一种含腐殖酸水溶肥料及其制备方法与流程

本发明涉及肥料的，尤其是涉及一种含腐殖酸水溶肥料及其制备方法。

背景技术：

1、水溶性肥料施入土壤后，其中一部分营养物质可被作物吸收，但其余部分肥料由于流失、挥发或矿化作用发生损失，从而导致肥料的利用率较低，其结果不仅造成资源的浪费，而且还会造成土壤、水域、大气环境的污染。

2、目前，降低肥料流失的方法主要为，通过包膜和制作大颗粒复合肥制备缓释型肥料。包膜缓释型肥料主要是将肥料造粒后，在其外层包裹一层膜，当膜层溶解或降解后，肥料的释放速度逐渐提高，从而提供作物所需的营养物质。

3、公开日为2020年06月09日，公开号为cn107011058b的中国发明专利提出了一种抗盐型功能包膜缓/控释肥料及其制备方法，该肥料由核芯和包裹于所述核芯表面的包膜层组成。所述核芯包括肥料颗粒；包膜层包括含酸根基团的聚氨酯类材料、羧酸、磺酸基团、硫酸基团或亚硫酸基团、异氰酸酯、多元醇、催化剂和交联剂等，所述含酸根基团的聚氨酯类材料为羧酸型聚氨酯、磺酸盐基团聚氨酯、硫酸盐基团聚氨酯和亚硫酸盐聚氨酯类材料中的至少一种。

4、针对上述技术方案，该抗盐型聚合肥料包膜容易吸潮和结块，导致肥料颗粒与盐基离子之间发生粘结，使肥料的有效释放受到限制，从而降低了肥料的利用率。

技术实现思路

1、为了能够提高肥料的利用率，本发明提供一种含腐殖酸水溶肥料及其制备方法。

2、第一方面，本发明提供的一种含腐殖酸水溶肥料，采用如下的技术方案：

3、一种含腐殖酸水溶肥料，包括肥料颗粒和包裹于肥料颗粒表面的包膜，所述包膜为肥料颗粒质量的2%～8%；

4、所述肥料颗粒包括以下重量份的原料：20～40份水溶性腐殖酸，1～40份氮肥，1～40份磷肥，1～40份钾肥，0.1～5份微生物菌剂，0.1～5份微量元素，0.1～5份氨基酸；

5、所述包膜包括聚氨酯类材料、改性胶体、催化剂和交联剂，所述改性胶体为聚氨酯类材料质量的6～9%，所述聚氨酯类材料为羧酸聚氨酯、烯酸聚氨酯、碳酸聚氨酯、聚酰胺酯中的至少一种，所述改性胶体为烯基烷改性明胶、烯基酮改性明胶、烯基酯改性明胶中的至少一种。

6、通过采用上述技术方案，采用改性胶体与聚氨酯类材料进行交联，有助于肥料包膜与水接触后，不易发生吸潮和结块，从而使肥料颗粒与盐基离子之间不易发生粘结，肥料中营养物质的梯度缓释性能得到有效控制，有利于肥料得到有效释放，从而提高肥料的利用率。

7、可选的，所述改性胶体由明胶通过改性剂制成，所述改性剂为可与明胶中的氨基或羟基反应的烯基酸、烯基酮、烯基酸酯中的至少一种。

8、通过采用上述技术方案，通过改性反应引入交联点，有利于增加明胶分子之间的交联结构，增强其机械强度、热稳定性和胶凝性；通过改性反应引入具有功能性的基团，如疏水基团或亲水基团，从而提高明胶特定的性能，如增强溶解性、调节黏度、改善乳化性等；如此设置，肥料中营养物质的梯度缓释性能得到有效控制，有利于肥料得到有效释放，从而提高肥料的利用率。

9、可选的，所述包膜还包括表面活性剂，所述表面活性剂为脂肪酸盐、脂肪酸甘油酯、烷基硫酸盐、咪唑衍生物、卤化吡啶类中的至少一种。

10、通过采用上述技术方案，在包膜中加入表面活性剂，有利于降低水的表面张力，使肥料更易溶解于水，并与水形成稳定的混合物，不易发生吸潮和结块，从而实现水肥一体化，有利于肥料得到有效释放，从而提高肥料的利用率，同时，有利于增强肥料颗粒的结构稳定性，减少颗粒在运输、储存和施用过程中的破碎和粉化，减少肥料在搬运时产生的粉尘，降低对作业人员和环境的污染。

11、可选的，所述肥料颗粒还包括重量份为0.01～0.5份的生物界面活性剂，所述生物界面活性剂为丙酸乳杆菌生物活性剂、枯草杆菌赖氨酸表面活性剂、绿藻类生物活性剂、真菌生物胶中的至少一种。

12、通过采用上述技术方案，由于胶体具有胶凝性，可以增加肥料的粘稠度，并在土壤中对肥料颗粒起到一定的保护作用，有利于微生物菌剂的生长和长期释放作用；随着高分子聚合物包膜的降解，包膜表面上逐渐形成微孔洞，随着孔洞的逐渐扩大，生物界面活性剂同时被土壤中的微生物分解，使得微生物更容易由包膜表面侵袭肥料颗粒内部，从而在肥料颗粒内形成多个贯穿型孔洞，加速肥料的降解，直至肥料完全分解；如此设置，肥料中营养物质的梯度缓释性能得到有效控制，有利于肥料得到有效释放，从而提高肥料的利用率。

13、可选的，所述肥料颗粒还包括重量份为1～10份的填充剂，所述填充剂为硅酸盐、碳酸钙、膨润土、纤维素中的至少一种。

14、通过采用上述技术方案，在肥料颗粒中加入填充剂，有利于增加肥料的物理稳定性，改善肥料颗粒的强度，并提供微生物生长所需的空间密度和支撑结构，同时提供微生物生长所需的生物基质，促进微生物的附着和生长。

15、可选的，所述包膜还包括防黏剂，所述防黏剂为硬脂酸盐、硅氧烷、聚乙烯醇中的至少一种。

16、通过采用上述技术方案，由于聚氨酯类材料和表面活性剂具有一定的粘附性，尤其是在高浓度或高分子量的情况下，可能会导致颗粒之间的黏连，因此在包膜的表面加入一定量的防黏剂，从而防止包膜在存储或使用过程中粘连在一起，保持其表面的平整性和美观度，有利于肥料得到有效释放，从而提高肥料的利用率。

17、第二方面，本发明提供的一种含腐殖酸水溶肥料制备方法，采用如下的技术方案：

18、一种含腐殖酸水溶肥料制备方法，用于制备如第一方面所述的一种含腐殖酸水溶肥料，包括以下步骤：

19、a.将原料制成粉末加入搅拌器中，混合均匀制得肥料颗粒；

20、b.制备聚氨酯类材料和改性胶体；

21、c.在催化剂和交联剂的作用下，将聚氨酯类材料与改性胶体交联，固化，制得复合材料，将复合材料预热至熔融状态，得到包膜液体；

22、d.将肥料颗粒置于转鼓或流化床中预热；

23、e.将包膜液体雾化后，均匀喷涂在预热的肥料颗粒表面，冷却，制成包膜肥料。

24、通过采用上述技术方案，采用改性胶体与聚氨酯类材料进行交联，有助于肥料包膜与水接触后，不易发生吸潮和结块，从而使肥料颗粒与盐基离子之间不易发生粘结，肥料中营养物质的梯度缓释性能得到有效控制，有利于肥料得到有效释放，从而提高肥料的利用率。

25、可选的，步骤b中，改性胶体的制备方法为：将明胶溶解于水中，调节ph＜4，加入改性剂，搅拌8～12h，反应结束后将体系调至中性，干燥，得到改性胶体。

26、通过采用上述技术方案，在调节到指定的ph值后，加入改性剂，利用溶解于水中的明胶作为载体，有利于改性剂与明胶分子发生反应或结合，实现对明胶性质的改变，有利于提高反应效率，促进改性剂充分与明胶发生反应，有利于肥料得到有效释放，从而提高肥料的利用率。

27、可选的，步骤a进一步为，将原料制成粉末加入搅拌器中，混合均匀，粉碎至60-80目，加入酸化剂，搅拌均匀，常温下酸化，期间加入填充剂调节体系粘度和密度，制得水溶性肥料颗粒，酸化剂为硼酸、磷酸、乙二醇中的至少一种。

28、通过采用上述技术方案，腐殖酸在高温下容易发生聚集，酸化处理可以破坏腐殖酸分子间的离子键和氢键，使其分子结构更加松散，使得腐殖酸分子间的电荷平衡失衡，增加其亲水性，从而提高其溶解度和分散度，有利于提高腐殖酸肥料的有效性，使其在土壤中能够充分分解和利用。

29、可选的，步骤c中，将聚氨酯类材料与改性胶体交联后，使用uv进行固化。

30、通过采用上述技术方案，改性胶体与聚氨酯类材料在紫外光固化作用下，通过化学交联和共价键合形成复合材料，相较于其他固化方式，该方式更为环保洁净，未引入其他有害物质，有利于增强可生物降解能力，同时，有利于提高该复合材料的热稳定性能和力学性能等。

31、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

32、1.通过采用改性胶体与聚氨酯类材料进行交联，有助于肥料包膜与水接触后，不易发生吸潮和结块，从而使肥料颗粒与盐基离子之间不易发生粘结，肥料中营养物质的梯度缓释性能得到有效控制，有利于肥料得到有效释放，从而提高肥料的利用率。

33、2.通过改性反应引入交联点，有利于增加明胶分子之间的交联结构，增强其机械强度、热稳定性和胶凝性；通过改性反应引入具有功能性的基团，如疏水基团或亲水基团，从而提高明胶特定的性能，如增强溶解性、调节黏度、改善乳化性等；如此设置，肥料中营养物质的梯度缓释性能得到有效控制，有利于肥料得到有效释放，从而提高肥料的利用率。

34、3.通过生物界面活性剂、填充剂的设置，随着高分子聚合物包膜的降解，微生物更容易由包膜表面侵袭肥料颗粒内部，加速肥料的降解，直至肥料完全分解，肥料中营养物质的梯度缓释性能得到有效控制，有利于肥料得到有效释放，从而提高肥料的利用率。在肥料颗粒中加入填充剂，有利于增加肥料的物理稳定性，改善肥料颗粒的强度，并提供微生物生长所需的空间密度和支撑结构，同时提供微生物生长所需的生物基质，促进微生物的附着和生长。

35、4.通过表面活性剂、防黏剂的设置，有利于降低水的表面张力，使肥料更易溶解于水，并与水形成稳定的混合物，防止包膜在存储或使用过程中粘连在一起，保持其表面的平整性和美观度，不易发生吸潮和结块，有利于肥料得到有效释放，从而提高肥料的利用率。