一种复合层缓释化肥及其制备方法
【专利摘要】本发明属于缓释化肥【技术领域】，尤其涉及一种复合层缓释化肥及其制备方法。本发明的技术方案为：一种复合层缓释化肥，在干燥的原始化肥颗粒表面顺次包覆有第一包覆层和第二包覆层，所述第一包覆层为亚疏水改性层，所述第二包覆层为疏水改性层。该工艺过程简单可行，稳定可靠，成本低，总养分高，缓释期易控制，所用包裹材料可完全生物降解，不改变土壤环境。
【专利说明】一种复合层缓释化肥及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于缓释化肥【技术领域】，尤其涉及一种复合层缓释化肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002]化肥在农业生产中占有举足轻重的地位。我国作为一个农业大国，农业生产中对化肥的需求量很高。据统计化肥已经成为农业生产中最大的物质投资，约占全部生产性支出的50%左右。我国的化肥产量与使用量均为世界第一，其中产量约占世界化肥产量的20%，使用量已占世界化肥用量的28%。然而，由于化肥的性质以及对土壤环境的要求，肥料利用率低已经成为化肥使用过程中普遍存在的问题，化肥利用率低会造成施肥过量，继而导致土壤物理性质不断恶化，这样不仅影响农作物的提高，而且对环境也造成了巨大污染。因此，提高化肥利用率，减少施肥过量，避免环境污染已经成为发展可持续农业迫切需要解决的问题。缓释肥料又称控释肥料(control release fertilizers)便应运而生。缓释化肥有以下优势:(I)减少养分流失，提高化肥利用率。(2)使土壤中引起植物不能利用形式的化学与生物固定作用减少。(3)减少了脱氮作用以及氮硝化作用而造成的氮元素损失。然而，现有缓释化肥存在如下问题:1、包裹层成膜物多为合成高分子聚合物，不易生物降解。2、直接使用纯淀粉或各种植物秸杆粉末加化学粘合剂包裹，缓释周期短或缓释速率难以控制。3、所用包覆物质价格昂贵如硅烷、钛酸酯或铝酸酯等偶联剂，成本高不利于大规模推广应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种亚疏水层和疏水层两层包覆层的，具有三层结构，缓释期可方便控制(适应范围广)的复合层缓释化肥。本发明还提供一种高速搅拌方式制备缓释 期可方便控制的复合层缓释化肥的方法，该方法采用工业上常用的高速搅拌设备对化肥进行包裹处理，在化肥颗粒表面包裹一层氧化糖蜜淀粉酯(SME)亚疏水性薄膜，同时在亚疏水性化肥颗粒表面再包裹一层疏水剂，从而获得具有复合层的缓释化肥。该工艺过程简单可行，稳定可靠，成本低，总养分高，缓释期易控制，所用包裹材料可完全生物降解，不改变土壤环境。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案为:一种复合层缓释化肥，在干燥的原始化肥颗粒表面顺次包覆有第一包覆层和第二包覆层，所述第一包覆层为亚疏水改性层，所述第二包覆层为疏水改性层。
[0005]所述亚疏水改性层的材料为氧化糖蜜淀粉酯(SME)，所述氧化糖蜜淀粉酯是由制糖下脚料糖蜜的氧化产物与淀粉经超声波振荡制得的酯化产物，所述氧化糖蜜是指用双氧水做氧化剂，先将糖蜜中还原性糖(R-CHO)氧化，反应式如下:
R-CHO + H-C12 —R-COOH + H5O
在20-100°C，超声振荡频率为2(Tl00MHz下，氧化糖蜜中的羧基与淀粉(St-OH)中的羟基发生酯化反应，反应式如下:
【权利要求】
1.一种复合层缓释化肥，其特征在于:在干燥的原始化肥颗粒表面顺次包覆有第一包覆层和第二包覆层，所述第一包覆层为亚疏水改性层，所述第二包覆层为疏水改性层。
2.根据权利要求1所述一种复合层缓释化肥，其特征在于:所述亚疏水改性层的材料为氧化糖蜜淀粉酯，所述氧化糖蜜淀粉酯是由制糖下脚料糖蜜的氧化产物与淀粉经超声波振荡制得的酯化产物，所述氧化糖蜜是指用双氧水做氧化剂，先将糖蜜中还原性糖(R-CHO)氧化，反应式如下:R-CHO + H2O2 ~.R-COOH + H2O 在20-100°C，超声振荡频率为2(Tl00MHz下，氧化糖蜜中的羧基与淀粉(St-OH)中的羟基发生酯化反应，反应式如下: R^OOH " St-OHSt-OOCR 淀粉与氧化糖蜜的质量份数比为1:0.5~2。
3.根据权利要求2所述一种复合层缓释化肥，其特征在于:所述氧化糖蜜选自下列之一或任间比混合物:制糖下脚料甘蔗糖蜜、甜菜糖密的氧化产物。
4.根据权利要求2所述一种复合层缓释化肥，其特征在于:所述淀粉选自下列之一或任意比混合物:玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉。
5.根据权利要求1所述一种复合层缓释化肥，其特征在于:所述疏水改性层材料为下列疏水改性剂:花生油、菜籽 油、葵花油、棉籽油、蓖麻油、大豆油的酸化油或地沟油中任意一种或两种复合使用，两种疏水改性剂复合使用的质量份配比为1:0.5~2。
6.根据权利要求1所述一种复合层缓释化肥，其特征在于:所述原始化肥是水溶性化肥，选自下列之一或任意比混合物:尿素、硫酸铵、磷酸铵、磷酸氢铵、硫酸钾、氯化钾、过磷酸钙、重过磷酸钙、碳酸氢铵、磷酸二氢钾、氮磷钾复合肥。
7.根据权利要求1或6所述一种复合层缓释化肥，其特征在于:所述原始化肥、氧化糖蜜淀粉酯与疏水改性剂添加的质量比为:1:0.5^2:0.5~3。
8.根据权利要求1或6所述一种复合层缓释化肥，其特征在于:所述原始化肥的含水量小于5%。
9.权利要求1所述的一种复合层缓释化肥的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: (I)将干燥的原始化肥置于搅拌设备内，在搅拌转速为100(T3000r/min条件下加入改性剂氧化糖蜜淀粉酯，在6(Tl20°C搅拌3(Tl20min，使得干燥的化肥表面包覆亚疏水改性层，即第一包覆层； (2)在搅拌转速为100(T3000r/min条件下加入疏水改性剂，在6(Tl20°C，搅拌l(T60min，使得包覆有亚疏水改性层的表面再包覆疏水改性剂，即得第二包覆层。
【文档编号】C05G3/00GK103539526SQ201310453473
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】孟平蕊, 李良波, 张艳梅 申请人:济南大学