本發(fā)明屬于肥料生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種液體肥專用懸浮收集助劑及制備方法。
背景技術(shù)：
：液體肥料，又稱流體肥料，俗稱液肥，是以一種或一種以上作物所需的營養(yǎng)元素的液體產(chǎn)品，一般均以N、P、K三大營養(yǎng)元素或者其中一種之一為主題，還常常包括需要微量營養(yǎng)元素。液體肥料發(fā)展至今，已經(jīng)有200多年的歷史了，品種很多，大致可以分為液體氮肥和液體復合肥兩大類。液體氮肥有銨態(tài)、硝態(tài)和酰胺態(tài)的氮，如液氨、氨水、硝酸銨和氨的氨合物，尿素與氨的氨合物等。液體復合肥含有N、P、K中兩種或者三種營養(yǎng)元素，如磷酸銨、尿素磷酸銨、硝酸磷酸銨、磷酸銨鉀等，它們均可以添加中量營養(yǎng)元素（鈣、鎂、硫）和微量元素（鋅、硼、鈣、鐵、錳）以及除草劑、殺蟲劑、植物激素等，綜合效果明顯，對作物增產(chǎn)效果顯著，除了含有以上大中量元素外，還含有植物茁壯成長所必備的整合態(tài)的微量元素，讓植物更為容易吸收。微量元素總含量≥0.2g/L。隨著水肥一體化技術(shù)不斷推廣和應用，液體肥料在我國開始逐漸普及。目前，我國的液體肥料還處于初步研究階段，特別是高濃度、高復合液體肥料的研究，在國內(nèi)基本上是空白。目前的液體肥料主要有以下幾種：1．有機液體肥料，以氨基酸、腐殖酸等有機成分為原料形成的肥料。2．無機液體肥料，以氮磷鉀無機成分為主的肥料。3．生物液體肥料，以活性微生物、固氮、解磷和解鉀菌為主的肥料。液體肥料因其速溶、均勻等優(yōu)點，施肥效果好，與固體肥料相比，液體肥料不會出現(xiàn)結(jié)塊的現(xiàn)象，使用方法多種多樣，在生產(chǎn)、運輸和使用時污染少等優(yōu)點，因此受到了廣大消費者的喜歡。然而，2009年頒布的NY1107-2010標準嚴格限制了大量元素水溶肥，其中大量元素成分水劑不低于500g/L，粉劑不低于50％，并含有一定量的中微量元素，這進而對大量元素清液肥的研發(fā)提出了更高要求。雖然氮肥產(chǎn)能過剩，原料價格偏低，但配制清液肥常用的尿素含氮量偏低，量多則會導致不穩(wěn)定、易結(jié)晶的問題。為克服清液肥的上述缺陷，本領(lǐng)域已研發(fā)了懸浮型液體肥料。理論上，懸浮型液體肥料較清液肥能更好地解決高氮配方的高氮量與結(jié)晶問題。它較清液肥有以下優(yōu)勢：1)養(yǎng)分含量可大幅度提高；2)原料選擇范圍廣，可選擇低品級原料，大大降低成本；3)配方靈活、易調(diào)整，易與中微量元素復合；4)在儲運過程中不易出現(xiàn)結(jié)晶；5)可與殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等混用，并混合均勻；6)省時省工，節(jié)省運輸費、管理費等等。然而，實踐中，懸浮型液體肥料在我國的研究基本上是空白，市場上也不多見，這是由于它面臨較多技術(shù)問題需要克服，如出現(xiàn)沉淀、析水分層等問題。目前，由于液體肥料登記標準并未對懸浮型液體肥料給出具體登記說明，尤其沉積分層比例，這容易使不合格產(chǎn)品進入市場。若借鑒農(nóng)藥懸浮劑，則允許高濃度懸浮型液體肥料在一定時段內(nèi)出現(xiàn)一定比例的沉積分層，且具流動性，最終不影響農(nóng)民使用。若要使懸浮型液體肥料性能穩(wěn)定，則要防止沉淀、解決分層。對于該問題，現(xiàn)有技術(shù)中通常使用增稠劑增加體系粘度，防止顆粒下沉，但僅靠添加增稠劑并不能完全解決體系穩(wěn)定性問題。也可使用粘土礦物，但是其存在黏度貢獻率低且要求放置時間不能過長的缺陷。中國專利200910192150.6公開了一種懸浮型液體復合肥料及其制備方法，其采用纖維素類，4～12％的羥乙基纖維素，該方案纖維素加入比例大、成本高，且最終產(chǎn)品穩(wěn)定性不佳。中國專利201410208635.0公開了一種懸浮劑及利用懸浮劑解決高濃度液體肥料分層的方法，其中使用黃原膠、聚谷氨酸、活性粘土比為2:（3～5）:（8～10）組成復合懸浮劑，以提高粘度，但該方案未利用表面活性劑的分散性能。另外，上述兩個發(fā)明中懸浮體系中固體顆粒較多，不利于懸浮型液體肥料在儲存過程中保持良好的穩(wěn)定性。由此可以看出，高固含量的液體肥懸浮性是該領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸。特別是當肥料含量達到50%以上時，不可避免的出現(xiàn)沉降。盡管使用增稠、研磨分散、高速分散，但其不分層、不沉淀的時間保持較短，且造成液體肥能耗、成本增加。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述問題，本發(fā)明的主要目的是提供一種液體肥專用懸浮收集助劑及制備方法。本發(fā)明提供了一種液體肥專用懸浮收集助劑，包括以下重量份原料：二氧化硅氣凝膠60-90份，谷元粉1-10份，增稠劑0.2-0.8份，表面活性劑0.1-0.8份，添加劑2-8份，所述二氧化硅氣凝膠的密度為0.003-0.29g/cm3，氣孔率為80-99.8%，比表面積≥800m2/g；由于二氧化硅氣凝膠具有非常大的比表面積和高的氣孔率，在水性和溶劑型膠粘劑中均有良好的分散性和懸浮性以及增稠、觸變、補強的作用，在液體肥料的溶液中，其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有助于提高肥料元素的懸浮性，提高肥料的固含量，在與谷元粉形成的互穿網(wǎng)格中可以包含更多的肥料元素，作為液體肥料的懸浮收集助劑效果明顯.優(yōu)選的，本發(fā)明提供的液體肥專用懸浮收集助劑，包括以下重量份物質(zhì)：二氧化硅氣凝膠70-85份，谷元粉2-8份，增稠劑0.5-0.8份，表面活性劑0.3-0.8份，添加劑5-8份，所述二氧化硅氣凝膠的密度為0.005-0.2g/cm3，氣孔率為85-99%，比表面積≥850m2/g。優(yōu)選的，所述增稠劑為硅藻土、甲基纖維素、纖維素醚、淀粉、阿拉伯樹膠、黃原膠、聚乙烯醇中的至少一種。優(yōu)選的，所述表面活性劑為單硬脂酸甘油酯、硬脂酸丁醇酯、聚乙二醇二硬脂酸中的一種或多種組合物。優(yōu)選的，所述添加劑為萘乙酸鈉、萘乙酸、胺鮮酯、蕓苔素內(nèi)酯、復硝酚鈉、復硝酚鉀、赤霉素、6-芐氨基腺嘌呤、三十烷醇中的一種或幾種。本發(fā)明還提供一種液體肥專用懸浮收集助劑的制備方法，包括以下步驟：（1）在硅源中加入乙醇溶液，所述硅源和乙醇的質(zhì)量比為1：（1.5-5），攪拌10-20min，攪拌過程中添加酸性物質(zhì)，調(diào)節(jié)pH為2-3，攪拌30-60min，得到混合溶液；（2）在步驟（1）中得到的混合溶液中繼續(xù)添加乙醇溶液，在攪拌的過程中加入堿源和增稠劑，調(diào)節(jié)pH=6.5-7.5；繼續(xù)攪拌60-90min，得到二氧化硅凝膠；（3）將乙醇、三甲基氯硅烷、己烷按摩爾配比1：（0.2-0.8）：（1-10）混合后得到混合溶液，將步驟（2）得到的二氧化硅凝膠放入混合溶液中，離心處理，進行超聲振蕩，在超聲振蕩過程中添加表面活性劑和谷元粉，混合物反應20-30min后，添加添加劑，得到液體肥專用懸浮收集助劑。優(yōu)選的，所述步驟（1）中的硅源為正硅酸乙酯（TEOS）、正甲基硅烷（TMOS）或水玻璃中的至少一種。優(yōu)選的，所述步驟（1）中的酸性物質(zhì)為鹽酸、硫酸、氫氟酸、氫溴酸、硝酸、氟硅酸、碳酸、甲酸、苯甲酸、乙酸中的一種或多種組合物。優(yōu)選的，所述步驟（2）中的堿源為氨水、脲、水合肼、碳酸鈉、碳酸氫鈉、脂肪族胺、脂肪族醇胺和季銨堿中的至少一種。優(yōu)選的，所述步驟（3）中乙醇、三甲基氯硅烷、己烷按摩爾配比為1：（0.3-0.5）：（2-7）。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：在谷元粉和二氧化硅氣凝膠形成的互穿網(wǎng)格中可以固定收集液體肥料中的肥料元素，促使不溶肥懸浮，使得已飽和的液體肥繼續(xù)溶解，提高液體肥肥料含量，同時，在形成二氧化硅氣凝膠的制備過程中添加了增稠劑，可以對肥料元素起到一定的滯留作用，提高了懸浮液的穩(wěn)定性。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種液體肥專用懸浮收集助劑，包括以下重量份物質(zhì)：二氧化硅氣凝膠60-90份，谷元粉1-10份，增稠劑0.2-0.8份，表面活性劑0.1-0.8份，添加劑2-8份，根據(jù)本發(fā)明，氣凝膠以其低密度、高孔隙率，在作為元素、微細物質(zhì)載體方面具有廣闊的應用前進，本發(fā)明所述的二氧化硅氣凝膠的密度為0.003-0.29g/cm3，氣孔率為80-99.8%，比表面積≥800m2/g；由于二氧化硅氣凝膠具有非常大的比表面積和高的氣孔率，在水性和溶劑型膠粘劑中均有良好的分散性和懸浮性以及增稠、觸變、補強的作用，在液體肥料的溶液中，其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有助于提高肥料元素的懸浮性，提高肥料的固含量，在與谷元粉形成的互穿網(wǎng)格中可以包含更多的肥料元素，作為液體肥料的懸浮收集助劑效果明顯。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明提供的液體肥專用懸浮收集助劑，包括以下重量份物質(zhì)：二氧化硅氣凝膠70-85份，谷元粉2-8份，增稠劑0.5-0.8份，表面活性劑0.3-0.8份，添加劑5-8份，所述二氧化硅氣凝膠的密度為0.005-0.2g/cm3，氣孔率為85-99%，比表面積≥850m2/g。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明對所述增稠劑沒有特殊的要求，主要是可以減少顆粒自由活動的空間，從而提高體系的粘度即可，進一步的，本發(fā)明所述的增稠劑可以包括無機增稠劑、纖維素醚、天然高分子及其衍生物、合成高分子、絡合型有機金屬化合物、印花增稠劑，進一步的，如硅藻土、甲基纖維素、纖維素醚、淀粉、阿拉伯樹膠、黃原膠、聚乙烯醇中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明所述的表面活性劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的表面活性劑，進一步的，如單硬脂酸甘油酯、硬脂酸丁醇酯、聚乙二醇二硬脂酸中的一種或多種組合物。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明所述的添加劑為萘乙酸鈉、萘乙酸、胺鮮酯、蕓苔素內(nèi)酯、復硝酚鈉、復硝酚鉀、赤霉素、6-芐氨基腺嘌呤、三十烷醇中的一種或幾種，如上均為植物生長調(diào)節(jié)劑，對作物的生長具有明顯的促進作用。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明中所述液體肥專用懸浮收集助劑的制備方法包括以下步驟：（1）在硅源中加入乙醇溶液，所述硅源和乙醇的質(zhì)量比為1：（1.5-5），攪拌10-20min，攪拌過程中添加酸性物質(zhì)，調(diào)節(jié)PH為2-3，攪拌30-60min，得到混合溶液；（2）在步驟（1）中得到的混合溶液中繼續(xù)添加乙醇溶液，在攪拌的過程中加入堿源和增稠劑，調(diào)節(jié)PH=6.5-7.5；繼續(xù)攪拌60-90min，得到二氧化硅凝膠；（3）將乙醇、三甲基氯硅烷、己烷按摩爾配比1：（0.2-0.8）：（1-10）混合后得到混合溶液，將步驟（2）得到的二氧化硅凝膠放入混合溶液中，進行超聲振蕩，在超聲振蕩過程中添加表面活性劑和谷元粉，混合物反應20-30min后，添加添加劑，得到液體肥專用懸浮收集助劑。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明中二氧化硅氣凝膠的制備方法為溶膠-凝膠過程，通過含高活性化學組分的化合物作為前驅(qū)體，在液相下將原料均勻混合后，硅源物質(zhì)的水解和縮聚可以獲得具有三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的氧化硅凝膠，進一步的，本發(fā)明步驟（1）中的硅源為正硅酸乙酯（TEOS）、正甲基硅烷（TMOS）或水玻璃中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明，所述步驟（1）中的酸性物質(zhì)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的酸性物質(zhì)，本發(fā)明對酸性物質(zhì)的種類沒有特殊的要求，進一步的，所述的酸性物質(zhì)為鹽酸、硫酸、氫氟酸、氫溴酸、硝酸、氟硅酸、碳酸、甲酸、苯甲酸、乙酸中的一種或多種組合物。根據(jù)本發(fā)明，所述的步驟（2）中的堿源是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的堿源，本發(fā)明對堿源的種類沒有特殊的要求，只要可以中和酸性物質(zhì)即可，進一步的，所述的堿源為氨水、脲、水合肼、碳酸鈉、碳酸氫鈉、脂肪族胺、脂肪族醇胺和季銨堿中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明所述步驟（3）中乙醇、三甲基氯硅烷、己烷按摩爾配比為1：（0.3-0.5）：（2-7）。以下將通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。在以下各實施例及對比例中，二氧化硅氣凝膠的比表面積和孔容通過BELSORP-max_MicrotracBEL測定得到，測試數(shù)據(jù)匯總于表1中。實施例1一種液體肥專用懸浮收集助劑，包括以下重量份物質(zhì)：二氧化硅氣凝膠70份，谷元粉2份，纖維素醚0.5份，表面活性劑0.3份，添加劑5份；其制備方法包括以下步驟：（1）在正硅酸乙酯中加入乙醇溶液，所述正硅酸乙酯和乙醇的質(zhì)量比為1：1.5，攪拌10min，攪拌過程中添加鹽酸，調(diào)節(jié)PH為2，攪拌30min，得到混合溶液；（2）在步驟（1）中得到的混合溶液中繼續(xù)添加乙醇溶液，在攪拌的過程中加入氨水和纖維素醚，調(diào)節(jié)PH=6.5；繼續(xù)攪拌60min，得到二氧化硅凝膠；（3）將乙醇、三甲基氯硅烷、己烷按摩爾配比1：0.3：2混合后得到混合溶液，將步驟（2）得到的二氧化硅凝膠放入混合溶液中，離心處理，進行超聲振蕩，在超聲振蕩過程中添加單硬脂酸甘油酯和谷元粉，混合物反應20min后，添加萘乙酸鈉，得到液體肥專用懸浮收集助劑。實施例2一種液體肥專用懸浮收集助劑，包括以下重量份物質(zhì)：二氧化硅氣凝膠85份，谷元粉8份，增稠劑0.8份，表面活性劑0.8份，添加劑8份；其制備方法包括以下步驟：（1）在正甲基硅烷中加入乙醇溶液，所述正甲基硅烷和乙醇的質(zhì)量比為1：1.5，攪拌10min，攪拌過程中添加鹽酸，調(diào)節(jié)PH為2，攪拌30min，得到混合溶液；（2）在步驟（1）中得到的混合溶液中繼續(xù)添加乙醇溶液，在攪拌的過程中加入氨水和阿拉伯樹膠，調(diào)節(jié)PH=7.5；繼續(xù)攪拌60min，得到二氧化硅凝膠；（3）將乙醇、三甲基氯硅烷、己烷按摩爾配比1：0.3：2混合后得到混合溶液，將步驟（2）得到的二氧化硅凝膠放入混合溶液中，離心處理，進行超聲振蕩，在超聲振蕩過程中添加單硬脂酸甘油酯和谷元粉，混合物反應20min后，添加，得到液體肥專用懸浮收集助劑。實施例3一種液體肥專用懸浮收集助劑，包括以下重量份物質(zhì)：二氧化硅氣凝膠80份，谷元粉5份，增稠劑0.6份，表面活性劑0.5份，添加劑6份；其制備方法包括以下步驟：（1）在正硅酸乙酯中加入乙醇溶液，所述正硅酸乙酯和乙醇的質(zhì)量比為1：2，攪拌10min，攪拌過程中添加硝酸，調(diào)節(jié)PH為2，攪拌60min，得到混合溶液；（2）在步驟（1）中得到的混合溶液中繼續(xù)添加乙醇溶液，在攪拌的過程中加入碳酸鈉和黃原膠，調(diào)節(jié)PH=7；繼續(xù)攪拌60min，得到二氧化硅凝膠；（3）將乙醇、三甲基氯硅烷、己烷按摩爾配比1：0.4：5混合后得到混合溶液，將步驟（2）得到的二氧化硅凝膠放入混合溶液中，離心處理，進行超聲振蕩，在超聲振蕩過程中添加硬脂酸丁醇酯和谷元粉，混合物反應30min后，添加胺鮮酯，得到液體肥專用懸浮收集助劑。實施例4一種液體肥專用懸浮收集助劑，包括以下重量份物質(zhì)：二氧化硅氣凝膠60份，谷元粉1份，增稠劑0.2份，表面活性劑0.1份，添加劑2份；其制備方法包括以下步驟：（1）在水玻璃中加入乙醇溶液，所述水玻璃和乙醇的質(zhì)量比為1：1.5，攪拌10min，攪拌過程中添加鹽酸，調(diào)節(jié)PH為2，攪拌30min，得到混合溶液；（2）在步驟（1）中得到的混合溶液中繼續(xù)添加乙醇溶液，在攪拌的過程中加入氨水和纖維素醚，調(diào)節(jié)PH=6.5；繼續(xù)攪拌60min，得到二氧化硅凝膠；（3）將乙醇、三甲基氯硅烷、己烷按摩爾配比1：0.2：1混合后得到混合溶液，將步驟（2）得到的二氧化硅凝膠放入混合溶液中，離心處理，進行超聲振蕩，在超聲振蕩過程中添加聚乙二醇二硬脂酸和谷元粉，混合物反應20-30min后，添加復硝酚鈉，得到液體肥專用懸浮收集助劑。實施例5一種液體肥專用懸浮收集助劑，包括以下重量份物質(zhì)：二氧化硅氣凝膠90份，谷元粉10份，增稠劑0.8份，表面活性劑0.8份，添加劑8份；其制備方法包括以下步驟：（1）在正硅酸乙酯中加入乙醇溶液，所述正硅酸乙酯和乙醇的質(zhì)量比為1：5，攪拌20min，攪拌過程中添加硝酸，調(diào)節(jié)PH為3，攪拌60min，得到混合溶液；（2）在步驟（1）中得到的混合溶液中繼續(xù)添加乙醇溶液，在攪拌的過程中加入碳酸氫鈉和甲基纖維素，調(diào)節(jié)PH=7.5；繼續(xù)攪拌90min，得到二氧化硅凝膠；（3）將乙醇、三甲基氯硅烷、己烷按摩爾配比1：0.8：10混合后得到混合溶液，將步驟（2）得到的二氧化硅凝膠放入混合溶液中，離心處理，進行超聲振蕩，在超聲振蕩過程中添加單硬脂酸甘油酯和谷元粉，混合物反應20-30min后，添加萘乙酸，得到液體肥專用懸浮收集助劑。對比例1一種液體肥專用懸浮收集助劑，包括以下重量份物質(zhì)：二氧化硅氣凝膠40份，谷元粉2份，增稠劑0.2份，表面活性劑0.1份，添加劑2份；其制備方法包括以下步驟：（1）在正硅酸乙酯中加入乙醇溶液，所述正硅酸乙酯和乙醇的質(zhì)量比為1：0.2，攪拌10min，攪拌過程中添加鹽酸，調(diào)節(jié)PH為4，攪拌30min，得到混合溶液；（2）在步驟（1）中得到的混合溶液中繼續(xù)添加乙醇溶液，在攪拌的過程中加入氨水和甲基纖維素，調(diào)節(jié)PH=6.5；繼續(xù)攪拌60min，得到二氧化硅凝膠；（3）將乙醇、三甲基氯硅烷、己烷按摩爾配比1：0.34：8混合后得到混合溶液，將步驟（2）得到的二氧化硅凝膠放入混合溶液中，離心處理，進行超聲振蕩，在超聲振蕩過程中添加單硬脂酸甘油酯和谷元粉，混合物反應30min后，添加萘乙酸，得到液體肥專用懸浮收集助劑。對比例2一種液體肥專用懸浮收集助劑，包括以下重量份物質(zhì)：二氧化硅氣凝膠100份，谷元粉0.1份，增稠劑0.1份，表面活性劑0.01份，添加劑4份；其制備方法包括以下步驟：（1）在正甲基硅烷中加入乙醇溶液，所述正甲基硅烷和乙醇的質(zhì)量比為1：8，攪拌20min，攪拌過程中添加鹽酸，調(diào)節(jié)PH為1，攪拌40min，得到混合溶液；（2）在步驟（1）中得到的混合溶液中繼續(xù)添加乙醇溶液，在攪拌的過程中加入氨水和阿拉伯樹膠，調(diào)節(jié)PH=4；繼續(xù)攪拌90min，得到二氧化硅凝膠；（3）將乙醇、三甲基氯硅烷、己烷按摩爾配比1：2：1混合后得到混合溶液，將步驟（2）得到的二氧化硅凝膠放入混合溶液中，離心處理，進行超聲振蕩，在超聲振蕩過程中添加單硬脂酸甘油酯和谷元粉，混合物反應20min后，添加復硝酚鈉，得到液體肥專用懸浮收集助劑。表1實施例1-5、對比例1-2中液體肥專用懸浮收集助劑的參數(shù)二氧化硅氣凝膠密度/（g/cm3）氣孔率/（%）比表面積/（m2/g）肥料含量/（%）普通液體肥---42實施例10.049585675實施例20.069484572實施例30.059484974實施例40.089183471實施例50.099283772對比例10.563432446對比例20.543631849由以上數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明提供的液體肥專用懸浮收集助劑可以使得液體肥中肥料含量保持在70%以上。上述描述僅是對本發(fā)明部分實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本行業(yè)的普通技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明對上述實施例做出改進或修改，但均屬于本發(fā)明保護范圍。當前第1頁1 2 3