CN104163708A - 一种水溶性复合肥悬浮助剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种水溶性复合肥悬浮助剂及其制备方法和应用，本发明属于农作物肥料添加剂领域，具体涉及一种可用于水溶性复合肥的悬浮助剂。该水溶性复合肥悬浮助剂的制备方法是将水溶性的高分子进行结构改性，使其形成三维结构的大分子，再与表面活性剂进行配制。该悬浮助剂可防止水溶性复合肥中再结晶的大颗粒晶体和少许不溶物下沉，提高悬浮液的悬浮稳定性。同时表面活性剂的分散性能够使肥料快速分散在水中，促进肥料的溶解。本发明用于固体水溶性复合肥，能有效防止水溶性复合肥大晶体颗粒和少许不溶物的下沉，增大肥料与水的接触，促进溶解，同时可抑制肥料结块现象，保证肥效。该悬浮助剂生产简单易行，成本低廉，环保无污染，具有市场应用价值。

Description

一种水溶性复合肥悬浮助剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于农作物肥料添加剂领域，具体涉及一种用于水溶性复合肥的悬浮助剂。

背景技术

水溶性肥料是一种可以溶于水的多元复合肥料，它能迅速的溶解于水中，更容易被农作物吸收，而且吸收利用率相对较高，可实现水肥一体化，达到省水省肥省工的效果。我国水资源短缺，用于农业生产的份额也在不断下降，已形成一个非常严峻的问题，而且随着中国经济持续快速发展，受人们生活水平逐步提高、人口增长较快等因素的影响，以及对粮食和农产品产量及品质的需求不断提高，急需要找到一种能使作物增产且又能节约用水的新型肥料。因此，在优质、高效、环保的现代农业中，特别是水肥一体化中，水溶性肥料具有广阔的发展前景。

目前我国所用水溶性肥料中，水溶性复合肥居多，水溶性复合肥是多种可水溶的肥料原料经过精确复配混合物所得，能够快速溶解在水中，作物吸收利用速度更快，符合现代农业节水灌溉，且生产工艺简单，是水肥一体化发展必不可少的条件。但是，目前的水溶性复合肥大部分是通过简单的肥料混合所得，在肥料混合过程中，各肥料之间容易发生反应，且肥料间易发生结块现象，生成溶解速度慢的大颗粒物质。 现代农业水肥一体化中，要用到喷灌以及滴管设施，水溶性复合肥生产过程中生成的大颗粒物质，将会导致堵塞管道等现象，影响水溶性复合肥在水肥一体化中的广泛应用。因此，采用悬浮助剂是解决水溶性复合肥以上问题和缺陷的重要手段。

中国发明专利公开号CN102584480A公开了一种用于氮肥增效的胶悬剂，该胶悬剂是由2-氯-6-三氯甲基吡啶、乳化剂、木质素磺酸钙、白炭黑、黄原胶、N，N-二甲基甲酰胺和水按一定配比制成，为液态。其中的2-氯-6-三氯甲基吡啶和白炭黑为微溶物质，喷洒在氮肥颗粒表面后，应用于水溶性肥料时，微溶物质大部分会产生沉淀或发生絮凝，影响了溶液的稳定，用于水肥一体化的现代农业设施中易堵塞管道。

中国发明专利公开号 CN 102992895A公开了一种粉状多元素肥料防板结添加剂及其应用，该添加剂是由柠檬酸或柠檬酸盐、司盘混合而成，柠檬酸具有一定的螯合作用，司盘粘度大，可使颗粒肥料在水中具有一定的悬浮性。但该添加剂粘度大，对粉状肥料分散效果差，容易使肥料在水中团聚，降低肥料溶解速率，且与肥料结合强度不够，容易发生再分解，使晶体再结晶，影响肥料肥效。

中国发明专利公开号  CN 101302129公开了一种磷酸氢钙悬浮剂，该悬浮剂是由磷酸钙原粉，与润湿剂，分散剂，防冻剂，消泡剂，增稠剂和水混合，通过高速混合，再研磨成细小的高浓度黏稠状悬浮剂。该悬浮剂是添加湿润剂和分散剂等表面活性剂，与磷酸氢钙配成悬浮液，应用于肥料，但该磷酸氢钙悬浮剂为液态，使用有一定的局限，同时贮存和运输均不方便。

根据上述，目前的悬浮助剂均为表面活性剂或者高分子类，主要提高溶液粘度，增加悬浮液的稳定性，同时加入分散剂混配使用，而分散剂也存在有不溶物，应用于水肥一体化的现代农业易堵塞管道。或者加入表面活性剂与肥料，农药等混合，制作成悬浮液，直接应用于作物。因此开发一种既能使肥料颗粒悬浮，防止沉降，促进溶解，又能溶解在水中的水溶性复合肥悬浮助剂，具有良好的使用价值和广阔的市场前景。

发明内容

本发明为了克服上述的不足和缺陷，提出一种水溶性复合肥悬浮助剂，该悬浮助剂主要应用于水溶性复合肥料，是由水溶性的高分子进行结构改性，使其形成三维结构的大分子，再与表面活性剂进行配制。三维结构大分子能够稳定吸附肥料大颗粒，防止沉降，同时表面活性剂能使肥料颗粒在水中快速分散开来，促进溶解，且该悬浮助剂添加在肥料中能有效防止肥料结块，保证肥料肥效。

本发明进一步提供了一种水溶性复合肥的制备方法，该制备方法是将高分子有机物在一定的温度条件下进行改性，生成三维结构大分子，再与表面活性剂进行复配，采用喷雾干燥，可得到固体状水溶性复合肥悬浮助剂。

本发明一种水溶性复合肥悬浮助剂，其特征是由以下物质组成，均为重量份：

罗望子多糖胶：30~50份，

磷酸盐：15~30份，

萘磺酸钠甲醛缩合物：10~20份，

聚甲基丙烯酸：5~10份，

黄原胶：5~10份，

稳定剂：5~10份，

螯合剂：5~10份。

上述所述的磷酸盐为以下物质中的任意一种：磷酸、焦磷酸、甲基磷酸、聚磷酸。

上述所述的罗望子多糖胶中含有半乳糖，木糖和葡萄糖，其中直链上含有多个羟基，可与磷酸盐发生酯化反应，形成直链或网状结构酯类，由于多糖类高分子链间的相互作用，形成了立体的三维网状结构，能够稳定的与肥料大颗粒结合，使肥料大颗粒不易沉淀，能够稳定的悬浮在液体中，同时网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶具有很大的吸水功能，能够吸入水分，包裹肥料大颗粒，增大肥料大颗粒也水的接触面，促进溶解。

上述所述的萘磺酸钠甲醛缩合物具有很好的分散性能，能够使肥料大颗粒很好的分散在液体中，使其悬浮，促进溶解。

上述所述的聚甲基丙烯酸具有很好的吸附性能，能够吸收肥料中的水分，降低肥料表面粉体的含湿量，提高了玻璃转化温度T_g，同时聚甲基丙烯酸的玻璃转化温度T_g较大，也可提高肥料表面的T_g，有效防止了肥料结块。

上述所述的稳定剂为以下物质中的任意一种或几种混合物：阿拉伯胶，羧甲基纤维素，甲基纤维素，羧甲基淀粉，羟烷基淀粉，聚乙二醇，聚氧化乙烯。稳定剂可保护液体的物理化学性能，有效防止沉降，可使肥料大颗粒均匀稳定的悬浮在液体中，促进肥料大颗粒的溶解。

上述所述螯合剂为以下物质中任意一种：柠檬酸，聚天冬氨酸，聚乙烯吡咯烷酮，聚苯乙烯磺酸钠。螯合剂具有很好的螯合性能，与在与肥料混合反应时，可对肥料中的营养元素进行螯合，促进作物吸收，提高肥料肥效。 

本发明一种水溶性复合肥悬浮助剂，其制备方法包括以下步骤：

（1）、将15~30份的磷酸盐溶解在水中，形成饱和溶液，在气流混合机中将饱和磷酸盐溶液，利用喷雾法喷洒在30~50份罗望子多糖胶表面，使磷酸盐与罗望子多糖胶充分混合接触，同时可去除部分水分，得罗望子多糖胶与磷酸盐混合物；

（2）、将步骤（1）中所得罗望子多糖胶与磷酸盐混合物送入加热搅拌反应釜中，设定反应温度80℃~100℃，搅拌速度为50~80r/min，压力为常压，在此条件下反应2~4h，可得到三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶；

（3）、将步骤（2）中所得的三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶与10~20份的萘磺酸钠甲醛缩合物、5~10份的聚甲基丙烯酸、5~10份的黄原胶、5~10份的稳定剂、5~10份的螯合剂在常温下充分混合，干燥，即可得一种水溶性复合肥悬浮助剂。

上述步骤（1）当中所述气流混合机中，包含有底部压缩气体进入口，下侧进料口和中侧喷洒口，压缩气体由底部进入，罗望子多糖胶由下侧进料口进入，磷酸盐溶液由中侧喷洒口喷洒。由于气流的原因，罗望子多糖胶粉末在混合腔内不断流动，磷酸盐溶液由中侧均匀的喷洒在上面，可达到均匀的混合，促进后续反应。

上述所述一种水溶性复合肥悬浮助剂的使用方法为以下两种：

（1）、直接与单一水溶性复合肥原料分别充分混合，使悬浮助剂分散在水溶性复合肥原料的周围，再将水溶性复合肥原料与其他营养物质进行混合处理，加入量为肥料原料的0.5%~4%。

（2）、将悬浮助剂溶解在水中，直接喷洒在单一水溶性复合肥原料表面，再进行原料去湿干燥，再与其他营养物质混合。

固态水溶性复合肥主要为颗粒状和粉末状，其主要原料为尿素，磷酸铵，磷酸二氢钾，硫酸钾等易溶解的晶态物质，主要工艺手段为混合，干燥粉碎。晶态物质混合时在物质表面易发生反应，形成新的大颗粒物质，造成结块现象，大颗粒物质在水中不易分散，易发生沉淀，溶解速度慢。本发明采用水溶性高分子罗望子多糖胶与磷酸盐发生反应，形成三维网状结构，能够牢固的结合在肥料大颗粒表面，防止大颗粒物质沉降，使其悬浮在液体中，再者该三维网状结构具有很好的吸水性，能够吸收水分，增大肥料大颗粒与水之间的接触面，促进溶解。同时加入的萘磺酸钠甲醛缩合物和聚甲基丙烯酸均具有吸附性能和分散性，能够吸附大颗粒，保持颗粒的悬浮状态，促进溶解。本发明在生产过程中与肥料原料混合时，能够吸收肥料中的水分，降低肥料表面粉体的含湿量，提高了玻璃转化温度T_g，同时高分子的加入也可提高肥料表面的T_g，有效防止了肥料结块，保证了肥效，提高了肥料利用率。

本发明一种水溶性复合肥悬浮助剂及其制备方法和应用，其突出特点和有益效果在于：

1、本发明采用水溶性高分子罗望子多糖胶与磷酸盐发生反应，形成三维网状结构，能够与肥料大颗粒牢固的结合，防止大颗粒物质沉降，使其悬浮在液体中，促进肥料的溶解，同时与多种表面活性剂和稳定剂混合使用，协同作用，提高了肥料大颗粒的悬浮率，防止了肥料大颗粒沉降，促进了肥料的溶解。

2、本发明具有吸附性能，能够在生产过程中与肥料原料混合时，能够吸收肥料中的水分，降低肥料表面粉体的含湿量，提高了玻璃转化温度T_g，同时高分子的加入也可提高肥料表面的T_g，有效防止了肥料结块，保证了肥效，提高了肥料利用率。

3、本发明加入的螯合剂在与肥料混合反应时，可对肥料中的营养元素进行螯合，促进作物对营养成分的吸收，提高肥料肥效。

4、本发明悬浮助剂为水溶性，能够溶解在水中，且在土壤中易降解，适合于水肥一体化，环保无污染，生产工艺简单易行，成本低廉，适用于规模化生产，具有市场应用价值。

 表1为本发明一种水溶性复合肥悬浮助剂产品性能指标 

表1。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应理解为本发明的范围权限仅限于以下的实例。

实施例1

一种水溶性复合肥悬浮助剂，其组成如下：

罗望子多糖胶30份，甲基磷酸15份，萘磺酸钠甲醛缩合物10份，聚甲基丙烯酸10份，黄原胶5份，稳定剂羧甲基纤维素8份，螯合剂聚天冬氨酸10份。

一种水溶性复合肥悬浮助剂，其制备方法包括以下步骤：

（1）、将15份的甲基磷酸溶解在水中，形成饱和溶液，在气流混合机中将饱和磷酸盐溶液，利用喷雾法喷洒在30份罗望子多糖胶表面，使甲基磷酸与罗望子多糖胶充分混合接触，同时可去除部分水分，得罗望子多糖胶与甲基磷酸混合物；

（2）、将步骤（1）中所得罗望子多糖胶与甲基磷酸混合物送入加热搅拌反应釜中，设定反应温度80℃，搅拌速度为50r/min，压力为常压，在此条件下反应3h，可得到三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶；

（3）、将步骤（2）中所得的三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶与10份的萘磺酸钠甲醛缩合物、10份的聚甲基丙烯酸、5份的黄原胶、8份的稳定剂羧甲基纤维素、10份的螯合剂聚天冬氨酸，在常温下充分混合，干燥，即可得一种水溶性复合肥悬浮助剂。

 实施例2

一种水溶性复合肥悬浮助剂，其组成如下：

罗望子多糖胶35份，焦磷酸20份，萘磺酸钠甲醛缩合物10份，聚甲基丙烯酸10份，黄原胶8份，稳定剂聚乙二醇10份，螯合剂聚乙烯吡咯烷酮10份。

一种水溶性复合肥悬浮助剂，其制备方法包括以下步骤：

（1）、将20份的焦磷酸溶解在水中，形成饱和溶液，在气流混合机中将饱和焦磷酸溶液，利用喷雾法喷洒在35份罗望子多糖胶表面，使焦磷酸与罗望子多糖胶充分混合接触，同时可去除部分水分，得罗望子多糖胶与焦磷酸混合物；

（2）、将步骤（1）中所得罗望子多糖胶与焦磷酸混合物送入加热搅拌反应釜中，设定反应温度90℃，搅拌速度为50r/min，压力为常压，在此条件下反应3h，可得到三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶；

（3）、将步骤（2）中所得的三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶与10份的萘磺酸钠甲醛缩合物、10份的聚甲基丙烯酸、8份的黄原胶、10份的稳定剂聚乙二醇、10份的螯合剂聚乙烯吡咯烷酮，在常温下充分混合，干燥，即可得一种水溶性复合肥悬浮助剂。

实施例3

一种水溶性复合肥悬浮助剂，其组成如下：

罗望子多糖胶40份，聚磷酸20份，萘磺酸钠甲醛缩合物15份，聚甲基丙烯酸8份，黄原胶5份，稳定剂羟烷基淀粉5份，螯合剂聚苯乙烯磺酸钠8份。

一种水溶性复合肥悬浮助剂，其制备方法包括以下步骤：

（1）、将20份的聚磷酸溶解在水中，形成饱和溶液，在气流混合机中将饱和聚磷酸溶液，利用喷雾法喷洒在40份罗望子多糖胶表面，使聚磷酸与罗望子多糖胶充分混合接触，同时可去除部分水分，得罗望子多糖胶与聚磷酸混合物；

（2）、将步骤（1）中所得罗望子多糖胶与聚磷酸混合物送入加热搅拌反应釜中，设定反应温度100℃，搅拌速度为50r/min，压力为常压，在此条件下反应3.5h，可得到三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶；

（3）、将步骤（2）中所得的三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶与15份的萘磺酸钠甲醛缩合物、8份的聚甲基丙烯酸、5份的黄原胶、5份的稳定剂羟烷基淀粉、8份的螯合剂聚苯乙烯磺酸钠，在常温下充分混合，干燥，即可得一种水溶性复合肥悬浮助剂。

实施例4

 一种水溶性复合肥悬浮助剂，其组成如下：

罗望子多糖胶50份，聚磷酸30份，萘磺酸钠甲醛缩合物20份，聚甲基丙烯酸8份，黄原胶10份，稳定剂甲基纤维素10份，螯合剂聚乙烯吡咯烷酮5份。

一种水溶性复合肥悬浮助剂，其制备方法包括以下步骤：

（1）、将30份的聚磷酸溶解在水中，形成饱和溶液，在气流混合机中将饱和聚磷酸溶液，利用喷雾法喷洒在50份罗望子多糖胶表面，使聚磷酸与罗望子多糖胶充分混合接触，同时可去除部分水分，得罗望子多糖胶与聚磷酸混合物；

（2）、将步骤（1）中所得罗望子多糖胶与聚磷酸混合物送入加热搅拌反应釜中，设定反应温度100℃，搅拌速度为50r/min，压力为常压，在此条件下反应4h，可得到三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶；

（3）、将步骤（2）中所得的三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶与20份的萘磺酸钠甲醛缩合物、8份的聚甲基丙烯酸、10份的黄原胶、10份的稳定剂甲基纤维素、5份的螯合剂聚乙烯吡咯烷酮，在常温下充分混合，干燥，即可得一种水溶性复合肥悬浮助剂。

Claims (5)

1.一种水溶性复合肥悬浮助剂，其特征在于：其组成为以下物质的重量份：

罗望子多糖胶：30~50份，

磷酸盐：15~30份，

萘磺酸钠甲醛缩合物：10~20份，

聚甲基丙烯酸：5~10份，

黄原胶：5~10份，

稳定剂：5~10份，

螯合剂：5~10份，

其中所述的磷酸盐为以下物质中的任意一种：磷酸、焦磷酸、甲基磷酸、聚磷酸；其中所述的稳定剂为以下物质中的任意一种或几种混合物：阿拉伯胶，羧甲基纤维素，甲基纤维素，羧甲基淀粉，羟烷基淀粉，聚乙二醇，聚氧化乙烯；其中所述螯合剂为以下物质中任意一种：柠檬酸，聚天冬氨酸，聚乙烯吡咯烷酮，聚苯乙烯磺酸钠。

2.根据权利要求1中所述的一种水溶性复合肥悬浮助剂，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：

（1）、将15~30份的磷酸盐溶解在水中，形成饱和溶液，在气流混合机中将饱和磷酸盐溶液利用喷雾法喷洒在30~50份罗望子多糖胶表面，使磷酸盐与罗望子多糖胶充分混合接触，同时可去除部分水分，得罗望子多糖胶与磷酸盐混合物；

（2）、将步骤（1）中所得罗望子多糖胶与磷酸盐混合物送入加热搅拌反应釜中，设定反应温度80℃~100℃，搅拌速度为50~80r/min，压力为常压，在此条件下反应2~4h，可得到三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶；

（3）、将步骤（2）中所得的三维网状结构的磷酸酯罗望子多糖胶与10~20份的萘磺酸钠甲醛缩合物、5~10份的聚甲基丙烯酸、5~10份的黄原胶、5~10份的稳定剂、5~10份的螯合剂在常温下充分混合，干燥，即可得一种水溶性复合肥悬浮助剂。

3.根据权利要求2中所述的一种水溶性复合肥的制备方法，其特征在于：其中步骤（1）

中所述气流混合机中，包含有底部压缩气体进入口，下侧进料口和中侧喷洒口，压缩气体由底部进入，罗望子多糖胶由下侧进料口进入，磷酸盐溶液由中侧喷洒口喷洒。

4.由于气流的原因，罗望子多糖胶粉末在混合腔内不断流动，磷酸盐溶液由中侧均匀的喷洒在上面，可达到均匀的混合，促进后续反应。

5.根据权利要求1中所述一种水溶性复合肥悬浮助剂，其特征在于：其使用方法为以下两种：

（1）、直接与单一水溶性复合肥原料分别充分混合，使悬浮助剂分散在水溶性复合肥原料的周围，再将水溶性复合肥原料与其他营养物质进行混合处理，加入量为肥料原料的0.5%~4%；

（2）、将悬浮助剂溶解在水中，直接喷洒在单一水溶性复合肥原料表面，再进行原料去湿干燥，再与其他营养物质混合，加入量为肥料原料的0.5%~4%。