溶解速率快無(wú)堵塞，滿(mǎn)足滴灌（或微噴）施肥的需要。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種速溶型大量元素水溶肥料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種速溶型大量元素水溶肥料及其制備方法，具體是涉及一種能夠提高肥料溶解度及溶解速率的大量元素水溶肥料及其制備方法，屬于農(nóng)用肥料制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]水溶肥料是一種完全溶于水的多元素肥料，特點(diǎn)是能迅速地溶解于水中，更容易被作物吸收，且吸收率相對(duì)較高。更為關(guān)鍵的是，它可以應(yīng)用于噴滴灌等設(shè)施農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)水肥一體化，達(dá)到省水、省肥、省工和增產(chǎn)的效果。
[0003]然而目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上水溶肥料產(chǎn)品主要為固體粉末和液體兩種形式。大部分固體粉末狀水溶肥料有效成分含量低，植物利用率低，易對(duì)環(huán)境造成污染，部分產(chǎn)品添加了防結(jié)塊劑，潤(rùn)滑劑等，存在溶解(分散)慢，易結(jié)塊，易吸潮分解，不溶物多，容易堵塞噴頭和滴灌管路等問(wèn)題；而液體狀水溶肥料包裝、運(yùn)輸、貯藏、計(jì)量、使用很不方便，不能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、園藝、草坪和城市綠化對(duì)高品質(zhì)水溶肥料的要求。因此通過(guò)一些新方法提高粉末狀水溶肥料的溶解度及溶解速率對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有非常重要的意義。
[0004]近年來(lái)，科學(xué)家們?yōu)榱四苄兄行У奶岣咚芊柿系娜芙舛燃叭芙馑俾剩瑢?duì)傳統(tǒng)方水溶肥料進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn):美國(guó)專(zhuān)利6220928利用包含非營(yíng)養(yǎng)性的碳酸鹽、及水溶性酸的“泡騰制劑”來(lái)提高肥料的溶解速度，缺點(diǎn)是這種肥料使用時(shí)處于封閉或不通氣的容器，產(chǎn)生的氣體在密閉的空間存在中時(shí)會(huì)引起危險(xiǎn)；美國(guó)專(zhuān)利6312439通過(guò)化學(xué)反應(yīng)修飾溶解度低的化合物的方法來(lái)提高水溶肥料的溶解度，缺點(diǎn)是成本較高；中國(guó)專(zhuān)利CN102438968A利用強(qiáng)酸弱堿、強(qiáng)堿弱酸組合的方法提高水溶肥料的溶解度，所述WSF組合物表現(xiàn)出一種或多種養(yǎng)分或添加劑在溶液中的提高的溶解度、不需要另外的助溶劑或抗結(jié)塊劑，克服了上述產(chǎn)生氣體帶來(lái)危險(xiǎn)性的缺陷。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101475420A公開(kāi)了一種肥料水分散粒劑，包括磷酸二氫鉀、硼酸或硼砂、腐殖酸等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，表面活性劑，助劑。該肥料水分散粒劑還包括生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，也可以含有崩解劑、黏合劑、填料、著色劑等助劑。制備方法為將配方料計(jì)量、粉碎、混勻、造粒、干燥即得。該專(zhuān)利文件所用腐植酸及硼砂原料水溶性差，尤其是腐植酸原料含有很多非水溶的成分，若選用全水溶的腐植酸鹽，不僅價(jià)格昂貴，而且在制粒的過(guò)程中也會(huì)與硼酸反應(yīng)，重新生成水溶性差的腐植酸，溶解度及溶解速率效果仍然很差，無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)施蔬菜滴灌(微噴)施肥的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種速溶型大量元素水溶肥及其制備方法，工藝簡(jiǎn)單，為減少設(shè)施蔬菜肥料用量，滿(mǎn)足滴灌(微噴)施肥需要，保護(hù)農(nóng)田環(huán)境，促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。 [0006]術(shù)語(yǔ)說(shuō)明
[0007]大量元素水溶肥料，是以大量元素氮、磷、鉀為主要成分，添加適量微量元素的液體或固體水溶性肥料。
[0008]平均聚合度，是衡量聚合物分子大小的指標(biāo)。以大分子鏈上所含重復(fù)單元數(shù)目的平均值，以η表示；以結(jié)構(gòu)形態(tài)的同系物的混合物所組成，因此聚合度是統(tǒng)一計(jì)平均值。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種速溶型大量元素水溶肥料，原料質(zhì)量份組成如下:
[0011]尿素25-40份，水溶性磷肥15-35份，水溶性鉀肥30_45份；
[0012]表面活性劑0-6份，崩解劑0-4份；所述表面活性劑與崩解劑不同時(shí)為零；[0013]所述水溶性磷肥為磷酸一銨、磷酸二銨、磷酸氫二鉀中的一種或組合；
[0014]所述水溶性鉀肥為硫酸鉀、硝酸鉀、碳酸鉀中的一種或組合；
[0015]所述表面活性劑為C12~C18烷基苯磺酸的鈉鹽或鉀鹽；
[0016]所述崩解劑為羧甲基纖維素鈉、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、硝化纖維素、聚乙烯醇、交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮、交聯(lián)羧甲基淀粉鈉中的一種或組合；
[0017]將表面活性劑和崩解劑加入水中，60°C~80°C溫度下攪拌形成膠束水溶液，再將制得的膠束溶液通過(guò)浸潰或噴涂的方式包裹在尿素、水溶性磷肥和水溶性鉀肥的表面，80°C~100°C干燥，即得本發(fā)明速溶型大量元素水溶肥料。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，所述崩解劑中優(yōu)選的，羧甲基纖維素鈉平均聚合度為1400~1800，羥甲基纖維素平均聚合度1800~2200，羥乙基纖維素平均聚合度1200~1600，硝化纖維素，平均聚合度1000~1400，聚乙烯醇平均聚合度1500~1900，交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮平均聚合度38000~42000，交聯(lián)羧甲基淀粉鈉平均聚合度200~600。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，所述表面活性劑優(yōu)選C12~C18烷基苯磺酸的鈉鹽，進(jìn)一步優(yōu)選的，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉，十四烷基苯磺酸鈉或十六烷基苯磺酸鈉。
[0020]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的水溶性鉀肥為硝酸鉀和/或碳酸鉀。
[0021]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述尿素為小顆粒尿素，粒徑l_3mm。
[0022]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，原料質(zhì)量份組成如下:
[0023]尿素25-40份，水溶性磷肥20-30份，水溶性鉀肥35_40份，崩解劑4份，表面活性劑6份。
[0024]進(jìn)一步優(yōu)選的，一種速溶型大量元素水溶肥料，原料質(zhì)量份組成如下:
[0025]十二烷基苯磺酸鈉6份，尿素25-40份，磷酸氫二鉀20_25份，碳酸鉀與硝酸鉀質(zhì)量比1:5的混合物35-40份，羧甲基纖維素、交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮質(zhì)量比比1:2的混合物4份。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，所述速溶型大量元素水溶肥料的制備方法，步驟如下:
[0027]將表面活性劑和崩解劑加入水中，所述表面活性劑和崩解劑總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為1:1~2，60°C~80°C溫度下攪拌形成膠束溶液，以制得的膠束溶液為包膜劑霧化后噴涂到尿素、水溶性磷肥和水溶性鉀肥表面，80°C~100°C干燥5~7分鐘，干燥后包膜劑占尿素、水溶性磷肥和水溶性鉀肥總量的6~12%，即可形成速溶型大量元素水溶肥料。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，所述速溶型大量元素水溶肥料的應(yīng)用，將本發(fā)明的速溶型大量元素水溶肥料溶于水中，作為沖施肥施用或作為葉面肥施用，具體施用方法如下:
[0029]a.作為沖施肥施用時(shí)，本發(fā)明的速溶型大量元素水溶肥料與水的配比為1-2:10，kg/L ；[0030]b.作為葉面肥施用時(shí)，本發(fā)明的速溶型大量元素水溶肥料與水的配比為
0.4-0.8:10, kg/L。
[0031 ] 根據(jù)本發(fā)明，所述速溶型大量元素水溶肥料的應(yīng)用，先將5kg速溶型大量元素水溶肥料放入50L水中溶解，然后隨灌溉水一起作為沖施肥施用。該速溶型大量元素水溶肥料在所述量的水中約20-25min就能完全溶解。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，所述速溶型大量元素水溶肥料的應(yīng)用，先將0.5kg肥料放入IOL水中溶解，然后用噴霧器噴灑在作物葉面作為葉面肥施用。
[0033]本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)良效果:
[0034]1、本發(fā)明采用加入表面活性劑的方式提高水溶肥料的溶解度，表面活性劑在水溶液中形成膠束，膠束的存在使得在溶液中難溶乃至不溶的物質(zhì)溶解度顯著增加。肥料中的崩解劑和溶解度低的養(yǎng)分可以分散在表面活性劑形成的膠束疏水內(nèi)核中，以膠束增溶的方式來(lái)提高肥料中不溶物的溶解度，通過(guò)加入崩解劑及具有膨化作用的碳酸鹽類(lèi)養(yǎng)分的方式加速肥料在水中的分散速度，從而提高肥料的溶解速率，本發(fā)明的崩解劑兼做防結(jié)塊劑、粘結(jié)劑，防止固體速溶型大量元素水溶肥結(jié)塊、團(tuán)聚；制得的速溶型大量元素水溶肥產(chǎn)品全水溶，溶解速率快無(wú)堵塞，在溶解過(guò)程中不容易出現(xiàn)沉淀，溶于水后不結(jié)塊、不團(tuán)聚，溶解過(guò)程中不生成氣體，崩解時(shí)間小于23s，溶解分散時(shí)間小于3min，滿(mǎn)足滴灌(或微噴)施肥的需要。[0035]2、本發(fā)明的速溶型大量元素水溶肥料制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，適合快速、大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不僅限于此。
[0037]實(shí)施例中所用原料說(shuō)明如下:
[0038]十二烷基苯磺酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉為市售化學(xué)純。
[0039]小顆粒尿素，山東明水大化集團(tuán)有售，廠家:中化平原化肥廠；粒徑l_2mm。
[0040]磷酸二氫鉀，四川省什邡川鴻磷化工有售，粉末狀，總養(yǎng)分> 89% ；
[0041]碳酸鉀，山東?；瘓F(tuán)有限公司有售，粉末狀，總養(yǎng)分> 50% ；
[0042]硝酸鉀，太原市捷進(jìn)化工有限公司有售，粉末狀，總養(yǎng)分> 58.5% ；
[0043]羧甲基纖維素鈉(平均聚合度1600)、羥甲基纖維素(平均聚合度2000)、羥乙基纖維素(平均聚合度1400)、硝化纖維素(平均聚合度1200)、聚乙烯醇(平均聚合度1700)、交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮(平均聚合度40000)、交聯(lián)羧甲基淀粉鈉(平均聚合度400)，濟(jì)南海普化工有限公司有售。
[0044]實(shí)施例中所用原料的量均為重量份。
[0045]實(shí)施例1:
[0046]—種速溶型大量元素水溶肥料，原料質(zhì)量份組成如下:
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種速溶型大量元素水溶肥料，原料質(zhì)量份組成如下: 尿素25-40份，水溶性磷肥15-35份，水溶性鉀肥30-45份； 表面活性劑0-6份，崩解劑0-4份；所述表面活性劑與崩解劑不同時(shí)為零； 所述水溶性磷肥為磷酸一銨、磷酸二銨、磷酸氫二鉀中的一種或組合； 所述水溶性鉀肥為硫酸鉀、硝酸鉀、碳酸鉀中的一種或組合； 所述表面活性劑為C12~C18烷基苯磺酸的鈉鹽或鉀鹽； 所述崩解劑為羧甲基纖維素鈉、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、硝化纖維素、聚乙烯醇、交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮、交聯(lián)羧甲基淀粉鈉中的一種或組合； 將表面活性劑和崩解劑加入水中，60°C~80°C溫度下攪拌形成膠束溶液，再將制得的膠束溶液通過(guò)浸潰或噴涂的方式包裹在尿素、水溶性磷肥和水溶性鉀肥的表面，80°C~100°C干燥，即得速溶型大量元素水溶肥料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型大量元素水溶肥料，其特征在于，所述表面活性劑優(yōu)選C12~C18烷基苯磺酸的鈉鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的速溶型大量元素水溶肥料，其特征在于，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉，十四烷基苯磺酸鈉或十六烷基苯磺酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型大量元素水溶肥料，其特征在于，所述的崩解劑中，羧甲基纖維素鈉平均聚合度為1400~1800，羥甲基纖維素平均聚合度1800~2200，羥乙基纖維素平均聚合度1200~1600，硝化纖維素，平均聚合度1000~1400，聚乙烯醇平均聚合度1500~1900，交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮平均聚合度38000~42000，交聯(lián)羧甲基淀粉鈉平均聚合度200~600。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型大量元素水溶肥料，其特征在于，所述的水溶性鉀肥為硝酸鉀和/或碳酸鉀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型大量元素水溶肥料，其特征在于，原料質(zhì)量份組成如下:尿素25-40份；水溶性磷肥20-30份；水溶性鉀肥35-40份；表面活性劑6份；崩解劑4份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型大量元素水溶肥料，其特征在于，是由以下質(zhì)量份的原料制備而成:尿素25-40份，磷酸氫二鉀20-25份，碳酸鉀與硝酸鉀質(zhì)量比1:5的混合物35-40份；十二烷基苯磺酸鈉6份，羧甲基纖維素、交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮質(zhì)量比1:2的混合物4份。
8.權(quán)利要求1所述速溶型大量元素水溶肥料的制備方法，步驟如下:將表面活性劑和崩解劑加入水中，所述表面活性劑和崩解劑總質(zhì)量與水的質(zhì)量比為1:1~2，60°C~80°C溫度下攪拌形成膠束溶液，以制得的膠束溶液為包膜劑霧化后噴涂到顆粒狀水溶肥料表面，80°C~100°C干燥5~7分鐘，干燥后包膜劑占尿素、水溶性磷肥和水溶性鉀肥總量的6~12%,即得。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一種所述速溶型大量元素水溶肥料的應(yīng)用，其特征在于，將所述速溶型大量元素水溶肥料溶于水中，作為沖施肥施用或作為葉面肥施用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述速溶型大量元素水溶肥料的應(yīng)用，其特征在于，具體施用方法如下: a.作為沖施肥施用時(shí)，本發(fā)明的速溶型大量元素水溶肥料與水的配比為1-2:10，kg/L ； b.作為葉面肥施用時(shí)，本發(fā)明的速溶型大量元素水溶肥料與水的配比為0.4-0.8:10，kg/L。
【文檔編號(hào)】C05G3/00GK103896682SQ201410139167
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】沈玉文, 張玉鳳, 林海濤, 范文靜, 楊力, 楊果, 王江濤 申請(qǐng)人:山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所