[发明专利]一种挤出造粒的脲醛基多营养元素缓控释化肥及制备方法

说明书

本发明涉及缓控释化肥领域，具体为一种脲醛基多营养元素缓控释化肥及制备方法。包括聚磷酸铵、无机硅凝胶以及脲甲醛，其中聚磷酸铵的磷氧双键至少能够与脲甲醛分子链之间形成氢键连接，无机硅凝胶的羟基至少能够与脲甲醛分子链之间形成氢键连接，聚磷酸铵、无机硅凝胶以及脲甲醛之间共同形成氢键缔合的聚合物网络结构。本发明利用常规水溶液聚合结合常温挤出造粒工艺即可制得含有强烈氢键网络结构的脲醛基多营养元素缓控释化肥，避免了包膜肥料制备后期的包膜工艺，制备工艺简单有效，节省了大量的人力和物力。本发明提供的挤出造粒的脲醛基多营养元素缓控释化肥在整个释放期内可以稳定持续释放氮养分，弥补了现有脲醛肥养分释放周期过长的缺点。

技术领域

本发明涉及缓控释化肥领域，具体为一种挤出造粒的脲醛基多营养元素缓控释化肥及制备方法。

背景技术

目前的缓控释化肥基本都是物理包膜型肥料，大多是以复合肥料为核心、难溶材料为外壳的核壳结构，存在包膜工艺复杂、膜材料成本较高等缺点，限制了包膜肥料的推广和应用。尤其是随着环境保护意识的日益增强，人们逐渐意识到这些包膜材料难降解，残留于土壤中易造成环境污染。

以脲醛肥为代表的化学型缓控释化肥可以有效解决包膜肥存在的各种问题，但是由于养分单一，缓释周期过长，限制了脲醛肥的应用范围。目前只能将其应用于森林土壤、草坪等多年生植物，而很难将其应用于水稻、玉米、小麦和蔬菜等大规模种植的短周期农作物。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种挤出造粒的脲醛基多营养元素缓控释化肥及制备方法，其是由脲甲醛、聚磷酸铵和无机硅凝胶三者之间形成强烈氢键缔合的聚合物网络组成的。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种脲醛基多营养元素缓控释化肥，包括聚磷酸铵、无机硅凝胶以及脲甲醛，其中聚磷酸铵的磷氧双键至少能够与脲甲醛分子链之间形成氢键连接，无机硅凝胶的羟基能够与脲甲醛分子链之间形成氢键连接，聚磷酸铵、无机硅凝胶以及脲甲醛之间共同形成氢键缔合的聚合物网络结构。

作为本发明脲醛基多营养元素缓控释化肥技术方案的进一步改进，还包括尿素和磷酸氢二钾。

作为本发明脲醛基多营养元素缓控释化肥技术方案的进一步改进，其中氮元素的含量为15wt％～38wt％，以P₂O₅计的磷元素的含量为0wt％～16wt％且不为0，以K₂O计的钾元素的含量0wt％～10wt％且不为0。

本发明进一步的提供了一种挤出造粒的脲醛基多营养元素缓控释化肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应器中分别加入计算量的甲醛和尿素，调节体系pH，设定温度下进行反应；之后依次向反应器中加入计算量的磷酸二氢铵、硅酸钾，继续反应，直至体系粘稠；

(2)将得到的粘稠状产物在室温下固化后，挤出形成条状物，再将该条状物置于100℃～180℃高温下反应后切粒，即得到短节圆柱状的脲醛基多营养元素缓控释化肥。

作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，所述脲醛基多营养元素缓控释化肥中氮元素的含量为15wt％～38wt％，以P₂O₅计的磷元素的含量为0wt％～16wt％且不为0，以K₂O计的钾元素的含量0wt％～10wt％且不为0。

作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，所述甲醛和尿素的摩尔比为1:1～2。

作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，所述体系pH为8～12。

作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，所述设定的反应温度为20℃～60℃，反应时间为0.5～3h；所述高温下的反应时间为0.3～3h。