含硫铁锰铜锌元素的有机高分子缓控释氮磷肥及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及缓控释化肥，具体为一种含硫铁锰铜锌微量元素的有机高分子缓控释 氮磷肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，公认的作物生长不可缺少的必需营养元素有17种，按照植物需要数量大体 可分为大量元素和中量、微量元素。氮、磷、钾等大量元素的重要性已经为人们所熟知，而中 量、微量元素由于植物对其需求量较少，重要性常常被忽略。近年来，随着作物产量的不断 提高以及有机肥料在肥料总构成中占比的逐渐下降，中量、微量元素的作用越来越明显。
[0003] 中量元素硫是继氮磷钾之后位列第四的作物必须的重要营养元素，它通过影响植 株的生长和蛋白质的形成，影响作物籽粒的品质。
[0004] 微量元素是作物体内多种酶或辅酶的组成成分，能促进和调节叶绿素及蛋白质的 合成，并能提高农作物的抗病、抗旱能力以及农作物品质。当土壤中缺乏某种微量元素时植 物便会产生缺乏症状，导致产量减少，品质下降，甚至颗粒无收，这种情况下施用微量元素 肥料会收到极为明显的增产效果，无机盐微量元素肥料因此应运而生。
[0005] 无机盐微量元素肥料是将作物所需微量元素以无机盐的形式复混而成的，但是以 此形式施入的微量元素不能被植物全部快速有效地吸收，且无机盐微肥中的微量元素以金 属离子的形式存在，易被土壤所固定，导致微量元素的肥效得不到正常发挥。随着研宄的深 入，水溶性金属螯合物开始作为微量元素肥料被使用，且获得了明显的增产效果，但是螯合 物的生产成本较高，制约了其进一步发展。
[0006] 针对中量和微量元素易被固定、利用率低以及水溶性金属螯合物成本较高的问 题，有必要对现有中量、微量元素肥料进行改进，合成一种含有硫铁锰铜锌元素的有机高分 子缓控释氮磷肥，提高利用率并减少土壤对营养元素的固定。
【发明内容】
[0007] 本发明的一个目的是提供一种将氮、磷、硫、铁、锰、铜、锌营养元素位于同一高分 子链上的有机高分子。
[0008] 本发明是采用如下技术方案实现的： 一种含硫铁锰铜锌微量元素的有机高分子，具体如下通式所示结构：
【主权项】
1. 一种含硫铁锰铜锌微量元素的有机高分子，其特征在于，具体如下通式所示结构：
式中，M代表铁、锰、铜或锌四种微量元素，铁、锰、铜和锌四种元素随机分布于n个重复 单元中，其中，包括X个铁、Y个锰、Z个铜和W个锌，X+Y+Z+W=n;m=l?4,（m-lV(k-l)=165， 当m=l时K=1 ;n=38 ?80。
2. -种含硫铁锰铜锌微量元素的有机高分子缓控释氮磷肥，其特征在于：包括权利要 求1所述的有机高分子。
3. 根据权利要求2所述的含硫铁锰铜锌微量元素的有机高分子缓控释氮磷肥，其特 征在于：所述有机高分子中氮、磷、硫、铁、锰、铜、锌元素的含量以质量百分含量计为：氮 27. 3wt%?31. 3wt%，以P205计的磷 11. 3wt%?17. 3wt%，硫 10. 3wt%?15. 6wt%，铁 5.Owt%? 7. 7wt%，猛 2. 6wt% ?4.Owt%，铜 0? 48wt% ?0? 74wt%，锌 0? 64wt% ?0? 98wt%。
4. 根据权利要求3所述的含硫铁锰铜锌微量元素的有机高分子缓控释氮磷肥，其特征 在于：所述有机高分子的平均分子量为23849?32800。
5. 根据权利要求3所述的含硫铁锰铜锌微量元素的有机高分子缓控释氮磷肥，其特征 在于：有机高分子通式中， 当m=l、n=80、K=1时，氮含量为27. 3wt%，以P205%计的磷含量为17. 3wt%，硫含量为 15. 6wt%，铁含量为7. 7wt%，锰含量为4.Owt%，铜含量为0. 74wt%，锌含量为0. 98wt%，平均分 子量为32800 ; 当m=2、n=50、K=l. 006时，氮含量为29.Owt%，以P205%计的磷含量为14. 7wt%，硫含量为 13. 3wt%，铁含量为6. 5wt%，锰含量为3. 4wt%，铜含量为0. 63wt%，锌含量为0. 84wt%，平均分 子量为24127 ; 当m=3、n=43、K=l. 012时，氮含量为30. 3wt%，以P205%计的磷含量为12. 8wt%，硫含量 为11. 6wt%，铁含量为5. 7wt%，锰含量为3.Owt%，铜含量为0. 54wt%，锌含量为0. 73wt%，平均 分子量为23868 ; 当m=4、n=38、K=l. 018时，氮含量为31. 3wt%，以P205%计的磷含量为11. 3wt%，硫含量为10. 3wt%，铁含量为5. Owt%，锰含量为2. 6wt%，铜含量为0. 48wt%，锌含量为0. 64wt%，平均分 子量为23849。
6. -种权利要求1所述的含硫铁锰铜锌微量元素的有机高分子的制备方法，其特征在 于：包括如下步骤： (1) 在第一反应器中加入磷酸和锌粉，搅拌溶解，制得A组分； (2) 在第二反应器中加入蒸馏水，加入硫酸亚铁、硫酸锰和硫酸铜晶体，调节pH为8? 10,静置，过滤，制得B组分； (3) 将B组分加入到A组分中，制得产物C; (4) 在第三反应器中加入尿素、硫脲和甲醛，在pH值为8?10、温度为30?35°C的条 件下反应40?200min，然后将温度升高至50°C?60°C，继续反应30?90min，加入产物C， 调节温度到70?100°C，继续反应30?40min，即得所述含硫铁锰铜锌微量元素的有机高 分子。
7. -种含硫铁锰铜锌微量元素的有机高分子缓控释氮磷肥的制备方法，其特征在于： 包括如下步骤： (1) 在第一反应器中加入规定量的磷酸和锌粉，搅拌溶解，制得A组分； (2) 在第二反应器中加入蒸馏水，加入规定量的硫酸亚铁、硫酸锰和硫酸铜晶体，调节 pH为8?10,静置，过滤，制得B组分； (3) 将B组分加入到A组分中，制得产物C; (4) 在第三反应器中加入规定量的尿素、硫脲和甲醛，在pH值为8?10、温度为30? 35°C的条件下反应40?200min，然后将温度升高至50°C?60°C，继续反应30?90min，加 入产物C，调节温度到70?100°C，继续反应30?40min，反应溶液变为粘稠态，送入造粒机 进行造粒，并烘干处理，即得所述含硫铁锰铜锌微量元素的有机高分子缓控释氮磷肥。
8. 根据权利要求7所述的含铁锰铜锌微量元素有机高分子缓控释氮磷肥的制备方法， 其特征在于：步骤（1)中，磷酸和锌粉的摩尔比为27:1 ;步骤（2 )中，硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸 铜晶体的摩尔比为1. 9:1:0. 18 ;步骤（4)中，尿素、硫脲和甲醛的摩尔比为2?5:0. 012? 0. 03:1 ?4。
【专利摘要】本发明公开了一种含硫铁锰铜锌元素的有机高分子缓控释氮磷肥。制备时：将摩尔比为27:1的磷酸和锌粉，搅拌溶解，制得A组分；将摩尔比为1.9:1:0.18的硫酸亚铁、硫酸锰和硫酸铜晶体加入50mL蒸馏水中，调节pH为8～10，静置，过滤，制得B组分；将B组分加入到A组分中，制得产物C；将摩尔比为2～5:0.012～0.03:1～4的尿素、硫脲和甲醛，在pH值为8～10、温度为30～35℃的条件下反应40～200min，然后将温度升高至50～60℃，继续反应30～90min，加入产物C，调节温度至70～100℃，继续反应30～40min，即得所述含硫铁锰铜锌元素的有机高分子缓控释氮磷肥。
【IPC分类】C08G12-40
【公开号】CN104558465
【申请号】CN201510029898
【发明人】赵贵哲, 白甜, 向阳, 程冬冬, 刘亚青
【申请人】中北大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月21日