阳离子高分子复混肥及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及阳离子高分子复混肥及其制备方法，属于肥料和化工技术领域。
【背景技术】
[0002]复混肥是复混肥料的简称，是复合肥料和混合肥料的统称，由化学方法和物理方法加工，将两种或三种单质化肥，或用一种复合肥料与一、二种单质化肥，通过机械混合的方法制取不同规格即不同养分配比的肥料，以适应农业要求，尤其适合生产专用肥料。
[0003]有机-无机复混肥是含有一定量有机质的复混肥料，就是在生产无机复混肥料过程中，加入一定量有机质而制成的肥料，其产品中既含有大量元素氮磷钾，也含有一定量的有机质。
[0004]生产复混肥料可以物化施肥技术，提高肥效，减少施肥次数，节省施肥成本。生产和施用复混肥料引起世界各国的普遍重视。复混肥料是世界化肥工业发展的反响，全世界的消费量已超过化肥总消费量的1/3，而我国约占国内化肥总消费量的18%。
[0005]氮肥含有作物营养元素氮的化肥。元素氮对作物生长起着非常重要的作用，它是植物体内氨基酸的组成部分、是构成蛋白质的成分，也是植物进行光合作用起决定作用的叶绿素的组成部分。氮还能帮助作物分殖，施用氮肥不仅能提高农产品的产量，还能提高农产品的质量。氮营养不足的一般表现是:植株矮小，细弱；叶呈黄绿、黄橙等非正常绿色，基部叶片逐渐干燥枯萎;根系分枝少;禾谷类作物的分蘖显著减少，甚至不分蘖，幼穗分化差，分枝少，穗形小，作物显著早衰并早熟，产量降低。
[0006]复混肥的氮肥主要是尿素，尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附。尿素在土壤中吸收水，水中的尿素存在以下平衡:C0(NH2)2 +H20—可逆—NH2C00NH4(胺基甲酸铵)NH2C00NH4=高温、低压=2NH3+C02，转化后形成的氨也易挥发。
[0007]钾肥是以钾为主要养分的肥料，植物体内含钾占干物质重的0.2%_4.1%，仅次于氮。钾在植物生长发育过程中，参与60种以上酶系统的活化，光合作用，同化产物的运输，碳水化合物的代谢和蛋白质的合成等过程。作物缺少钾肥，就会得"软骨病"，易伏倒，常被病菌害虫困扰钾元素常被称为〃品质元素〃。它对作物产品质量的作用主要有:①能促使作物较好地利用氮，增加蛋白质的含量，并能促进糖分和淀粉的生成;②使核仁、种子、水果和块茎、块根增大，形状和色泽美观;③提高油料作物的含油量，增加果实中维生素C的含量;④加速水果、蔬菜和其他作物的成熟，使成熟期趋于一致;⑤增强产品抗碰伤和自然腐烂能力，延长贮运期限;⑥增加棉花、麻类作物纤维的强度、长度和细度，色泽纯度。钾可以提高作物抗逆性，如抗旱、抗寒、抗倒伏、抗病虫害侵袭的能力。
[0008]磷肥的磷元素在植物体内是细胞原生质的组分，对细胞的生长和增殖起重要作用;磷还参与植物生命过程的光合作用，糖和淀粉的利用和能量的传递过程。磷肥还能促进植物苗期根系的生长，使植物提早成熟。植物在结果时，磷大量转移到籽粒中，使得籽粒饱满。磷肥施用适量时，能促进作物分蘖和早熟，加强其抗寒能力，可增加作物产量，改善作物品质，加速谷类作物分蘖和促进籽粒饱满;促使棉花、瓜类、茄果类蔬菜及果树的开花结果，提高结果率;增加甜菜、甘蔗、西瓜等的糖分、油菜籽的含油量。作物缺磷时生长缓慢、矮小瘦弱、直立、分枝少，叶小易脱落;色泽一般，呈暗绿或灰绿色，叶缘及叶柄常出现紫红色;根系发育不良，成熟延迟，产量和品质降低。缺磷症状一般先从茎基部老叶开始，逐渐向上发展。
[0009]最早的磷肥是过磷酸钙，现已逐渐被重过磷酸钙、磷酸铵一铵和磷酸铵二铵等高浓度磷肥取代。磷酸铵一铵和磷酸铵二铵属于含氮、磷元素的二元化学肥料。常规磷酸二铵的氮素和磷素当季利用率分别为30-35%和10-20%。常规磷酸二铵氮素利用率低的主要原因是:其所含的氮元素为铵态氮，铵态氮施入土壤后，一部分被植物吸收利用，另一部分在亚硝化细菌的作用下，被氧化成硝态氮，虽然硝态氮也可被植物吸收利用，但是，由于硝态氮带有负电荷，不被土壤胶体吸附，移动性极大，极易随水淋溶损失;在环境影响方面，淋失的硝态氮进入地下水，不利于人畜饮用。如果进入地表水中的含量过高，则可引起水体富营养化。在硝化作用的第一阶段的化学歧化作用中，可产生气态中间产物N20，N2O作为一种主要的温室气体，对全球增温和臭氧层的破环。另外，硝化作用的产物no3—，在嫌气条件下可经反硝化作用还原为他0与犯，反硝化作用主要是一种氮素损失过程，特别是北方作物生长旺盛时正值多雨季节，硝态氮淋失将更加严重，这是我国氮肥当季利用率仅为30-35%的原因之一。磷素当季利用率低主要原因是可溶性磷的淋失、转化为不溶性磷以及转化为细菌营养而浪费。土壤中的磷酸或可溶性的磷酸盐与土壤中的一些盐基结合，形成不溶性磷酸盐。可溶性磷酸盐浓度过高会造成蓝细菌及其它藻类大量增殖，即常说的富营养化作用，从而破坏环境的生态平衡。
【发明内容】
[0010]本发明就是为了解决复混肥上述的肥效时间短、利用率低的问题，本发明提供了阳离子高分子复混肥及其制备方法。
[0011]阳离子高分子复混肥产品包括复混肥、阳离子高分子共聚物、化肥着色剂；阳离子高分子复混肥的制备方法是将阳离子高分子共聚物、化肥着色剂与复混肥均匀混合后，进入复混肥造粒设备造粒、干燥制备阳离子高分子复混肥;或在搅拌混合设备中将高分子阳离子共聚物、化肥着色剂与复混肥颗粒均匀混合，使阳离子高分子共聚物、化肥着色剂包覆在复混肥颗粒表面制备阳离子高分子复混肥。
[0012]阳离子高分子共聚物为强阳离子高分子聚合物，在水中有很好的溶解性能。由于正电荷集中，有利于加强在杀菌过程中活性官能团与微生物细胞间的静电作用，具有高效、快速的杀生功能。阳离子高分子共聚物不含芳烃类物质、无二次污染，对环境友好、具有稳定性好、使用方便、药效持续时间长、使用PH范围宽等特点，属非氧化杀生剂，具有广谱、高效的杀菌灭藻能力，能杀死、控制土壤中脲酶和细菌类微生物，延长磷肥肥效，提高磷肥利用率。
[0013]阳离子高分子化合物在水中可以解离出有表面活性的阳离子，具有极高的Zeta电位，易通过分子间力的作用吸附于粘土微粒上，形成一层保护膜，防止粘土微粒因静电斥力产生运移，从而起到有效的防止粘土膨胀、降低泥页岩的水化、膨胀、分散的作用，有利于粘土矿物的稳定。高分子阳离子化合物能吸附在粘土颗粒的表面中和粘土颗粒上的负电荷，稳定粘土晶层表面的K+、Na+、Ca2+等金属阳离子，通过分子间力及形成氢键吸附在粘土颗粒的表面上，形成一层亲油憎水的吸附层，将水和粘土分开，同时被吸附的阳离子中和了粘土表面的负电荷，减少晶层之间的斥力，在粘土颗粒的表面形成一层有机阳离子聚合物的吸附保护膜，将粘土颗粒保护起来，从而避免了粘土颗粒的水化、膨胀、分散、运移，起到改良土壤的作用。
[0014]阳离子高分子化合物是具有长链高分子物质，在它的高分子链上有很多阳离子基团，与复混肥混合后，能与养分离子(硝酸根离子、磷酸根离子、胺基甲酸根离子)结合，加上络合基因的成环性，能把养分卡在环内，有极强的富集养分作用。可阻止施入土壤中形成的养分挥发和流失，具有良好的缓释作用，可使尿素养分有效不断地供给作物吸收，从而提高肥料利用率。阳离子共聚物属非氧化杀生剂，具有广谱、高效的杀菌灭藻能力，能杀死、控制土壤中脲酶和微生物，延缓微生物对复混肥降解作用，延长复混肥肥效时间，提高复混肥利用率。
[0015]本发明就是充分利用高分子阳离子共聚物具有高效、快速的杀生功能和防止土壤颗粒水化、膨胀、分散、运移及改良土壤、富集养分作用，而发明制造了阳离子高分子复混肥。
[0016]本发明的技术方案如下:
1.阳离子高分子复混肥及其制备方法，其特征在于:阳离子高分子复混肥产品包括复混肥、高分子阳离子共聚物和化肥着色剂。
[0017]2.阳离子高分子复混肥及其制备方法，其特征在于:阳离子高分子复混肥的制备方法是将高分子阳离子共聚物、化肥着色剂与复混肥均匀混合后，进入复混肥造粒设备造粒、干燥制备阳离子高分子复混肥;或在搅拌混合设备中将阳离子高分子共聚物、化肥着色剂与复混肥颗粒均匀混合、包覆在复混肥颗粒表面制备阳离子高分子复混肥。
[0018]3.根据权利要求1所述的阳离子高分子复混肥及其制备方法，其特征在于:复混肥在阳呙子尚分子复混肥中的质量含量为95?99.95%，阳呙子尚分子共聚物的质量含量为
0.05?5%，化肥着色剂的质量含量为O?0.2 %。
[0019]4.根据权利要求1所述的阳离子高分子复混肥及其制备方法，其特征在于:复混肥是氮磷复混肥，或是氮磷钾复混肥，或是磷钾复混肥，或是有机-无机氮磷钾复混肥。
[0020]5.根据权利要求1所述的阳离子高分子复混肥及其制备方法，其特征在于:阳离子高分子共聚物是环氧氯丙烷-二甲胺共聚物水溶液，或是环氧氯丙烷-二甲胺-乙二胺共聚物水溶液，或是环氧氯丙烷-二甲胺-二乙烯三胺共聚物水溶液，或是环氧氯丙烷-二甲胺-多乙烯多胺共聚物水溶液，或是环氧氯丙烷-二甲胺一乙二胺-二乙烯三胺共聚物水溶液，或是上述二种或多种高分子阳离子共聚物溶液的混合物。
[0021 ] 6.根据权利要求1所述的阳离子高分子复混肥及其制备方法，其特征在于:化肥着色剂是化肥用绿色颜料，或是化肥用橙色颜料，或是化肥用棕色颜料，或是化肥用黄色颜料，或是化肥用红色颜料。
[0022]7.根据权利要求2所述的阳离子高分子复混肥及其制备方法，其特征在于:阳离子高分子复混肥的制备方法是将高分子阳离子共聚物、化肥着色剂混合均匀，再与复混肥混合均匀，进入复混肥造粒设备造粒、干燥制备阳离子高分子复混肥。
[0023]8.根据权利要求2所述的阳离子高分子复混肥及其制备方法，其特征在于:阳离子高分子复混肥的制备方法是在搅拌混合设备中将高分子阳离子共聚物、化肥着色剂与复混