CN101172912A - 果菜类植物专用控释肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种果菜类植物专用控释肥及其制备方法，肥料核心占肥料总量的70～90％，其中氮肥、磷肥和钾肥分别以纯氮、五氧化二磷、氯化钾计算的重量和是肥料总重量的25％～50％，重量比为：2～3∶1～2∶2～3；缓释包膜层占肥料总量的10～30％，其中有100份的硫磺、10～40份的热固双酚A型环氧树脂和配套固化剂、5～15份的蒙脱石粉和0.5～2份的有机硅流平剂。将熔融态硫磺和热固双酚A型环氧树脂同步喷涂于肥料核心表面形成缓释包膜层。解决了缓释性肥料肥效短、无法满足果菜类植物整个生育期需要的问题，并解决了现有缓释性肥料制备工艺复杂、包膜层易脆、易脱落、易破碎、附着性和封闭连续性不佳的问题。

Description

果菜类植物专用控释肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种缓控释肥及其制备方法。

背景技术

随着高效农业的发展，日光温室蔬菜种植已经成为我国北方农民增收的主要方式之一，由于受掌握知识的限制，农民对蔬菜的需肥规律和土壤的供肥、保肥能力掌握较少，主要通过大量、甚至是过量地投入肥料来换取蔬菜的高产、稳产和增收，但许多时候往往事与愿违，不仅肥料烧苗情况时有报道，而过量的肥料投入还导致了土壤生态环境的恶化，土传病虫害加重，不仅影响了蔬菜的高产和稳产，还导致了蔬菜品质的下降，蔬菜作物的抗性降低，进而使农药的使用量增加，引起蔬菜等农产品的食用安全问题。而过量投入的氮肥，还导致了大量的硝酸盐淋失，进而引起地下水源的硝酸盐富营养化污染，将对蔬菜产区的人民群众的身体健康构成威胁。因此开发一种安全可靠的环保型、傻瓜型的果菜类植物专用肥品种具有重要意义。

已有技术中，果菜类植物专用肥是由含有氮、磷、钾的单质化肥和微肥按照一定比例混合而成。所用肥料原料中的氮肥如尿素、氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵等在石灰性土壤上施用后很容易产生氨挥发损失，同时经土壤中的硝化细菌作用转变为硝态氮后则更易淋失和流失；而肥料中的磷素也较易与土壤中的钙镁铁铝等离子化合生长难溶性沉淀；钾素则易被2：1型粘土矿物固定；不仅导致肥料的利用率较低，造成资源浪费，而且肥料中养分的淋失和流失还会导致水体的富营养化污染。

为延长肥效时间，现有的缓释性肥料是在肥料中加入1.5-2.0％的控释添加剂，例如中国专利申请公开(CN1308042A)，控释添加剂选用腐殖酸、双氰胺、氢醌。还有的包膜型控释肥料是在肥料核心的外面有缓释放的缓释包膜层，包膜材料选择聚合物，例如美国某公司申请的中国专利(ZL95190939.8)，是由两个串联的旋转筒在尿素颗粒的表面先喷涂一层硫涂层，然后再喷涂一层二异氰酸酯类的聚合物密封剂。这种二次喷涂工艺占地较大、设备投资较多、制备流程复杂，影响了肥料的推广使用，且单纯的尿素颗粒并不适于果菜类植物整个生育期施用，其肥料养分的释放曲线与果菜类植物需肥的吸收曲线常常不一致，而果菜类植物的生长除氮、磷、钾外，还需要许多微量元素，传统的缓释性肥料所含有效成分单一，无法满足不同品种果菜对营养成分的需求。现有缓释性肥料的包膜材料还存在韧性不好的问题，包膜层易破裂，影响肥料的缓释作用。包膜材料的加工方法复杂，包膜涂层与肥料核心之间的附着性差，需进行二次喷涂或较长的喷涂时间，肥料的制备方法复杂、投入成本较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种果菜类植物专用控释肥及其制备方法，解决现有的缓释性肥料包膜层韧性差、易脆、易脱落、易破碎、附着性和封闭连续性较差的技术问题；解决现有的缓释性肥料制备工艺复杂的问题；并且解决现有肥料成分无法满足不同品种果菜对营养成分的需求的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种果菜类植物专用控释肥，是肥料核心外包缓释包膜层的固体颗粒状，其肥料核心中混有供果菜类植物生长需要的氮肥、磷肥和钾肥，其特征在于：

肥料核心占肥料总重量的70～90％，其中氮肥、磷肥和钾肥分别以纯氮、五氧化二磷、氯化钾计算的重量和是肥料总重量的25％～50％，重量比为：2～3∶1～2∶2～3；

缓释包膜层占肥料总重量的10～30％，其中各成分占缓释包膜层总重量的配比为：

100份的硫磺；

10～40份的膜改性剂，膜改性剂是热固双酚A型环氧树脂和多元胺固化剂；

5～15份的蒙脱石粉；

0.5～2份的有机硅流平剂。

上述氮肥是尿素、硝酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵任意一种或两种以上的混合物。

上述磷肥是磷酸铵、过磷酸钙或磷酸铵与过磷酸钙的混合物。

上述钾肥是硫酸钾、氯化钾或硫酸钾与氯化钾的混合物。

上述肥料核心中还有占肥料核心总量2-5％的添加剂，添加剂为尿酶抑制剂、黄腐酸、轻质碳酸钙或上述2-3种组分的混合物。

上述肥料核心中还有占肥料核心总量0-5％的复合微肥，复合微肥为硫酸锌、硫酸亚铁，硫酸锰、硼酸或上述两种或两种以上组分的混合物。

一种果菜类植物专用控释肥的制备方法，其特征在于有如下步骤：

(1)、预制肥料核心：将破碎后的各单质肥料按比例投入搅拌混合器中，混合均匀，造粒，烘干，筛分成固体颗粒；

(2)、预制缓释包膜层材料：把硫磺熔融，加入硫磺重量5-15％的300目的蒙脱石粉作为释放调节剂，搅拌均匀、再加入硫磺重量0.5～2％的有机硅流平剂搅拌均匀成熔融态硫磺；

(3)、喷涂缓释包膜层：把完成造粒的肥料核心送入流化床涂膜机中，用雾化装置将熔融态硫磺和硫磺重量10-40％的热固双酚A型环氧树脂同步喷涂于肥料核心的表面，形成缓释包膜层；

(4)、缓释包膜层加工好之后，经保温放置24小时，膜固化反应完全后，冷却、包装。

上述步骤(1)的造粒可采用转鼓蒸汽造粒、圆盘造粒或喷浆造粒工艺。

上述步骤(1)的烘干温度可为80～120℃。

上述步骤(3)中，熔融态硫磺的温度是120～160℃，喷涂的温度是100～120℃。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

膜改性剂由热固双酚A型环氧树脂和多元胺固化剂组成，改善了包膜层的性质，提高了包膜层的韧性，克服了硫磺性脆、易脱落、易破碎等缺点，增强了包膜涂层与肥料核心之间的附着性，涂层封闭连续性好。有机硅流平剂的作用是降低熔融硫磺溶液的表面张力和粘滞度，有利于膜喷涂的均匀；蒙脱石具有吸湿涨缩能力，可调控膜上的微孔数量，促进或减小水分的进入，调控养分的释放速率。该肥料的制备方法是一次喷涂完成，工艺占地较少、设备投资较小、制备流程简单、耗能较少，包膜材料易得、肥料施用简单。

果菜类植物专用控释肥中各养分的配比与果菜类植物专用肥一样适合果菜类植物生长的需要，但由于果菜类植物专用控释肥中有控制释放的包膜，其养分释放曲线与果菜类植物需肥的吸收曲线基本一致，能够及时满足果菜类植物对养分的需求，同时又可控制释放，防止养分被淋失和固定，延长肥效期，提高肥料利用率5个百分点以上。本发明的优点是：在播种时施用果菜类植物专用控释肥，或套种的果菜类植物在出苗后追施一次，可以满足果菜类植物整个生育期对肥料的需要，不需在果菜类植物的生育期中再追肥，不仅节省肥料，而且节省用工，提高肥效，保护环境。

本发明可广泛应用于尿素、硫酸钾、磷酸铵等颗粒肥料的生产单元或二元控释肥。

具体实施方式

这种果菜类植物专用控释肥，是肥料核心外包缓释包膜层的固体颗粒状，其肥料核心中混有供果菜类植物生长需要的含氮肥、磷肥和钾肥，其肥料核心占肥料总重量的70～90％，其中氮肥、磷肥和钾肥中的养分分别以纯氮、五氧化二磷、氯化钾计算，其养分的重量和是肥料总重量的25％～45％，养分的重量比为：2～3∶1～2∶2～3。

缓释包膜层占肥料总重量的10～30％，其中各成分占缓释包膜层总重量的配比为：100份的硫磺；10～40份的热固双酚A型环氧树脂和多元胺固化剂；5～15份的蒙脱石粉；0.5～2份的有机硅流平剂。

实施例1，果菜类植物专用控释肥中的氮肥是尿素、硝酸铵、硫酸铵。磷肥是重过磷酸钙、磷酸一铵、磷酸二铵。钾肥是硫酸钾、氯化钾。微量元素肥料有硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸锰、钼酸铵等。养分比例为：3∶1∶3。养分总含量为40±1％。果菜类植物专用控释肥可用如下步骤制备：

把117.0kg养分含量为12-60-0的粉状磷酸一铵，420.0kg的K₂O含量为50％的硫酸钾，226.1kg的粉状尿素，36.9kg添加剂混合均匀。

已混合均匀的粉状磷酸一铵、硫酸钾、粉状尿素、添加剂送入造粒滚筒中。

把200.0kg尿素熔融，采用喷浆造粒工艺，将其喷涂在造粒筒中的肥料混合料中，至达到适宜的粒径大小，为养分含量21∶7∶21的硫酸钾型果菜类植物专用肥。

把完成造粒的果菜类植物专用肥送入流化床涂膜机中，用加有14kg粒度为300目的蒙脱石粉、0.5kg有机硅流平剂的130kg熔融硫磺，55.5kg的膜改性剂(热固双酚A型环氧树脂和多元胺固化剂，多元胺固化剂的添加量可占热固双酚A型环氧树脂的0.1～20％)同步喷涂于果菜类植物专用肥颗粒表面。60℃保温放置24小时，使膜固化反应完全，冷却，即为硫酸钾型果菜类植物专用控释肥。

该果菜类植物专用控释肥的组成和含量是：果菜类植物专用控释肥中的氮、磷、钾折合成氮、五氧化二磷、氯化钾后，三者的重量和是果菜类植物专用控释肥重量的40.83％；三者的重量比是3∶1∶3，养分含量为：17.5∶5.83∶17.5，缓释包膜层的重量占肥料总重量的16.67％，控释期为120天。

如果把完成造粒的果菜类植物专用肥送入流化床涂膜机中，用加有15kg粒度为300目蒙脱石粉、0.6kg有机硅流平剂的144.4kg熔融硫磺，80kg的膜改性剂(热固双酚A型环氧树脂和固化剂)同步喷涂于果菜类植物专用肥颗粒表面，60℃保温放置24小时，使膜固化反应完全，即为硫酸钾型果菜类植物专用控释肥。该果菜类植物专用控释肥的组成和含量是：果菜类植物专用控释肥中的氮、磷、钾折合成氮、五氧化二磷、氯化钾后，三者的重量和是果菜类植物专用控释肥重量的39.51％；三者的重量比是3∶1∶3，缓释包膜层的重量占肥料总重量的19.35％，控释期为180天。

实施例2：养分比例为：2∶1∶2，养分总含量为35±1％，含微量元素锌、铁、硼的果菜类植物专用控释肥可用如下步骤制备。

把154.6kg养分含量为14-55-0的粉状磷酸二铵，340.0kg的K₂O含量为50％的硫酸钾，氮素含量34％的硝酸铵84.7kg，含锌量24％硫酸锌41.7kg，含铁19％的硫酸亚铁52.7kg，含硼11.3％的硼酸44.3kg，22.0kg添加剂混合均匀。

已混合均匀的上述肥料送入造粒滚筒中。

把260.0kg尿素熔融，采用喷浆造粒工艺，将熔融的260kg尿素全部喷涂在造粒筒中的肥料混合料中，并控制达到适宜的粒径大小，为养分含量17∶8.5∶17的果菜类植物专用肥还含有1％的微量元素锌、1％的微素铁、0.5％的微素硼。

把完成造粒的果菜类植物专用肥送入流化床涂膜机中，用加有14kg粒度为300目的蒙脱石粉、0.5kg有机硅流平剂、130kg熔融硫磺，55.5kg的膜改性剂(热固双酚A型环氧树脂和多元胺固化剂)同步喷涂于果菜类植物专用肥颗粒表面。60℃保温放置24小时，使膜固化反应完全，冷却，即为硫酸钾型果菜类植物专用控释肥。该果菜类植物专用控释肥的组成和含量是：果菜类植物专用控释肥中的氮、磷、钾折合成氮、五氧化二磷、氯化钾后，三者的重量和是果菜类植物专用控释肥重量的35.4％；三者的重量比是2∶1∶2，缓释包膜层的重量占肥料总重量的16.67％，控释期为120天。

如果把完成造粒的果菜类植物专用肥送入流化床涂膜机中，用加有15kg粒度为300目蒙脱石粉、0.6kg有机硅流平剂的144.4kg熔融硫磺，80kg的膜改性剂(热固双酚A型环氧树脂和多元胺固化剂)同步喷涂于果菜类植物专用肥颗粒表面，60℃保温放置24小时，使膜固化反应完全，即为硫酸钾型果菜类植物专用控释肥。该果菜类植物专用控释肥的组成和含量是：果菜类植物专用控释肥中的氮、磷、钾折合成氮、五氧化二磷、氯化钾后，三者的重量和是果菜类植物专用控释肥重量的34.27％；三者的重量比是2∶1∶2，缓释包膜层的重量占肥料总重量的19.35％，控释期为180天。

其它实施例：

这种果菜类植物专用控释肥，为固体颗粒状，其肥料核心含有根据果菜类植物生长需要的氮、磷、钾元素，在核心的外面有缓释包膜层，其核心由包含如下按重量百分比计算的单质肥料：20-35％的尿素、10-25％的磷酸铵、20～30％的硫酸钾、2-5％的添加剂(如尿酶抑制剂、黄腐酸、轻质碳酸钙等)。肥料核心所含的氮、磷、钾以纯氮、五氧化二磷、氯化钾计为25～35％，其氮、五氧化二磷、氯化钾的重量比为：3∶1～2∶2～3。上述20～30％的硫酸钾可以由15-25％的氯化钾替代。肥料核心中还可以含有0～10％的硝酸铵、0～5％的硫酸铵、0-15％的重过磷酸钙、0-5％的复合微肥(硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硼酸等)四种中的任意一种、两种、三种或四种的组合。

缓释包膜层占肥料总重量的10～30％，其中各成分占缓释包膜层总重量为：100份的硫磺、10-40份的热固双酚A型环氧树脂、5-10份的蒙脱石粉、0.5～2份的有机硅流平剂。

肥料核心组合配比选用实施例：

	尿素％	磷酸铵％	硫酸钾％	氯化钾％	添加剂％	硝酸铵％	硫酸铵％	重过磷酸钙％	复合微肥％
										实施例a	20	25	25		5	10	5	5	5
实施例b	30	20		25	4	8	4	5	4
										实施例c	35	10	30		5	5	3	7	5
实施例d	35	23		24	3	0	2	10	3
										实施例e	33	25	24		5	10	1	0	2
实施例f	31	15	26	15	1	6	0	5	1
										实施例g	32	15	27	16	0	5	0	5	0

其缓释包膜层占肥料总重量的10～30％，其中含有100份的硫磺、10-40份的热固双酚A型环氧树脂、0.5～2份的有机硅流平剂、5-10份的蒙脱石。

缓释包膜层材料组合配比选用实施例：

	硫磺(份)	热固双酚A型环氧树脂(份)	有机硅流平剂(份)	蒙脱石(份)
					实施例h	100	10	0.5	10
实施例i	100	15	2.0	10
					实施例j	100	20	1.0	9
实施例k	100	25	1.2	8
					实施例l	100	30	1.5	7
实施例m	100	35	1.0	6
					实施例n	100	40	0.5	5

Claims (10)

1.一种果菜类植物专用控释肥，是肥料核心外包缓释包膜层的固体颗粒状，其肥料核心中混有供果菜类植物生长需要的氮肥、磷肥和钾肥，其特征在于：

肥料核心占肥料总重量的70～90％，其中氮肥、磷肥和钾肥分别以纯氮、五氧化二磷、氯化钾计算的重量和是肥料总重量的25％～50％，重量比为：2～3∶1～2∶2～3；

缓释包膜层占肥料总重量的10～30％，其中各成分占缓释包膜层总重量的配比为：

100份的硫磺；

10～40份的膜改性剂，膜改性剂是热固双酚A型环氧树脂和多元胺固化剂；

5～15份的蒙脱石粉；

0.5～2份的有机硅流平剂。

2.根据权利要求1所述的果菜类植物专用控释肥，其特征在于：上述氮肥是尿素、硝酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵任意一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的果菜类植物专用控释肥，其特征在于：上述磷肥是磷酸铵、过磷酸钙或磷酸铵与过磷酸钙的混合物。

4.根据权利要求1所述的果菜类植物专用控释肥，其特征在于：上述钾肥是硫酸钾、氯化钾或硫酸钾与氯化钾的混合物。

5.根据权利要求1所述的果菜类植物专用控释肥，其特征在于：上述肥料核心中还有占肥料核心总量2-5％的添加剂，添加剂为尿酶抑制剂、黄腐酸、轻质碳酸钙或上述2-3种组分的混合物。

6.根据权利要求1所述的果菜类植物专用控释肥，其特征在于：上述肥料核心中还有占肥料核心总量0-5％的复合微肥，复合微肥为硫酸锌、硫酸亚铁，硫酸锰、硼酸或上述两种或两种以上组分的混合物。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的果菜类植物专用控释肥的制备方法，其特征在于有如下步骤：

(1)、预制肥料核心：将破碎后的各单质肥料按比例投入搅拌混合器中，混合均匀，造粒，烘干，筛分成固体颗粒；

(2)、预制缓释包膜层材料：把硫磺熔融，加入硫磺重量5-15％的300目的蒙脱石粉作为释放调节剂，搅拌均匀、再加入硫磺重量0.5～2％的有机硅流平剂搅拌均匀成熔融态硫磺；

(3)、喷涂缓释包膜层：把完成造粒的肥料核心送入流化床涂膜机中，用雾化装置将熔融态硫磺和硫磺重量10-40％的热固双酚A型环氧树脂同步喷涂于肥料核心的表面，形成缓释包膜层；

(4)、缓释包膜层加工好之后，经保温放置24小时，膜固化反应完全后，冷却、包装。

8.根据权利要求7所述的果菜类植物专用控释肥的制备方法，其特征在于：上述步骤(1)的造粒采用转鼓蒸汽造粒、圆盘造粒或喷浆造粒工艺。

9.根据权利要求7所述的果菜类植物专用控释肥的制备方法，其特征在于：上述步骤(1)的烘干温度为80～120℃。

10.根据权利要求7所述的果菜类植物专用控释肥的制备方法，其特征在于：上述步骤(3)中，熔融态硫磺的温度是120～160℃，喷涂的温度是100～120℃。