肥料包覆缓释膜、包膜缓释肥及其制备方法和应用与流程

文档序号:19157416发布日期:2019-11-16 00:59阅读:499来源:国知局
肥料包覆缓释膜、包膜缓释肥及其制备方法和应用与流程
本发明涉及缓释材料
技术领域
,尤其是涉及一种肥料包覆缓释膜、包膜缓释肥及其制备方法和应用。
背景技术
:缓释肥料可以控制养分释放速度,延长肥料有效期,减少肥料损失,最大限度提高肥料利用率和施肥的经济效益与社会、环境效益,满足作物整个生长发育期对养分的需求,是我国当前肥料产业发展方向之一。缓释肥料可通过调整包膜缓释材料性质调控内核肥料养分的释放,满足不同作物的养分需求。目前包膜缓释材料主要有机物包膜材料和无机物包膜材料,有机物包膜材料主要有蜡、油、聚烯烃、聚氨酯和醇酸树脂,其存在与土壤相容性差、不易降解及易产生环境污染的问题;无机物包膜材料主要有硫黄、磷酸盐、硅酸盐、石膏等,其存在弹性差、肥料缓释性能差的缺点,很难实现真正意义上对养分的控制释放。有鉴于此,特提出本发明。技术实现要素:本发明的目的之一在于提供一种肥料包覆缓释膜,以在控制肥料养分可控释放的基础上,实现与土壤良好相容,易于降解,减少环境污染,保障农业可持续发展。本发明提供的肥料包覆缓释膜,包括由内至外依次设置的第一包膜、第二包膜和第三包膜,所述第一包膜主要由壳聚糖制备得到,所述第二包膜主要由无机纳米颗粒制备得到,所述第三包膜主要由羧甲基纤维素和氯化钙制备得到;所述无机纳米颗粒包括纳米二氧化硅和/或纳米消石灰。进一步的,所述无机纳米颗粒的粒径为3-30nm,优选为3-20nm。优选地,所述羧甲基纤维素和所述氯化钙的质量比为1:3-20,优选为1:5;优选地,所述羧甲基纤维素与所述无机纳米颗粒的质量比为1:50-200,优选为1:100。本发明的目的之二在于提供一种包膜缓释肥,包括肥料颗粒,所述肥料颗粒的外表面包覆有本发明提供的肥料包覆缓释膜。进一步的,所述肥料颗粒与所述壳聚糖的质量比为10-300:1,优选为200:1。进一步的,所述肥料颗粒包括可溶性化肥颗粒和/或微溶性化肥颗粒。本发明的目的之三在于提供上述包膜缓释肥的制备方法,包括如下步骤:(a)将肥料分散到壳聚糖的水溶液中,然后造粒,干燥,得到第一包膜包覆肥料颗粒的第一包覆肥料颗粒;(b)将第一包覆肥料颗粒分散到无机纳米颗粒的悬浊液中,使得无机纳米颗粒负载在第一包覆肥料颗粒的表面形成第二包膜,干燥,得到第二包覆肥料颗粒;(c)将第二包覆肥料颗粒分散到羧甲基纤维素和氯化钙的混合溶液中,干燥,得到第三包膜包覆第二包覆肥料颗粒的包膜缓释肥。进一步的,步骤(a)中,壳聚糖的水溶液的质量浓度为0.1-3%,优选为1%;优选地,步骤(b)中,纳米无机颗粒悬浊液的固含量为1-10wt%,优选为5wt%;优选地,步骤(c)中,羧甲基纤维素和氯化钙的混合溶液的配置方法包括如下步骤:调节羧甲基纤维素的水溶液的ph值为5.5-6.5,再加入氯化钙,得到羧甲基纤维素和氯化钙的混合溶液;优选地,通过在羧甲基纤维的水溶液中加入氯化铵调节ph值;氯化铵与羧甲基纤维素的质量比为1:2-10,优选为1:4。进一步的,步骤(a)、步骤(b)和步骤(c)各自独立的采用喷雾干燥方式进行造粒干燥;优选地,步骤(a)中,进行喷雾干燥时,喷雾干燥机入口温度为130-210℃,出口温度为80-130℃,空气流速为35-60l/min;优选地,步骤(a)中,喷雾干燥机的入口温度为165-175℃,出口温度为115-125℃,空气流速为52-58l/min;优选地,步骤(b)中,进行喷雾干燥时,喷雾干燥机入口温度为130-210℃,出口温度为90-140℃,空气流速为35-60l/min;优选地,步骤(b)中,喷雾干燥机入口温度为165-175℃,出口温度为125-135℃,空气流速为52-58l/min;优选地,步骤(c)中,进行喷雾干燥时,喷雾干燥机入口温度为130-210℃,出口温度为80-140℃,空气流速为35-60l/min;优选地,步骤(c)中,喷雾干燥机入口温度为175-185℃,出口温度为125-135℃,空气流速为45-55l/min。本发明的目的之四在于提供上述肥料包覆缓释膜或包膜缓释肥在改良酸性土壤中的应用;优选地,所述酸性土壤包括南方酸性红壤。本发明提供的肥料包覆缓释膜用于包覆肥料颗粒,其通过在肥料颗粒的外表面包覆由内至外依次设置的第一包膜、第二包膜和第三包膜,且第一包膜主要由壳聚糖制备得到,所述第二包膜主要由无机纳米颗粒制备得到,所述第三包膜主要由羧甲基纤维素和氯化钙制备得到,本发明提供的肥料包覆缓释膜不仅能够实现肥料颗粒养分的可控释放,而且与土壤具有良好的相容性,易于降解,不会造成环境污染,同时还能够改良土壤,提高土壤ph值,保障农业可持续发展。本发明提供的包膜缓释肥通过在肥料颗粒的外表面包覆本发明提供的包覆缓释膜,不仅能够实现肥料颗粒养分的可控释放,而且与土壤具有良好的相容性,易于降解,不会造成环境污染,同时还能够改良土壤,保障农业可持续发展。本发明提供的包膜缓释肥的制备方法工艺简单,操作方便,适用于进行工业化大生产,降低生产成本。附图说明图1为本发明实施例1提供的包膜缓释肥的结构示意图;图2为本发明实施例1提供的第一包覆肥料颗粒的扫描电子显微镜图;图3为本发明实施例1提供的第二包覆肥料颗粒断面的扫描电子显微镜图;图4为本发明实施例1提供的包膜缓释肥断面的扫描电子显微镜图。图标:101-第一包覆肥料颗粒;102-第二包膜;103-第三包膜。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。根据本发明的一个方面,本发明提供了一种肥料包覆缓释膜,包括由内至外依次设置的第一包膜、第二包膜和第三包膜,所述第一包膜主要由壳聚糖制备得到,所述第二包膜主要由无机纳米颗粒制备得到,所述第三包膜主要由羧甲基纤维素和氯化钙制备得到,无机纳米颗粒包括纳米二氧化硅和/或消石灰。在本发明中,所述无机纳米颗粒包括纳米二氧化硅和/或纳米消石灰,即,无机纳米颗粒可以包括纳米二氧化硅,也可以包括纳米消石灰,还可以包括纳米二氧化硅和纳米消石灰的混合物。纳米二氧化硅是一种无机化工材料,其能够改良土壤,矫正土壤酸度,促进有机物的分解,减少磷在土壤中的固定。消石灰是一种白色粉末状固体,俗称熟石灰,其为一种二元碱,具有碱的通性,不仅能够改良酸性土壤,易于农作物生存,而且具有抗菌性能,避免农作物被虫害侵蚀。通过采用纳米二氧化硅和/或消石灰作为第二包膜的主要原料,使得肥料包覆缓释膜能够更有效改良酸性土壤,提高酸性土壤的ph值,促进农作物的生长。在本发明中,第一包膜主要由壳聚糖制备得到,壳聚糖是一种天然高分子,具有良好的生物相容性、微生物降解性和抗菌性能,其包覆肥料颗粒后能够有效改良土壤的抗菌性能,第二包膜主要由无机纳米颗粒制备得到,不仅能够增加土壤的养分,而且能够调控土壤的ph值,改良酸性土壤;第三包膜主要由羧甲基纤维素和氯化钙交联制备得到,紧密包覆在第二包膜外,不仅能够有效调控肥料颗粒养分的缓释,而且能够有效调控第二包膜的降解速度,从而有效实现土壤的ph值的有效调控。本发明提供的肥料包覆缓释膜用于包覆肥料颗粒,其通过在肥料颗粒的外表面包覆由内至外依次设置的第一包膜、第二包膜和第三包膜,且第一包膜主要由壳聚糖制备得到,所述第二包膜主要由无机纳米颗粒制备得到,所述第三包膜主要由羧甲基纤维素和氯化钙制备得到,本发明提供的肥料包覆缓释膜不仅能够实现肥料颗粒养分的可控释放,而且与土壤具有良好的相容性,易于降解,不会造成环境污染,同时还能够改良土壤,保障农业可持续发展。在本发明的一种优选实施方式中,壳聚糖为低分子量壳聚糖,其数均分子量为50-190kda,以更利于壳聚糖的溶解,制备第一包膜。典型但非限制性的,壳聚糖的数均分子量如为50kda、80kda、100kda、120kda、150kda、180kda或190kda。在本发明的一种优选实施方式中,无机纳米颗粒的粒径为3-30nm,优选为3-20nm。通过控制无机纳米颗粒的粒径为3-30nm,以利于控制无机纳米颗粒与土壤的相容性,从而更有效改良土壤,尤其是当无机纳米颗粒的粒径为3-20nm时,更利于土壤改良。典型但非限制性的,无机纳米颗粒的粒径如为3、5、8、10、12、15、18、20、25或30nm。在本发明的一种优选实施方式中,羧甲基纤维素和氯化钙的质量比为1:3-20,优选为1:5。在本发明中,第三包膜主要由羧甲基纤维素和氯化钙交联制备得到,从而使得第三包膜更为致密,以更有效调控肥料养分的释放速率,使其缓释效果更为优异。典型但非限制性的,羧甲基纤维和氯化钙的典型但非限制性的质量比如为1:3、1:5、1:8、1:10、1:15或1:20,尤其是当羧甲基纤维素与氯化钙的质量比为1:5时,肥料包覆缓释膜的缓控释效果更佳。在本发明的一种优选实施方式中,羧甲基纤维素与无机纳米颗粒的质量比为1:50-200,优选为1:100。通过控制羧甲基纤维素与无机纳米颗粒的质量比为1:50-200,以调控无机纳米颗粒的释放效率,从而有效调控土壤的改良效率,尤其是当羧甲基纤维素与无机纳米颗粒的质量比为1:100,无机纳米颗粒的释放效率更佳。典型但非限制性的,羧甲基纤维素与无机纳米颗粒的质量比为1:50、1:60、1:75、1:80、1:90、1:100、1:120、1:150或1:200。根据本发明的第二个方面,本发明提供了一种包膜缓释肥,包括肥料颗粒,肥料颗粒的外表面包覆有本发明提供的肥料包覆缓释膜。本发明提供的包膜缓释肥通过在肥料颗粒的外表面包覆本发明提供的包覆缓释膜,不仅能够实现肥料颗粒养分的可控释放,而且与土壤具有良好的相容性,易于降解,不会造成环境污染,同时还能够改良土壤,保障农业可持续发展。在本发明的一种优选实施方式中,肥料颗粒与壳聚糖的质量比为10-300:1,优选为200:1。通过控制肥料颗粒与壳聚糖的质量比为10-300:1,使得壳聚糖能够更好的包覆肥料颗粒,达到抗菌抑虫的效果,尤其是当肥料颗粒与壳聚糖的质量比为200:1时,壳聚糖对肥料颗粒的包覆效果更好。典型但非限制性的,肥料颗粒与壳聚糖的质量比如为10:1、20:1、50:1、80:1、100:1、120:1、150:1、180:1或200:1。在本发明的一种优选实施方式中,肥料颗粒包括可溶性化肥颗粒和/或微溶性化肥颗粒,即,肥料颗粒既可以包括可溶性化肥颗粒、也可以包括微溶性化肥颗粒,还可以包括可溶性化肥颗粒和微溶性化肥颗粒的混合物。在本发明的优选方式中,肥料颗粒包括但不限于各种肥料颗粒,如厩肥颗粒、化肥颗粒和菌肥颗粒等,在此不再赘述。在本发明的优选实施方式中,肥料颗粒的粒径不作限定,肥料颗粒溶解于水中成为离子,若肥料颗粒在水中为微溶状态,也可以通过球磨的方式,使得肥料颗粒在水中分散的更均匀,后续将其溶于壳聚糖的水溶液中,造粒的过程中,得到壳聚糖形成的第一包膜包覆肥料颗粒的第一包覆肥料颗粒。根据本发明的第三个方面,本发明提供了上述包膜缓释肥的制备方法,包括如下步骤:(a)将肥料分散到壳聚糖的水溶液中,造粒干燥,得到第一包膜包覆肥料颗粒的第一包覆肥料颗粒;(b)将第一包覆肥料颗粒分散到无机纳米颗粒的悬浊液中,使得无机纳米颗粒负载在第一包覆肥料颗粒的表面形成第二包膜,造粒干燥,得到第二包覆肥料颗粒;(c)将第二包覆肥料颗粒分散到羧甲基纤维素和氯化钙的混合溶液中,造粒干燥,得到第三包膜包覆第二包覆肥料颗粒的包膜缓释肥。在本发明中,步骤(a)中,第一包覆肥料颗粒中,壳聚糖在肥料颗粒表面无规缠绕,甚至在第一包覆肥料颗粒内部也存在壳聚糖。在本发明中,由于壳聚糖含有羟基,因此,第一包覆肥料颗粒表面带有正电性,而纳米二氧化硅或纳米消石灰表面带有负电,步骤(b)中,纳米二氧化硅(或消石灰)与第一包覆肥料颗粒通过正负电荷相互作用的静电自组装原理,将第一包覆肥料颗粒包覆,形成第二包膜。本发明提供的包膜缓释肥的制备方法工艺简单,操作方便,适用于进行工业化大生产,降低生产成本。在本发明的一种优选实施方式中,壳聚糖的水溶液的质量浓度为0.1-3%,优选为1%。通过控制壳聚糖的水溶液的质量浓度为0.1-3%,以利于肥料溶解或分散在壳聚糖的水溶液中,利于后续进行造粒,使得壳聚糖包覆在肥料颗粒的外表面形成第一包膜,尤其是当壳聚糖的水溶液的质量浓度为1%时,更利于第一包膜的形成。典型但非限制性的,壳聚糖的水溶液的质量浓度如为0.1%、0.2%、0.5%、0.8%、1%、1.5%、2%、2.5%或3%。在本发明的一种优选实施方式中,在进行壳聚糖的水溶液配置的过程中,将壳聚糖溶解于水中,可加入适量的醋酸,以促进壳聚糖的溶解。在本发明的一种优选实施方式中,步骤(b)中,纳米无机颗粒悬浊液的固含量为1-10wt%,优选为5wt%。在本发明的优选实施方式中,通过控制无机纳米颗粒悬浊液的固含量为1-10wt%,以利于无机纳米颗粒在静电作用下,吸附于壳聚糖形成的第一包膜的表面,形成第二包膜,尤其是当纳米无机颗粒悬浊液的固含量为5wt%时,无机纳米颗粒在第一包膜表面吸附的更加均匀。典型但非限制性的,纳米无机颗粒悬浊液的固含量如为1wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%、5wt%、8wt%或10wt%。在本发明的一种优选实施方式中,羧甲基纤维素和氯化钙的混合溶液的配置方法包括如下步骤:调节羧甲基纤维素的水溶液的ph值为5.5-6.5,再加入氯化钙,得到羧甲基纤维素和氯化钙的混合溶液。通过调节羧甲基纤维的水溶液的ph值为5.5-6.5,以使得氯化钙与羧甲基纤维素交联的更为充分,形成的第三包膜更为致密,更能有效调控包膜缓释肥的释放速率。在本发明的进一步优选实施方式中,通过在羧甲基纤维素的水溶液中加入氯化铵调节ph值,采用氯化铵调节羧甲基纤维素的水溶液的ph值更为高效,且不会引用杂质离子。在本发明的更进一步优选实施方式中,氯化铵与羧甲基纤维素的质量比为1:2-10,优选为1:4。通过调控氯化铵与羧甲基纤维素的质量比为1:2-10,以有效实现羧甲基纤维素的ph值的调控,尤其是当氯化铵与羧甲基纤维素的质量比为1:4时,加入氯化钙后,羧甲基纤维素与氯化钙交联反应进行的更为充分。典型但非限制性的,氯化铵与羧甲基纤维素的质量比如为1:2、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:8或1:10。在本发明的一种优选实施方式中,步骤(a)、步骤(b)和步骤(c)各自独立的采用喷雾干燥方式进行造粒干燥,以更有效调控第一包覆肥料颗粒、第二包覆肥料颗粒及包膜缓释肥的粒径,使得包膜缓释肥的粒径更为均匀。在本发明的一种优选实施方式中,步骤(a)中,进行喷雾干燥时,喷雾干燥机入口温度为130-210℃,出口温度为80-130℃,空气流速为35-60l/min,以使得第一包覆肥料颗粒的粒径均匀,且干燥效率高。在本发明的进一步优选实施方式中,喷雾干燥机入口温度为165-175℃,出口温度为115-125℃,空气流速为50-60l/min。典型但非限制性的,步骤(a)中,喷雾干燥机入口温度如为165、166、167、168、169、170、171、172、173、174或175℃;出口温度如为115、116、117、118、119、120、121、122、123、124或125℃,空气流速如为50、51、52、53、54、55、56、57、58、59或60l/min。在本发明的一种优选实施方式中,步骤(b)中,进行喷雾干燥时,喷雾干燥机入口温度为130-210℃,出口温度为90-140℃,空气流速为35-60l/min,以使得第二包覆肥料颗粒的粒径更为均匀,且干燥效率更高。在本发明的进一步优选实施方式中,步骤(b)中,喷雾干燥机入口温度为155-165℃,出口温度为115-125℃,空气流速为45-55l/min。典型但非限制性的,步骤(b)中,喷雾干燥机入口温度如为、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164或165℃;出口温度如为115、116、117、118、119、120、121、122、123、124或125℃,空气流速如为45、46、47、48、49、50、51、52、53、54或55l/min。在本发明的一种优选实施方式中,步骤(c)中,进行喷雾干燥时,喷雾干燥机入口温度为130-210℃,出口温度为80-140℃,空气流速为35-60l/min,以使得包膜缓释肥的粒径更为均匀,且干燥效率更高。在本发明的进一步优选实施方式中,在步骤(c)中,喷雾干燥机入口温度为165-175℃,出口温度为125-135℃,空气流速为50-60l/min。典型但非限制性的,步骤(c)中,喷雾干燥机入口温度如为165、166、167、168、169、170、171、172、173、174或175℃;出口温度如为125、126、127、128、129、130、131、132、133、134或135℃,空气流速如为50、51、52、53、54、55、56、57、58、59或60l/min。根据本发明的第五个方面,本发明提供本发明提供的肥料包覆缓释膜或本发明提供的包膜缓释肥在改良土壤中的应用。本发明提供的肥料包覆缓释膜施用于土壤后,与土壤具有良好的相容性,易于降解,不会造成环境污染,同时还能够改良土壤,提高土壤ph值,保障农业可持续发展。本发明提供的包膜缓释肥在肥料颗粒的外表面包覆本发明提供的包覆缓释膜,不仅能够实现肥料颗粒养分的可控释放,而且与土壤具有良好的相容性,易于降解,不会造成环境污染,同时还能够改良土壤,提高土壤的ph值,保障农业可持续发展。我国南方红壤地区耕地面积占全国的四分之一,丰富的水热条件使该区域成为我国重要的粮食、果菜生产基地。但该区域高温多雨的气候条件引起强烈的风化和淋溶作用,导致土壤养分缺乏和不断酸化,严重威胁国家粮食安全、生态安全,制约藏粮于地战略的实施。同时各种人为活动,特别是化肥的大量施用加速了红壤酸化进程。在本发明的一种优选实施方式中,本发明提供的肥料包覆缓释膜或包膜缓释膜适用于南方酸性红壤后,能够显著改良,保障农业的可持续发展。下面结合实施例和对比例对本发明提供的技术方案做进一步的描述。实施例1本实施例提供了一种肥料包膜缓释肥,其结构如图1所示,本实施例提供的包膜缓释肥以第一包覆肥料颗粒101为核,从内至外依次包括有第二包膜102和第三包膜103,其中,第一包覆肥料颗粒101主要由肥料分散在壳聚糖的水溶液中后造粒得到,在第一包覆肥料颗粒101中,壳聚糖无规包覆在肥料颗粒上形成第一包膜,第二包膜102主要由纳米二氧化硅制备得到,第三包膜103主要由羧甲基纤维素和氯化钙制备得到。本实施例提供的肥料包膜缓释肥按照如下步骤制备得到:(1)将数均分子量为50-190kda壳聚糖配制成质量浓度为1%的水溶液,并在水溶液中加入适量质量浓度为1%的醋酸,使得壳聚糖溶解完全,得到壳聚糖的水溶液;(2)将硝酸铵肥料分散到壳聚糖的水溶液溶液中,硝酸铵肥料颗粒的加入量与壳聚糖的质量比为200:1;(3)通过喷雾干燥将步骤(2)得到的混合液采用喷雾干燥机进行造粒干燥,其入口温度为170℃,出口温度为120℃,空气流速为55l/min,;蠕动泵输出功率为10%,得到第一包覆肥料颗粒101;(4)将第一包覆肥料颗粒101倒入纳米二氧化硅悬浊液中,纳米二氧化硅的粒径范围3-30nm,纳米二氧化硅悬浊液固含量5wt%;(5)将(4)得到的混合液搅拌30min采用喷雾干燥机进行造粒干燥,喷雾干燥机入口温度170℃,出口温度130℃,空气流速55l/min,蠕动泵输出10%,得到第二包覆肥料颗粒;(6)配制质量浓度为1%的羧甲基纤维素的水溶液,并加入氯化铵调节酸性,氯化铵用量与羧甲基纤维素的质量比为1:4,搅拌至氯化铵完全溶解;(7)在(6)得到的溶液中加入氯化钙,氯化钙与羧甲基纤维素的质量比为1:5,得到羧甲基纤维素和氯化钙的混合溶液;(8)将第二包覆肥料颗粒加入(7)得到的混合溶液中,羧甲基纤维素与纳米二氧化硅的质量比为1:100,搅拌30min后,采用喷雾干燥机造粒干燥,喷雾干燥机入口温度180℃;出口温度130℃,空气流速50l/min;蠕动泵输出10%,得到包膜缓释肥。实施例2本实施例提供了一种包膜缓释肥,其结构同实施例1提供的包膜缓释膜,在此不再赘述,其制备方法按照如下步骤进行:(1)将数均分子量为50-190kda壳聚糖配制成质量浓度为2%的水溶液,并在水溶液中加入适量质量浓度为1.5%的醋酸,使得壳聚糖溶解完全,得到壳聚糖的水溶液;(2)将硝酸铵肥料颗粒分散到壳聚糖的水溶液溶液中,硝酸铵肥料颗粒的加入量与壳聚糖的质量比为230:1;(3)通过喷雾干燥将步骤(2)得到的混合液采用喷雾干燥机进行造粒干燥,其入口温度为150℃,出口温度为110℃,空气流速为35l/min,;蠕动泵输出功率为8%,得到第一包覆肥料颗粒;(4)将第一包覆肥料颗粒倒入纳米二氧化硅悬浊液中,纳米二氧化硅的粒径范围10-30nm,纳米二氧化硅悬浊液固含量6wt%;(5)将(4)得到的混合液搅拌30min采用喷雾干燥机进行造粒干燥,喷雾干燥机入口温度180℃,出口温度120℃,空气流速50l/min,蠕动泵输出15%,得到第二包覆肥料颗粒;(6)配制质量浓度为2%的羧甲基纤维素的水溶液,并加入氯化铵调节酸性,氯化铵用量与羧甲基纤维素的质量比为1:3,搅拌至氯化铵完全溶解;(7)在(6)得到的溶液中加入氯化钙,氯化钙与羧甲基纤维素的质量比为1:8,得到羧甲基纤维素和氯化钙的混合溶液;(8)将第二包覆肥料颗粒加入(7)得到的混合溶液中,羧甲基纤维素与纳米二氧化硅的质量比为1:120,搅拌30min后,采用喷雾干燥机造粒干燥,喷雾干燥机入口温度160℃;出口温度115℃,空气流速45l/min;蠕动泵输出5%,得到包膜缓释肥。实施例3本实施例提供了一种包膜缓释肥,其结构同实施例1提供的包膜缓释膜,在此不再赘述,其制备方法按照如下步骤进行:(1)将数均分子量为50-190kda壳聚糖配制成质量浓度为1.5%的水溶液,并在水溶液中加入适量质量浓度为1%的醋酸,使得壳聚糖溶解完全,得到壳聚糖的水溶液;(2)将硝酸铵肥料颗粒分散到壳聚糖的水溶液溶液中,硝酸铵肥料颗粒的加入量与壳聚糖的质量比为200:1;(3)通过喷雾干燥将步骤(2)得到的混合液采用喷雾干燥机进行造粒干燥,其入口温度为160℃,出口温度为120℃,空气流速为45l/min,;蠕动泵输出功率为10%,得到第一包覆肥料颗粒;(4)将第一包覆肥料颗粒倒入纳米消石灰悬浊液中,纳米消石灰的粒径范围3-20nm,纳米消石灰悬浊液固含量5wt%;(5)将(4)得到的混合液搅拌30min采用喷雾干燥机进行造粒干燥,喷雾干燥机入口温度170℃,出口温度110℃,空气流速50l/min,蠕动泵输出5%,得到第二包覆肥料颗粒;(6)配制质量浓度为1%的羧甲基纤维素的水溶液,并加入氯化铵调节酸性,氯化铵用量与羧甲基纤维素的质量比为1:4,搅拌至氯化铵完全溶解;(7)在(6)得到的溶液中加入氯化钙,氯化钙与羧甲基纤维素的质量比为1:5,得到羧甲基纤维素和氯化钙的混合溶液;(8)将第二包覆肥料颗粒加入(7)得到的混合溶液中,羧甲基纤维素与纳米二氧化硅的质量比为1:80,搅拌30min后,采用喷雾干燥机造粒干燥,喷雾干燥机入口温度180℃;出口温度130℃,空气流速55l/min;蠕动泵输出15%,得到包膜缓释肥。实施例4本实施例提供了一种包膜缓释肥,其结构同实施例1提供的包膜缓释膜,在此不再赘述,其制备方法按照如下步骤进行:(1)将数均分子量为50-190kda壳聚糖配制成质量浓度为1.5%的水溶液,并在水溶液中加入适量质量浓度为1%的醋酸,使得壳聚糖溶解完全,得到壳聚糖的水溶液;(2)将硝酸铵肥料颗粒分散到壳聚糖的水溶液溶液中,硝酸铵肥料颗粒的加入量与壳聚糖的质量比为200:1;(3)通过喷雾干燥将步骤(2)得到的混合液采用喷雾干燥机进行造粒干燥,其入口温度为140℃,出口温度为110℃,空气流速为50l/min,;蠕动泵输出功率为5%,得到第一包覆肥料颗粒;(4)将第一包覆肥料颗粒倒入纳米消石灰悬浊液中,纳米消石灰的粒径范围3-20nm,纳米消石灰悬浊液固含量5wt%;(5)将(4)得到的混合液搅拌30min采用喷雾干燥机进行造粒干燥,喷雾干燥机入口温度140℃,出口温度100℃,空气流速50l/min,蠕动泵输出5%,得到第二包覆肥料颗粒;(6)配制质量浓度为1%的羧甲基纤维素的水溶液,并加入氯化铵调节酸性,氯化铵用量与羧甲基纤维素的质量比为1:5,搅拌至氯化铵完全溶解;(7)在(6)得到的溶液中加入氯化钙,氯化钙与羧甲基纤维素的质量比为1:5,得到羧甲基纤维素和氯化钙的混合溶液;(8)将第二包覆肥料颗粒加入(7)得到的混合溶液中,羧甲基纤维素与纳米消石灰的质量比为1:80,搅拌30min后,采用喷雾干燥机造粒干燥,喷雾干燥机入口温度140℃;出口温度110℃,空气流速55l/min;蠕动泵输出5%,得到包膜缓释肥。实施例5本实施例提供了一种包膜缓释肥,其结构同实施例1提供的包膜缓释膜,其制备方法与实施例1的不同之处在于,在步骤(2)中,硝酸铵肥料颗粒与壳聚糖的质量比为10:1,其余步骤均同实施例1,在此不再赘述。实施例6本实施例提供了一种包膜缓释肥,其结构同实施例1提供的包膜缓释膜,其制备方法与实施例1的不同之处在于,在步骤(2)中,硝酸铵肥料颗粒与壳聚糖的质量比为300:1,其余步骤均同实施例1,在此不再赘述。实施例7本实施例提供了一种包膜缓释肥,其结构同实施例1提供的包膜缓释膜,其制备方法与实施例1的不同之处在于,在步骤(8)中,羧甲基纤维素与纳米二氧化硅的质量比为1:50,其余步骤均同实施例1,在此不再赘述。实施例8本实施例提供了一种包膜缓释肥,其结构同实施例1提供的包膜缓释膜,其制备方法与实施例1的不同之处在于,在步骤(8)中,羧甲基纤维素与纳米二氧化硅的质量比为1:200,其余步骤均同实施例1,在此不再赘述。实施例9本实施例提供了一种包膜缓释肥,其结构同实施例1提供的包膜缓释膜,其制备方法与实施例1的不同之处在于,在步骤(7)中,氯化钙与羧甲基纤维素的质量比为1:3,其余步骤均同实施例1,在此不再赘述。实施例10本实施例提供了一种包膜缓释肥,其结构同实施例1提供的包膜缓释膜,其制备方法与实施例1的不同之处在于,在步骤(7)中,氯化钙与羧甲基纤维素的质量比为1:20,其余步骤均同实施例1,在此不再赘述。对比例1本对比例提供了一种包膜缓释肥,其以壳聚糖颗粒为核,壳聚糖颗粒的外表面从内至外依次包覆有主要由纳米二氧化硅制备得到的第一包膜和主要由羧甲基纤维素和氯化钙制备得到第二包膜,其制备方法同实施例1的区别在于,未进行步骤(2),直接将步骤(1)得到的壳聚糖的水溶液通过喷雾干燥制备得到壳聚糖颗粒,在壳聚糖颗粒的外表面包覆第一包膜和第二包膜的步骤同实施例步骤(4)-(8),在此不再赘述。对比例2本对比例提供了一种包膜缓释肥,其以硝酸铵肥料和壳聚糖造粒形成的第一包覆肥料颗粒为核,第一包覆肥料颗粒的外表面包覆有第二包膜,其中,第二包膜主要由纳米二氧化硅制备得到,其制备方法同实施例1中步骤(1)-(5),在此不再赘述。对比例3本对比例提供了一种包膜缓释肥,其以硝酸铵肥料和壳聚糖造粒形成的第一包覆肥料颗粒为核,第一包覆肥料颗粒的外表面包覆有第二包膜,其中,第二包膜主要由羧甲基纤维素和氯化钙制备得到,其制备方法中步骤(1)-(3)同实施例步骤(1)-(3),在此不再赘述,其余步骤(4)-(6)如下:(4)配制质量浓度为1%的羧甲基纤维素的水溶液,并加入氯化铵调节酸性,氯化铵用量与羧甲基纤维素的质量比为1:4,搅拌至氯化铵完全溶解;(5)在(4)得到的溶液中加入氯化钙,氯化钙与羧甲基纤维素的质量比为1:5,得到羧甲基纤维素和氯化钙的混合溶液;(6)将步骤(3)制备得到的第一包覆肥料颗粒加入(6)得到的混合溶液中,羧甲基纤维素与纳米二氧化硅的质量比为1:100,搅拌30min后,采用喷雾干燥机造粒干燥,喷雾干燥机入口温度180℃;出口温度130℃,空气流速50l/min;蠕动泵输出10%,得到包膜缓释肥。试验例1采用扫描电镜观测实施例1制备得到的第一包覆肥料、第二包覆肥料及包膜缓释肥的结构,其中,图2为本发明实施例1提供的第一包覆肥料颗粒的扫描电子显微镜图;图3为本发明实施例1提供的第二包覆肥料颗粒断面的扫描电子显微镜图;图4为本发明实施例1提供的包膜缓释肥断面的扫描电子显微镜图。从图2可以看出,本实施例1提供的第一包覆肥料粒径分布较为均匀,分布在1-5um。从图3可以看出,本实施例1提供的第二包覆肥料中,纳米二氧化硅形成的第二包膜包覆着第一包覆肥料颗粒。从图4可以看出,本实施例1提供的包膜缓释膜的外表面包覆有一层羧甲基纤维素和氯化钙形成的薄膜。试验例2设置试验土壤1和对照土壤1,将实施例1提供的包膜缓释肥分别按照每10kg土壤投入40g肥料包覆缓释膜的用量施入试验土壤1中,同时设置对照土壤1,在对照土壤1中施入与实施例1中施入的包膜缓释肥中等量的硝酸铵肥料颗粒,两个月后,分别测试试验土壤1和对照土壤1的ph值,结果如表1所示。另外,设置试验土壤2-13和对照土壤2-13,试验土壤2-11分别施入实施例2-10及对比例1-3提供的包膜缓释肥,且按照每10kg土壤投入40g肥料包覆缓释膜的用量施入,对照土壤2-13分别施入与实施例2-10及对比例1-3提供的包膜缓释肥中等量的硝酸铵肥料颗粒,两个月后,分别测试试验土壤2-13和对对照例土壤2-13的ph值,结果如表1所示。其中,试验土壤1-13和对照土壤1-13均为同批土壤。表1注:上述“+”的含义为ph值提高,“-”的含义为ph值降低。试验例3根据缓释肥国家标准(gb/t23348-2009)的方法及要求,对实施例1-8提供的包膜缓释肥进行缓释性能测试,具体结果如表2所示。表2项目初期养分释放率(%)28天累积养分释放率(%)gb/t23348-2009≤15≤80实施例11065实施例21270实施例3963实施例4964实施例51475实施例6860实施例71167实施例81064实施例91063实施例101066从表2可以看出,实施例1-10提供的包膜缓释肥均具有优良的缓释效果。最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。当前第1页12
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