CN115093289A - 一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂及其制备方法与应用。本发明增效剂包括如下质量份数的原料制备得到：无机硅酸盐1‑5份，无机酸1‑5份，有机酸2‑40份，吡唑衍生物1‑20份，酰胺化合物1‑20份，复合引发剂1‑10份，溶剂水50‑200份。本发明增效剂具有优异的耐温性能，可应用于高塔造粒制备复合肥。本发明增效剂能够有效延长氮肥的作用周期，延长作物对氮元素的有效吸收；可使固定在土壤中的不溶性磷溶解成可被植物根系再吸收利用的磷元素，起到磷增效的功效；还可有效疏松土壤，增加土壤透气性，有助于有机物的分解，改善土壤的营养成分；解决了目前传统氮增效剂所存在的弊端。
Description
技术领域
本发明涉及一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂及其制备方法与应用，属于农业用肥技术领域。
背景技术
高塔熔融造粒生产复合肥是一种简单、高效、高产的生产模式，其不仅保留原有肥料的性能，还融合了氮、磷、钾等作物生长所需的元素，所以在农业市场上占据越来越大的份额。但因高塔造粒制备工艺需要高温熔融处理(高于160℃)，且目前市售的氮增效剂如双氰胺、2-氯-6(三氯甲基)吡啶、3,4-二甲基吡唑磷酸盐等易光解且不耐高温，不能在高塔造粒复合肥中应用，因此高塔造粒制备的复合肥中很难含有氮增效成分。现有氮磷增效剂存在不耐高温，因此不能应用于高塔造粒的弊端；不能同时具有优异的松土功效、氮长效性能以及溶解土壤中不溶磷酸盐使植物再吸收利用磷元素的能力。并且，目前也尚未有同时具有上述功效的高塔造粒复合肥产品的相关报道。
因此，开发一种具有耐高温、松土功效、氮长效、溶解土壤中不溶磷酸盐使植物再吸收利用磷元素的能力，且上述性能优异的高塔造粒复合肥用增效剂和高塔造粒复合肥，具有重要意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂及其制备方法与应用。本发明增效剂具有优异的耐温性能，可应用于高塔造粒制备复合肥。本发明增效剂能够有效延长氮肥的作用周期，延长作物对氮元素的有效吸收；可使固定在土壤中的不溶性磷溶解成可被植物根系再吸收利用的磷元素，起到磷增效的功效；还可有效疏松土壤，增加土壤透气性，有助于有机物的分解，改善土壤的营养成分；解决了目前传统氮增效剂所存在的弊端。
本发明同时还提供一种高塔造粒复合肥，所得高塔造粒复合肥同时具备优异的松土功效、氮长效、溶解土壤中不溶磷酸盐使植物再吸收利用磷元素的能力。
本发明的技术方案如下：
一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，所述增效剂包括如下质量份数的原料制备得到：无机硅酸盐1～5份，无机酸1～5份，有机酸2～40份，吡唑衍生物1～20份，酰胺化合物1～20份，复合引发剂1～10份，溶剂水50～200份；所述有机酸为含有碳碳双键的有机酸单体；所述吡唑衍生物为3,4-二甲基吡唑、4-氯-3-甲基吡唑、N-羟甲基-3,4-二甲基吡唑或N-羟甲基-4-氯-3-甲基吡唑中的一种或两种以上的组合；所述酰胺化合物为丙烯酰胺，N，N-二甲基丙烯酰胺或羟甲基丙烯酰胺中的一种或两种以上的组合。
根据本发明优选的，所述增效剂包括如下质量份数的原料制备得到：无机硅酸盐3～5份，无机酸3～4份，有机酸5～26份，吡唑衍生物5～15份，酰胺化合物6～7份，复合引发剂1～5份，溶剂水100～160份。
优选的，所述增效剂包括如下质量份数的原料制备得到：无机硅酸盐3份，无机酸3份，有机酸26份，吡唑衍生物10份，酰胺化合物6份，复合引发剂4.6份，溶剂水160份。
根据本发明优选的，所述无机硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾或硅酸钙中的一种或两种以上的组合。
根据本发明优选的，所述无机酸为盐酸、硝酸或硫酸中的一种或两种以上的组合；所述无机酸采用质量浓度为49％～98％的无机酸水溶液。
根据本发明优选的，所述有机酸为丙烯酸或甲基丙烯酸。
根据本发明优选的，所述吡唑衍生物为3,4-二甲基吡唑或4-氯-3-甲基吡唑。
根据本发明优选的，所述酰胺化合物为丙烯酰胺或羟甲基丙烯酰胺。
根据本发明优选的，所述复合引发剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵、过硫酸铵、亚硫酸氢铵或碳酸氢铵中的两种或两种以上的组合；优选的，所述复合引发剂为碳酸钠、过硫酸铵或亚硫酸氢铵的组合；碳酸钠、过硫酸铵和亚硫酸氢铵的质量比为1:1:1。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的制备方法，包括步骤：
(1)共聚反应：将无机硅酸盐、无机酸和水混合均匀；升温，加入有机酸和酰胺化合物，混合均匀；然后加入复合引发剂，升温至反应温度，经反应得到混合物；
(2)加成反应：将步骤(1)得到的混合物和水混合均匀；升温至反应温度，加入有机酸和吡唑衍生物，混合均匀；然后加入复合引发剂，经反应得到耐高温松土氮磷增效剂。
根据本发明优选的，步骤(1)中，升温速率均为1～5℃/min；升温至30～50℃，加入有机酸和酰胺化合物；反应温度为55～100℃，反应时间为1～6h。
根据本发明优选的，步骤(1)所述水的质量和步骤(2)所述水的质量比为0.5～2:0.5～2，优选为1:1；步骤(1)所述有机酸的质量和步骤(2)所述有机酸的质量比为1:10～15，优选为1:12；步骤(1)所述复合引发剂的质量和步骤(2)所述复合引发剂的质量比为1:1～2。
根据本发明优选的，步骤(2)中，升温速率为1～5℃/min，反应温度为40～100℃，反应时间为1～6h。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
根据本发明优选的，所述复合肥包括如下质量份数的原料制备得到：增效剂1～3份、磷酸液60～80份、磷酸一铵20～30份、硫酸钾20～40份、氯化钾1～10份、腐殖酸钾2～12份。
优选的，所述磷酸液是磷酸的水溶液，质量浓度为70～80％。
优选的，所述复合肥的制备方法包括步骤：在高塔造粒反应釜中加入磷酸液、增效剂，混合均匀，然后升温至熔融温度；加入磷酸一铵、硫酸钾、氯化钾和腐殖酸钾，熔融混合均匀；经喷浆造粒，冷却得到复合肥。
进一步优选的，升温速率为5～15℃/min，熔融温度为160～180℃。
根据本发明，喷浆造粒工艺按现有技术即可。
本发明的技术特点及有益效果如下：
1、本发明增效剂的制备工艺简单、高效、清洁、无需通入惰性保护气体。本发明制备过程中首先生成耐高温硅酸凝胶，起到保护松土氮磷增效剂的作用。然后加入的酰胺化合物、有机酸、复合引发剂小子分物质会渗透到凝胶内部，发生酰胺化合物与有机酸的共聚反应、有机酸与复合引发剂生成惰性保护气体的反应等，得到共聚混合物。然后加入吡唑衍生物、有机酸、复合引发剂小子分物质，发生有机酸与吡唑衍生物的加成反应，有机酸与复合引发剂生成惰性保护气体的反应，吡唑衍生物、有机酸和共聚混合物的相互作用，以及，共聚混合物和加成产物的相互作用等，最终制备得到本发明吡唑衍生物含量在2～20％之间的增效剂。
2、本发明所用复合引发剂一方面能够提升引发效率，诱发共聚反应与加成反应。另一方面，本发明所用复合引发剂为无机盐类物质，无毒，安全环保；其与丙烯酸发生反应产生二氧化碳驱除反应体系中的氧气，所生成的二氧化碳作为保护性气体来提供无氧环境，无需额外通入惰性保护气体，避免了在大规模产业化生产过程中因大量通入惰性保护气体所产生的危险，并进一步降低了成本。本发明特定种类和配比的复合引发剂是专门应用于本发明原料体系；如变化复合引发剂种类等，将得不到本发明增效剂、实现不了本发明优异效果。
3、本发明增效剂的原料组成具有特定性，只有本发明特定的原料种类结合特定的配比才能实现本发明的效果。比如，只有本发明酰胺化合物才会产生松土功效；并且，只有适宜的用量才会产生优良的松土等功效；过少和过多都实现不了本发明优异的效果，如果无法与土系有效的黏附结合，就无法有效的形成土壤团粒结构，从而不能起到松土等功效。本发明原料组成作为一个整体，各原料结合配比共同作用实现本发明的效果。
4、本发明制备方法中，先进行共聚反应，再进行加成反应，此顺序较为重要，如变化顺序则不能成功，得不到本发明的增效剂，也实现不了本发明优异的效果。其中，每个反应中的合成温度，原料添加顺序，以及合适的复合引发剂种类和配比，均会对最终增效剂以及其效果产生影响；上述条件不合适，均得不到本发明的增效剂，也实现不了本发明优异的效果。本发明耐高温硅酸凝胶的产生顺序也较为重要；只有先生成才能将目标产物包裹在其内部，在后续应用时起到保护作用；如果将这一步骤的反应顺序放在最后或者是其它位置，都不可有效的进行耐高温保护，使得最后的复合肥性能欠佳。由上，本发明制备方法作为一个整体，各步骤、各条件共同作用才能实现本发明效果。
5、本发明增效剂具有优异的氮长效性能，能够有效延长氮肥的作用周期，延长作物对氮元素的有效吸收；能够使固定在土壤中的不溶性磷溶解成可被植物根系再吸收利用的磷元素，起到磷增效的功效，使生产氮肥中磷元素的添加减少，生产成本降低；还可有效疏松土壤，改善土壤板结，增加土壤透气性，有助于有机物的分解，改善土壤的营养成分。本发明增效剂同时具有松土、氮磷增效等多重功效，并且效果优异。
6、本发明的增效剂大分子链结构主要包含三个部分：聚丙烯酰胺、聚丙烯酸以及聚丙烯酸与吡唑衍生物的加成物的分子结构；其中聚丙烯酰胺起到松土功效，聚丙烯酸起到溶解土壤中不溶性磷酸盐的功效，而聚丙烯酸与吡唑衍生物的加成物起到氮长效功效。因高聚物分子链的无规则缠结特性，这三者的分子链缠结交互在一起，这三部分互相协同共同起到松土、氮磷长效功效。同时由于耐高温硅酸凝胶的保护作用，结合本发明增效剂中的其它成分使得本发明增效剂可以承受高塔造粒的高温熔融过程，使得增效剂不挥发、不损失，且性能不发生变化，从而使制备的高塔造粒复合肥中含有氮长效、磷长效以及松土功效的成分。
7、本发明制备的增效剂稳定性好，水溶性好，在农产品中残留少，毒害小，对环境污染少。本发明增效剂具有耐高温特性，在质量损失为5％时，它的有效分解温度为228℃；可用于复合肥高塔造粒生产工艺中；且经验证增加了高塔造粒复合肥的氮长效、松土功效以及溶解土壤中不溶磷酸盐使植物再吸收利用磷元素的能力等综合性能。
8、本发明含有耐高温松土氮磷增效剂的复合肥，其各种原料作为一个整体，结合特定的配比，才能形成合适的养分配比、解磷松土功效和氮长效功效。且以较少增效剂的用量即可实现复合肥相应的解磷松土功效和氮长效功效功能；其中增效剂的用量需要适宜，用量过小效果欠佳，用量过大，增加成本。
附图说明
图1为实施例1制备的增效剂(a)和复合肥(b)的照片图。
图2为实施例1制备的增效剂(b)以及对比例1制备的增效剂(a)的溶磷性能测试图；
图3为实施例1制备的增效剂、复合肥以及对比例1制备的增效剂的氮长效性能测试图。
图4为实施例1制备的增效剂、复合肥以及对比例1制备的增效剂的松土效果测试图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但不限于此。
同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，所述增效剂包括如下质量的原料制备得到：硅酸钠30g，硫酸(98wt％)30g，丙烯酸260g，3,4-二甲基吡唑100g，丙烯酰胺60g，复合引发剂(碳酸钠：过硫酸铵：亚硫酸氢钠等质量混合)46g，溶剂水1600g。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的制备方法，具体步骤如下。
步骤(一)共聚反应：
(1)在装有温度传感器和搅拌器的反应釜中加入800g蒸馏水、30g硅酸钠和30g硫酸，混合均匀，然后控制升温速率升温至40℃，升温速率为1℃/min；
(2)在上述反应体系中，分别加入20g丙烯酸和60g丙烯酰胺，混合均匀；
(3)再向上述反应体系加入20g复合引发剂；
(4)再以1℃/min的升温速率升温至在60℃，并在此反应温度下维持上述体系反应5h，得到混合物；
步骤(二)加成反应
(5)在装有温度传感器和搅拌器的反应釜中加入步骤(4)制备的混合物和800g蒸馏水，混合均匀；然后控制升温速率升温至反应温度；升温速率为1℃/min，反应温度为75℃；
(6)在上述反应液中加入240g丙烯酸和100g3,4-二甲基吡唑，混合均匀；
(7)再向上述反应体系加入26g复合引发剂；
(8)在75℃反应温度下维持上述体系反应6h，得到增效剂。
本实施例制备的增效剂为粘稠状的均一高分子液体，如图1(a)所示。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥包括如下质量的原料制备得到：增效剂2g、质量浓度为75％的磷酸水溶液70g、磷酸一铵27g、硫酸钾30g、氯化钾2g、腐殖酸钾6g。
所述复合肥的制备方法包括步骤：
(1)在高塔造粒反应釜中加入70g磷酸液、2g增效剂，混合均匀；然后控制升温速率升温至熔融温度；升温速率为10℃/min，熔融温度为160℃。
(2)在上述反应体系中，分别加入27g磷酸一铵、30g硫酸钾、2g氯化钾和6g腐殖酸钾，熔融混合均匀；
(3)喷浆造粒，冷却得到复合肥。喷浆造粒工艺按现有技术即可。
本实施例经高塔造粒后的复合肥为直径3mm的黑色球状颗粒，如图1(b)所示。
对本实施例制备的经高塔造粒后的复合肥进行液相色谱测试，吡唑单体(3,4-二甲基吡唑)的含量为7.3％。
实施例2
一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，原料组成如实施例1所述。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(一)共聚反应之(1)中，升温速率为5℃/min，升温温度为40℃；步骤(二)加成反应之(5)中，升温速率为3℃/min，升温温度为70℃。其它步骤和条件与实施例1一致。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成如实施例1所述。
所述复合肥的制备方法如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)中，升温速率为5℃/min，熔融温度为175℃。
实施例3
一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，所述增效剂包括如下质量的原料制备得到：硅酸钠45g，硫酸(98wt％)40g，丙烯酸50g，3,4-二甲基吡唑100g，丙烯酰胺70g，复合引发剂(碳酸钠：过硫酸铵：亚硫酸氢钠等质量混合)11g，溶剂水1000g。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的制备方法同实施例1。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成和制备方法同实施例1。
实施例4
一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，如实施例1所述，所不同的是：有机酸丙烯酸替换为甲基丙烯酸；原料用量及其它原料种类与实施例1一致。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的制备方法同实施例1。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成和制备方法同实施例1。
实施例5
一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，如实施例1所述，所不同的是：酰胺化合物丙烯酰胺替换为羟甲基丙烯酰胺；原料用量及其它原料种类与实施例1一致。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的制备方法同实施例1。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成和制备方法同实施例1。
实施例6
一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，如实施例1所述，所不同的是：吡唑衍生物3,4-二甲基吡唑替换为4-氯-3-甲基吡唑；原料用量及其它原料种类与实施例1一致。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的制备方法同实施例1。
上述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成和制备方法同实施例1。
对比例1
一种增效剂的制备步骤如下：
步骤一：向带有温度传感器和搅拌器的反应釜中加入200g蒸馏水、20g硅酸钙和27g质量浓度为98％的盐酸水溶液，混合分散均匀，并以3℃/min的升温速率将其从室温升温至80℃；
步骤二：向步骤一体系中分别加入60g丙烯酸和45g 3,4-二甲基吡唑，混合分散均匀；
步骤三：向步骤(二)体系中缓慢加入9g复合型引发剂(过硫酸铵/碳酸氢铵/过氧化苯甲酸叔丁酯，过硫酸铵、碳酸氢铵和过氧化苯甲酸叔丁酯的摩尔比为1:1:1)；然后80℃下反应2h，最后降温收集产品。上述反应无需额外通入保护性气体。
上述增效剂的应用，作为增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成和制备方法同实施例1。
对比例2
一种增效剂，原料组成如实施例1所述，所不同的是：不加丙烯酰胺。
上述增效剂的制备方法，具体步骤如下。
(1)在装有温度传感器和搅拌器的反应釜中加入1600g蒸馏水、30g硅酸钠和30g硫酸，混合均匀，然后控制升温速率升温至40℃，升温速率为1℃/min；
(2)在上述反应体系中，加入260g丙烯酸和100g3,4-二甲基吡唑，混合均匀；
(3)再向上述反应体系加入46g复合引发剂；
(4)再以1℃/min的升温速率升温至在75℃，并在此反应温度下维持上述体系反应6h，得到增效剂。
上述增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成和制备方法同实施例1。
对比例3
一种增效剂，所述增效剂包括如下质量的原料制备得到：硅酸钠20g，硫酸(98wt％)27g，丙烯酸60g，3,4-二甲基吡唑45g，丙烯酰胺60g，复合引发剂(碳酸钠：过硫酸铵：亚硫酸氢钠等质量混合)9g，溶剂水200g。
上述增效剂的制备方法与实施例1一致。
上述增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成和制备方法同实施例1。
对比例4
一种增效剂，如实施例1所述，所不同的是：丙烯酸的用量为10g；其它原料组成和实施例1一致。
上述增效剂的制备方法与实施例1一致。
上述增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成和制备方法同实施例1。
对比例5
一种增效剂，如实施例1所述，所不同的是：复合引发剂替换为过硫酸铵/碳酸氢铵/过氧化苯甲酸叔丁酯，其中过硫酸铵、碳酸氢铵和过氧化苯甲酸叔丁酯的摩尔比为1:1:1，其它原料组成与实施例1一致。
上述增效剂的制备方法与实施例1一致。
该对比例实验不成功，得到的是一种含有沉淀的混合浑浊溶液。
对比例6
一种增效剂，如实施例1所述，所不同的是：酰胺化合物为N，N-亚甲基双丙烯酰胺；其它原料组成与实施例1一致。
上述增效剂的制备方法与实施例1一致。
上述增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成和制备方法同实施例1。
对比例7
一种增效剂，原料组成如实施例1所述。
上述增效剂的制备方法，包括步骤：
步骤(一)加成反应
(1)在装有温度传感器和搅拌器的反应釜中加入800g蒸馏水，30g硅酸钠和30g硫酸，混合均匀；然后控制升温速率升温至反应温度；升温速率为1℃/min，反应温度为75℃；
(2)在上述反应液中加入240g丙烯酸和100g3,4-二甲基吡唑，混合均匀；
(3)再向上述反应体系加入26g复合引发剂；
(4)在75℃反应温度下维持上述体系反应6h，得到混合物。
步骤(二)共聚反应：
(1)在装有温度传感器和搅拌器的反应釜中加入步骤(4)制备的混合物和800g蒸馏水，混合均匀；然后控制升温速率升温至40℃，升温速率为1℃/min；
(2)在上述反应体系中，分别加入20g丙烯酸和60g丙烯酰胺，混合均匀；
(3)再向上述反应体系加入20g复合引发剂；
(4)再以1℃/min的升温速率升温至在60℃，并在此反应温度下维持上述体系反应5h，得到增效剂。
上述增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成和制备方法同实施例1。
对比例8
一种增效剂，原料组成如实施例1所述。
上述增效剂的制备方法，包括步骤：
(1)在装有温度传感器和搅拌器的反应釜中加入1600g蒸馏水、30g硅酸钠和30g硫酸，混合均匀，然后控制升温速率升温至40℃，升温速率为1℃/min；
(2)在上述反应体系中，分别加入260g丙烯酸、60g丙烯酰胺和100g3,4-二甲基吡唑，混合均匀；
(3)再向上述反应体系加入46g复合引发剂；
(4)再以1℃/min的升温速率升温至在75℃，并在此反应温度下维持上述体系反应6h，得到增效剂。
上述增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
所述复合肥的原料组成和制备方法同实施例1。
试验例1
(1)溶磷性能测试
试验样品：实施例1-6以及对比例制备的增效剂、复合肥。
试验方法：
模拟土壤中不溶性磷酸盐溶液：配制硝酸钙与正磷酸盐的浑浊水溶液；即：将磷酸二氢钾与氢氧化钠以3:2的质量比混溶于500毫升溶剂水中制备得到正磷酸盐水溶液，然后加入硝酸钙，充分分散均匀即得；其中，硝酸钙的浓度为0.05g/mL，正磷酸盐的浓度为0.02g/mL。
将试验样品(增效剂和复合肥的加入量为：0.1743～1.743L/m3；即每立方米不溶性磷酸盐溶液中加入0.1743～1.743L增效剂，或者每立方米不溶性磷酸盐溶液中加入增效剂含量为0.1743～1.743L的复合肥)加入到硝酸钙与正磷酸盐的浑浊溶液中，混合均匀，观察浑浊溶液的变化。
实施例1制备的增效剂以及对比例1制备的增效剂的测试结果如图2所示，增效剂的加入量为：0.1743L/m3。图2(a)为加入对比例1制备的增效剂前后的照片；加入前不溶性磷酸盐溶液浑浊；加入对比例1制备的增效剂后，溶液变澄清，但还有些泛白，澄清程度低于本发明增效剂。2(b)为加入实施例1制备的增效剂前后的照片；加入前不溶性磷酸盐溶液浑浊；加入实施例1制备的增效剂后，浑浊溶液完全变澄清。由上述，加入本实施例增效剂的实验组，浑浊溶液由浑浊状态变为澄清状态，说明本发明实施例1制备的增效剂能够溶解土壤中不溶性磷酸盐，从而起到磷增效的功效；且效果要优于对比例1。
(2)氮长效性能测试
试验样品：实施例1-6以及对比例制备的增效剂和复合肥。
试验方法：将0.015g试验样品分别添加至含有磷酸一铵(3g)的相同质量(70g)、相同来源的土壤中，然后分别加入相同质量(15g)的水，在密闭条件下(40℃)放置12h，观察氨挥发管的变化。并同时设置空白实验，即不加入试验样品，其它条件和方法如上述。
实施例1制备的增效剂和复合肥以及对比例1制备的增效剂的测试结果如图3所示。实验结果表明：同一环境放置12h后，实施例1制备的增效剂和复合肥的氨挥发量远高于对比例1增效剂的氨挥发量，且挥发量远超过氨挥发管的量程；这说明本发明增效剂和复合肥抑制了铵态氮向硝态氮的转变，提高了氮元素的作用周期，有效的发挥了增效剂的氮长效功效。
(3)松土效果测试
试验样品：实施例1-6以及对比例制备的增效剂和复合肥。
试验方法：在容器里加入400毫升的水和75g的土，然后再加入0.01g对比例或实施例制备的增效剂，或1g对比例或实施例制备的复合肥，静置12h后，观察土壤颗粒是否形成团粒结构，是否出现明显孔隙，以及土层高度。
实施例1制备的增效剂和复合肥以及对比例1制备的增效剂的测试结果如图4所示。实验结果表明，加入实施例1制备的增效剂和复合肥与对比例1增效剂的土壤比较，其有明显孔隙和团粒结构，且土层增高更大，这说明本发明增效剂和复合肥具有优异的松土性能，并且其松土效果均优于对比例1。
实施例1-6制备的增效剂和复合肥以及对比例1-8制备的增效剂及复合肥的溶磷、氮长效以及松土性能测试结果如下表1所示。
表1
由表1的测试结果可以看出，本发明得到的松土氮磷增效剂，具有用量少、松土氮磷长效的优点，同时还具有耐高温特性，且经高塔工艺制备的复合肥同样具有优异的松土氮磷长效功效。
Claims (10)
1.一种可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，其特征在于，所述增效剂包括如下质量份数的原料制备得到：无机硅酸盐1～5份，无机酸1～5份，有机酸2～40份，吡唑衍生物1～20份，酰胺化合物1～20份，复合引发剂1～10份，溶剂水50～200份；所述有机酸为含有碳碳双键的有机酸单体；所述吡唑衍生物为3,4-二甲基吡唑、4-氯-3-甲基吡唑、N-羟甲基-3,4-二甲基吡唑或N-羟甲基-4-氯-3-甲基吡唑中的一种或两种以上的组合；所述酰胺化合物为丙烯酰胺，N，N-二甲基丙烯酰胺或羟甲基丙烯酰胺中的一种或两种以上的组合。
2.根据权利要求1所述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，其特征在于，所述增效剂包括如下质量份数的原料制备得到：无机硅酸盐3～5份，无机酸3～4份，有机酸5～26份，吡唑衍生物5～15份，酰胺化合物6～7份，复合引发剂1～5份，溶剂水100～160份；
优选的，所述增效剂包括如下质量份数的原料制备得到：无机硅酸盐3份，无机酸3份，有机酸26份，吡唑衍生物10份，酰胺化合物6份，复合引发剂4.6份，溶剂水160份。
3.根据权利要求1所述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，其特征在于，包括以下条件中的一项或多项：
i、所述无机硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾或硅酸钙中的一种或两种以上的组合；
ii、所述无机酸为盐酸、硝酸或硫酸中的一种或两种以上的组合；所述无机酸采用质量浓度为49％～98％的无机酸水溶液；
iii、所述有机酸为丙烯酸或甲基丙烯酸；
iv、所述吡唑衍生物为3,4-二甲基吡唑或4-氯-3-甲基吡唑。
4.根据权利要求1所述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，其特征在于，所述酰胺化合物为丙烯酰胺或羟甲基丙烯酰胺。
5.根据权利要求1所述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂，其特征在于，所述复合引发剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵、过硫酸铵、亚硫酸氢铵或碳酸氢铵中的两种或两种以上的组合；优选的，所述复合引发剂为碳酸钠、过硫酸铵或亚硫酸氢铵的组合；碳酸钠、过硫酸铵和亚硫酸氢铵的质量比为1:1:1。
6.如权利要求1-5任一项所述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的制备方法，包括步骤：
(1)共聚反应：将无机硅酸盐、无机酸和水混合均匀；升温，加入有机酸和酰胺化合物，混合均匀；然后加入复合引发剂，升温至反应温度，经反应得到混合物；
(2)加成反应：将步骤(1)得到的混合物和水混合均匀；升温至反应温度，加入有机酸和吡唑衍生物，混合均匀；然后加入复合引发剂，经反应得到耐高温松土氮磷增效剂。
7.根据权利要求6所述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的制备方法，其特征在于，包括以下条件中的一项或多项：
i、步骤(1)中，升温速率均为1～5℃/min；升温至30～50℃，加入有机酸和酰胺化合物；反应温度为55～100℃，反应时间为1～6h；
ii、步骤(1)所述水的质量和步骤(2)所述水的质量比为0.5～2:0.5～2，优选为1:1；步骤(1)所述有机酸的质量和步骤(2)所述有机酸的质量比为1:10～15，优选为1:12；步骤(1)所述复合引发剂的质量和步骤(2)所述复合引发剂的质量比为1:1～2；
iii、步骤(2)中，升温速率为1～5℃/min，反应温度为40～100℃，反应时间为1～6h。
8.如权利要求1-5任一项所述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的应用，作为耐高温松土氮磷增效剂应用于高塔造粒制备复合肥。
9.根据权利要求8所述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的应用，其特征在于，所述复合肥包括如下质量份数的原料制备得到：增效剂1～3份、磷酸液60～80份、磷酸一铵20～30份、硫酸钾20～40份、氯化钾1～10份、腐殖酸钾2～12份；
优选的，所述磷酸液是磷酸的水溶液，质量浓度为70～80％。
10.根据权利要求9所述可用于高塔造粒制备多功能复合肥的耐高温松土氮磷增效剂的应用，其特征在于，所述复合肥的制备方法包括步骤：在高塔造粒反应釜中加入磷酸液、增效剂，混合均匀，然后升温至熔融温度；加入磷酸一铵、硫酸钾、氯化钾和腐殖酸钾，熔融混合均匀；经喷浆造粒，冷却得到复合肥；
优选的，升温速率为5～15℃/min，熔融温度为160～180℃。
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