制备缓释基质型颗粒复合肥料的方法和由其获得的缓释基质型颗粒复合肥料的制作方法
【专利说明】制备缓释基质型颗粒复合肥料的方法和由其获得的缓释基 质型颗粒复合肥料
[0001] 发明背景 1.技术领域
[0002] 本发明涉及表现出高利用效率的基质型控释复合肥料及其制备方法。更具体地， 本发明涉及基质型控释颗粒复合肥料及其制备方法，与传统的涂覆形式不同，其采用养分 吸收填充剂用于在长时间内保留肥料成分和以受控的方式释放所述肥料成分，从而增强了 植物的肥料利用效率，具有最小的损失。
[0003] 2.相关技术说明
[0004] 在农业领域中，已经开发和应用了包括固体颗粒肥料、液体肥料、速释肥料和缓释 肥料的多种肥料。尤其地，主要应用的是用聚合物涂覆在肥料成分颗粒上的缓释肥料。然 而，当涂层不降解时，涂覆型肥料可能长时间保留在土壤中。另外，由于涂覆型肥料是使用 昂贵的装置，例如流化床涂覆机、鼓式涂覆机等制备的，它们是昂贵的并且因此没有被广泛 应用。尽管有这些缺点，涂覆型肥料最近作为用于缓解农民数量逐步下降的节省劳力的肥 料还是吸引了强烈的关注，因为它们在长时间内缓慢溶解从而减少了需要的施加数量。
[0005] 韩国未审专利申请公开19960022408A提出了一种减缓肥料成分溶解速率的方 法，在该方法中，将树脂和肥料的混合物通过挤出机挤出以将所述肥料成分用所述树脂涂 覆。然而，所述肥料在商业化方面是成问题的，因为所述方法要求使用大量的昂贵树脂。
[0006] 韩国专利10-0850186公开了一种肥料组合物，其包含聚天冬氨酸作为用于增加 提供到植物的肥料的利用效率的增效剂，并且公开了制备肥料的方法，所述方法包括将聚 天冬氨酸以〇. 1%至10%的量添加到复合肥料中以提高所述肥料的利用效率。由于聚天冬 氨酸抑制了肥料成分的浸析，观察到通过这种方法制备的复合肥料增加了利用效率。然而， 由于植物需要另外施加补充的肥料，其不具有节约劳力的效果。
[0007] 美国专利6, 749, 659引入了基质概念用于延缓硫酸铵在水中的溶解，其中所述基 质由硫元素和膨胀性粘土组成。所述肥料颗粒是通过将肥料物质掺混到硫和膨胀性粘土的 液化混合物中并将掺混物粒化而制备的。所述肥料颗粒的溶解速度取决于颗粒尺寸，其中 1mm至2mm颗粒的释放速率是2mm至4mm颗粒的两倍。这种肥料的控释机理似乎是在带负 电荷的粘土和铵离子之间的静电相互作用，从而抑制了肥料物质的释放。
[0008] 中国专利101857490A公开了能控制肥料成分的释放速率的复合肥料。所述控释 复合肥料是通过将肥料成分和可膨胀润湿粘土（称为凹凸棒土）的液化混合物从塔型制粒 机的顶部进行喷淋而制备的。这种方法，尽管获得控释，但却是复杂的并且需要投资新设 备。
[0009] 美国专利7, 252, 697B2公开了一种制备控释磷酸铵肥料的方法。该方法包括将 磷酸铵浆料与粘土矿物，例如沸石、蒙脱石等进行混合；将该混合物用硫酸酸化；和粒化所 述经酸化的混合物。然而在该专利中，没有公开控释的内容，而是仅通过防止磷酸盐在土壤 中的固着增强了磷酸盐的利用效率。
[0010] 为了导出本发明，对控释复合肥料进行了集中而深入的研究，结果发现：当通过将 显示出高养分吸收性的填充剂与粘合剂组合以产生补充剂，并将该补充剂与复合肥料均匀 混合并以基质型颗粒形式制备肥料时，所述肥料能够使用用于复合肥料的一般制备设备来 生产，并且所述基质型颗粒复合肥料可以长时间吸收和保留养分，使得所吸收的养分可以 抵抗在土壤中的浸析和流失，从而增加了植物的肥料利用效率。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献1:韩国未审专利申请公开19960022408A
[0013] 专利文献2:韩国专利10-0850186
[0014] 专利文献3:美国专利6, 749, 659B1
[0015] 专利文献 4:CN10185749〇A
[0016] 专利文献5:美国专利7, 252, 697B2
【发明内容】
[0017] 因此本发明的一个目的是提供使用养分吸收性填充剂制备基质型控释颗粒复合 肥料的方法。
[0018] 本发明的另一个目的是提供通过所述方法制备的基质型控释颗粒复合肥料。
[0019] 根据本发明的一个方面，本发明提供制备基质型控释颗粒复合肥料的方法，该方 法包括：
[0020] 将天然或合成聚合物作为粘合剂与养分吸收性填充剂混合以产生混合物，和将该 混合物干燥和粉碎以提供养分吸收性补充剂；和
[0021] 将所述养分吸收性补充剂与肥料成分均匀掺混并干燥掺混物。
[0022] 为了在用于制备基质型控释颗粒复合肥料的方法中使用，所述聚合物优选由至少 两种选自如下的物质组成：聚丙烯酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯共聚物（_乙烯）、聚 乙烯醇和聚乙烯醇共聚物、乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基 丙基纤维素、羧酸聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、糊精、麦芽糊精、多糖、偏二氯乙烯共聚物、淀 粉、木质素硫酸钠、木质素硫酸钙、藻酸盐和聚氯丁烯；并且所述养分吸收性填充剂优选由 至少两种选自如下的物质组成：钙系膨润土、二氧化硅水凝胶、淀粉、淀粉衍生物、改性的木 质素磺酸盐、风化煤、煤、活性炭、沸石、凹凸棒土、磷酸氢镁三水合物、硅酸钠镁、合成硅酸 钙、蛭石、腐殖质、丙烯酸酯共聚物、二氧化硅、活化粘土、铝硅酸盐和铝硅酸钠。
[0023] 在优选的实施方案中，养分吸收性补充剂含有基于其总重量计0. 1重量％至50重 量％的聚合物和50重量％至99. 9重量％的养分吸收性填充剂。
[0024] 进一步，用作养分吸收性吸收补充剂主要组分的养分吸收性填充剂含有无机填充 剂与有机填充剂，它们之间的重量比例为3:7至7:3。
[0025] 为了产生养分吸收补充剂，优选可以将所述混合物在80°C至100°C下干燥20分钟 至1小时，并优选将该经干燥的混合物粉碎成150目或更低的尺寸。
[0026] 随后，将所述养分吸收补充剂与肥料成分掺混。关于这一点，所述养分吸收补充剂 的用量可以优选使用基于所述肥料成分重量计5重量％至25重量％。
[0027] 在优选的实施方案中，制备基质型颗粒复合肥料的方法可以包括：i)将养分吸收 性补充剂与肥料成分均匀掺混；ii)将掺混物在制粒机中粒化以产生颗粒；和iii)干燥所 述颗粒。
[0028] 所述制粒机可以是鼓式制粒机或盘式制粒机。所述干燥步骤可以优选在300°C至 450 °C下进行30分钟至40分钟。
[0029] 根据本发明的另一个方面，本发明涉及通过如下方法制备的基质型控释颗粒复合 肥料，所述方法包括将天然或合成聚合物作为粘合剂与养分吸收性填充剂混合以产生混合 物，和将该混合物干燥和粉碎以提供养分吸收性补充剂；和将所述养分吸收性补充剂与肥 料成分均匀掺混并干燥掺混物。
【附图说明】
[0030] 本发明的上述目的和其它目的、特征和其它优点将从与附图结合的如下详细说明 中被更清楚地理解，其中：
[0031] 图1显示了在用蒸馏水处理之前和之后，一般复合肥料（a)和本发明的复合肥料 (b)的切割颗粒的光学图像；和
[0032] 图2显示了在用蒸馏水处理之前和之后，一般复合肥料（a)和本发明的复合肥料 (b)的颗粒相的光学图像。
[0033] 优选实施方式
[0034] 下文中，将给出本发明的详细说明。
[0035] 根据本发明的一个方面，提供了一种制备基质型控释颗粒复合肥料的方法，该方 法包括：将天然和合成聚合物作为粘合剂与养分吸收性填充剂混合以产生混合物，和将该 混合物干燥和粉碎以提供养分吸收性补充剂；和将所述养分吸收性补充剂与肥料成分均匀 掺混并干燥掺混物。
[0036] 每个步骤详细描述如下。
[0037] (1)制备养分吸收