CN101182267A - 一种有机无机复合肥料包膜液及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种有机无机复合肥料包膜液及其制造方法，其特征是组分及重量比如下：聚乙烯醇(PVA)10－20，直链淀粉3－10，聚丙烯酰胺1－5，滑石粉或硅藻土或活性炭5－10，氢醌0.08－0.8，硫酸锌0.5－1，蒸馏水53.2－80.42。田间试验表明，与当前现有的包膜缓释肥料相比本发明的包膜缓释肥料对养分缓释效果和抑制氮素挥发效果明显，肥料利用率提高15％以上。

Description

一种有机无机复合肥料包膜液及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种肥料包膜材料的制造方法。

背景技术

化学肥料是当前农业生产中重要的生产资料之一，大量统计表明，肥料的投入占农业生产总投入的50％以上。由于化学肥料利用率低，不仅导致大量养分的损失，而且还污染了生态环境。为提高化肥利用率，减轻施化肥过量造成的环境污染，发展可持续、高效农业已成为世界各国关注的问题。近年来，国内外众多学者相继开展了关于包膜缓释肥料的研究工作。目前，已应用的肥料包膜材料可分为无机(矿)物粉末和有机高分子聚合物两大类。

作为肥料包膜材料的无机(矿)物有硅、硫、石膏、磷酸盐、沸石粉、硅藻土、膨润土等。例如，美国在19世纪20年代初首先研制成功硫磺包膜尿素(SCU)，其包膜层由包硫层、密封层(石蜡-煤焦油)、扑粉层所组成。1983年郑州工业大学以枸溶性钙镁磷肥为包裹层，通过在包裹层中加入微肥及螯合剂、氮肥增效剂、农药等，以无机酸为粘结剂包裹而成的一种植物营养复合体。无机(矿)物作为包膜材料的优点是材料来源广泛、价格低，肥料养分释放完了以后，残留在土壤中空壳能够自行破碎，不仅对土壤环境无污染而且还有改善土壤结构、提供某些微量元素的作用；其缺点是缓释效果差，养分含量低，未能真正达到缓释养分的目的。关于高分子聚合物包膜肥料的专利有很多，例如英国专利(GB2011367A)公开了一种颗粒肥料包膜及其生产方法，其包膜材料是由聚烯烃或乙烯类树脂构成。日本专利(1279683)公开了一种颗粒肥料包膜及其制法，其包膜材料是由聚烯烃或乙烯与乙酸乙烯酯共聚物和滑石粉所组成。美国在有机高分子聚合物包膜肥料的专利中作为包膜材料的物质主要有，用甲苯和硫酸处理松香所得的蜡状物，乙烯与甲基丙烯酸的共聚物，醇酸树脂与不饱和油酯的共聚物，聚脲氨基甲酸酯和异氰酸酯等。有机高分子聚合物作为包膜材料大多以苯类和有机氯作为溶剂，不仅污染环境，价格昂贵，生产工艺复杂，而且更为严重的是，此类包膜肥料养分释放殆尽以后，残留在土壤中的有机高分子聚合物降解缓慢甚至不降解，长期下去，会破坏土壤结构对农作物生长造成不利的影响。现在美国、日本等学者通过添加光敏剂(主要成分为醋酸铁)的方法，以此加快膜材料在自然环境中的降解速度，不仅工艺使包膜工艺更加复杂，而且又增加了膜材料的成本。当前，开发出来源广泛、价格低廉、缓释效果好、对环境无污染的包膜材料成为生产的急需。本发明利用无机(矿)物具有吸附性，有机高分子聚合物具有多种活性基团、较大反应活性和成膜性，将两者按比例混合经特定的化学反应制成有机无机复合物肥料包膜材料。

发明内容

本发明的目的是制备一种养分缓释效果好，来源广泛，成本低廉，在生产和应用过程中对环境友好的肥料包膜材料。

本发明的技术方案内容如下：

1.有机无机复合包膜液组分及重量比如下：

聚乙烯醇(PVA)             10-20，

直链淀粉                  3-10，

聚丙烯酰胺                1-5，

滑石粉或硅藻土或活性碳    5-10，

氢醌                      0.08-0.8，

硫酸锌                    0.5-1，

蒸馏水                    53.2-80.42。

2.有机无机复合包膜液制造方法如下：

按包膜液组分重量比取直链淀粉3-10放入烧杯中，加入重量比10-20的蒸馏水，加热，50-65℃下搅拌30-60分钟，制成淀粉溶液；在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三颈烧瓶中加入重量比10-20的聚乙烯醇(PVA)，加入重量比43.2-60.42的蒸馏水，搅拌下加热到90-95℃，反应时间为60-90分钟，完全溶解，冷却到60-70℃；然后，加入配好的淀粉溶液，再加入重量比1-5的聚丙烯酰胺、重量比0.5-1的硫酸锌，把温度控制在60-70℃加速搅拌30-60分钟，加入重量比5-10的滑石粉或硅藻土或活性碳，重量比0.08-0.8的氢醌，加热到75-85℃，高速搅拌30-60分钟，即成有机无机复合物肥料包膜材料。利用转鼓或流化床工艺将包膜材料包覆到颗粒肥料上，制成包膜缓释肥料。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1.本发明利用无机(矿)物和有机高分子聚合物作为包膜材料的优点，避免了单一材料作为包膜材料的缺点，而这些原料来源广泛、成本低。包膜材料与被包膜肥料的重量按5-7％比例进行肥料包膜，则每吨肥料包膜材料成本仅为200-300元，大大降低了包膜缓释肥料的成本。

2.本发明的有机无机复合包膜材料黏度适中、雾化效果好，包膜过程中不易粘连、成膜效果好、包膜完整，养分缓释效果好。

3.肥料包膜工程中工艺要求简单、膜材料生产和肥料包膜过程对周围环境无污染；包膜材料在土壤中经过一个生长季后能够自行破碎、降解，包膜材料及其降解产物又是土壤优良的改良剂，不会对土壤环境造成二次污染。

4.田间试验表明，与当前现有的包膜缓释肥料相比本发明的包膜缓释肥料对养分缓释效果和抑制氮素挥发效果明显，肥料利用率提高1 5％以上。

具体实施方式：

实施例1

取直链淀粉3g放入烧杯中，加入20ml蒸馏水，加热，50℃下搅拌30分钟，制成淀粉溶液；在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三颈烧瓶中加入聚乙烯醇(PVA)10g，加入60.42ml蒸馏水，在搅拌下加热到90℃，反应时间为60分钟，完全溶解，冷却到60℃；然后，加入配好的淀粉溶液，聚丙烯酰胺1g，硫酸锌0.5g，把温度控制在60℃加速搅拌30分钟，加入滑石粉5g，氢醌0.08g，加热到75℃，高速搅拌30分钟，即成有机无机复合物包膜材料液体。然后利用转鼓工艺将包膜材料包覆到颗粒肥料上，制成包膜缓释肥料。

实施例2

取直链淀粉3g放入烧杯中，加入20ml蒸馏水，加热，50℃下搅拌30分钟，制成淀粉溶液；在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三颈烧瓶中加入聚乙烯醇(PVA)10g，加入60.42ml蒸馏水，在搅拌下加热到90℃，反应时间为60分钟，完全溶解，冷却到60℃；然后，加入配好的淀粉溶液，聚丙烯酰胺1g，硫酸锌0.5g，把温度控制在60℃加速搅拌30分钟，加入硅藻土5g，氢醌0.08g，加热到75℃，高速搅拌30分钟，即成有机无机复合物包膜材料液体。然后利用转鼓工艺将包膜材料包覆到颗粒肥料上，制成包膜缓释肥料。

实施例3

取直链淀粉3g放入烧杯中，加入20ml蒸馏水，加热，50℃下搅拌30分钟，制成淀粉溶液；在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三颈烧瓶中加入聚乙烯醇(PVA)10g，加入60.42ml蒸馏水，在搅拌下加热到90℃，反应时间为60分钟，完全溶解，冷却到60℃；然后，加入配好的淀粉溶液，聚丙烯酰胺1g，硫酸锌0.5g，把温度控制在60℃加速搅拌30分钟，加入活性碳5g，氢醌0.08g，加热到75℃，高速搅拌30分钟，即成有机无机复合物包膜材料液体。然后利用转鼓工艺将包膜材料包覆到颗粒肥料上，制成包膜缓释肥料。

实施例4

取直链淀粉10g放入烧杯中，加入10ml蒸馏水，加热，65℃下搅拌60分钟，制成淀粉溶液；在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三颈烧瓶中加入聚乙烯醇(PVA)20g，加入蒸馏水43.2ml，搅拌下加热到95℃，反应时间为90分钟，完全溶解，冷却到70℃；然后，加入配好的淀粉溶液、聚丙烯酰胺5g、硫酸锌1g，把温度控制在70℃加速搅拌60分钟，加入滑石粉10g，氢醌0.8g，加热到85℃，高速搅拌60分钟，即成有机无机复合物肥料包膜材料。利用转鼓工艺将包膜材料包覆到颗粒肥料上，制成包膜缓释肥料。

实施例5

取直链淀粉10g放入烧杯中，加入10ml蒸馏水，加热，65℃下搅拌60分钟，制成淀粉溶液；在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三颈烧瓶中加入聚乙烯醇(PVA)20g，加入蒸馏水43.2ml，搅拌下加热到95℃，反应时间为90分钟，完全溶解，冷却到70℃；然后，加入配好的淀粉溶液、聚丙烯酰胺5g、硫酸锌1g，把温度控制在70℃加速搅拌60分钟，加入硅藻土10g，氢醌0.8g，加热到85℃，高速搅拌60分钟，即成有机无机复合物肥料包膜材料。利用转鼓工艺将包膜材料包覆到颗粒肥料上，制成包膜缓释肥料。

实施例6

取直链淀粉10g放入烧杯中，加入10ml蒸馏水，加热，65℃下搅拌60分钟，制成淀粉溶液；在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三颈烧瓶中加入聚乙烯醇(PVA)20g，加入蒸馏水43.2ml，搅拌下加热到95℃，反应时间为90分钟，完全溶解，冷却到70℃；然后，加入配好的淀粉溶液、聚丙烯酰胺5g、硫酸锌1g，把温度控制在70℃加速搅拌60分钟，加入活性炭10g，氢醌0.8g，加热到85℃，高速搅拌60分钟，即成有机无机复合物肥料包膜材料。利用转鼓工艺将包膜材料包覆到颗粒肥料上，制成包膜缓释肥料。

实施例7

取直链淀粉6.5g放入烧杯中，加入15ml蒸馏水，加热，55℃下搅拌45分钟，制成淀粉溶液；在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三颈烧瓶中加入聚乙烯醇(PVA)15g，加入蒸馏水51.81ml，搅拌下加热到92℃，反应时间为75分钟，完全溶解，冷却到65℃；然后，加入配好的淀粉溶液、聚丙烯酰胺3g、硫酸锌0.75g，把温度控制在65℃加速搅拌45分钟，加入滑石粉7.5g，氢醌0.44g，加热到80℃，高速搅拌45分钟，即成有机无机复合物肥料包膜材料。利用转鼓或流化床工艺将包膜材料包覆到颗粒肥料上，制成包膜缓释肥料。

实施例8

取直链淀粉6.5g放入烧杯中，加入15ml蒸馏水，加热，55℃下搅拌45分钟，制成淀粉溶液；在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三颈烧瓶中加入聚乙烯醇(PVA)15g，加入蒸馏水51.81ml，搅拌下加热到92℃，反应时间为75分钟，完全溶解，冷却到65℃；然后，加入配好的淀粉溶液、聚丙烯酰胺3g、硫酸锌0.75g，把温度控制在65℃加速搅拌45分钟，加入硅藻土7.5g，氢醌0.44g，加热到80℃，高速搅拌45分钟，即成有机无机复合物肥料包膜材料。利用转鼓或流化床工艺将包膜材料包覆到颗粒肥料上，制成包膜缓释肥料。

实施例9

取直链淀粉6.5g放入烧杯中，加入15ml蒸馏水，加热，55℃下搅拌45分钟，制成淀粉溶液；在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三颈烧瓶中加入聚乙烯醇(PVA)15g，加入蒸馏水51.81ml，搅拌下加热到92℃，反应时间为75分钟，完全溶解，冷却到65℃；然后，加入配好的淀粉溶液、聚丙烯酰胺3g、硫酸锌0.75g，把温度控制在65℃加速搅拌45分钟，加入活性炭7.5g，氢醌0.44g，加热到80℃，高速搅拌45分钟，即成有机无机复合物肥料包膜材料。利用转鼓或流化床工艺将包膜材料包覆到颗粒肥料上，制成包膜缓释肥料。

玉米田间肥效试验

玉米品种丹玉6号。试验在辽宁省阜新市国家旱作农业示范区进行，设常规施肥、等养分量包膜肥料、养分减少20％的包膜肥料三个处理，每一处理重复5次。田间观察发现，在整个生长期包膜肥料处理，玉米长势良好，未出现脱肥现象；而常规施肥处理在生育中期，明显养分供应不足，植株弱小，叶片变黄，到生育后期脱肥严重，产量明显降低。秋后玉米总产量统计时，包膜肥料、养分减少20％的处理分别比对照提高了20％和5％。说明用该有机无机复合物包膜材料制成的包膜缓释肥料，具有延缓养分释放，提高肥料利用率的作用。

Claims (2)

1.一种有机无机复合肥料包膜液，其特征是组分及重量比如下：

聚乙烯醇(PVA)           10-20，

直链淀粉                3-10，

聚丙烯酰胺              1-5，

滑石粉或硅藻土或活性碳  5-10，

氢醌                    0.08-0.8，

硫酸锌                  0.5-1，

蒸馏水                  53.2-80.42。

2.一种如权利要求1所述的有机无机复合肥料包膜液的制造方法，其特征是：

按包膜液组分重量比取直链淀粉3-10放入烧杯中，加入重量比10-20的蒸馏水，加热，50-65℃下搅拌30-60分钟，制成淀粉溶液；在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三颈烧瓶中加入重量比10-20的聚乙烯醇(PVA)，加入重量比43.2-60.42的蒸馏水，搅拌下加热到90-95℃，反应时间为60-90分钟，完全溶解，冷却到60-70℃；然后，加入配好的淀粉溶液，再加入重量比1-5的聚丙烯酰胺、重量比0.5-1的硫酸锌，把温度控制在60-70℃加速搅拌30-60分钟，加入重量比5-10的滑石粉或硅藻土或活性碳，重量比0.08-0.8的氢醌，加热到75-85℃，高速搅拌30-60分钟，即成有机无机复合物肥料包膜材料。