[发明专利]高分子缓释硼肥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及缓释肥，具体为一种高分子缓释硼肥及其制备方法。

背景技术

水稻是我国重要的粮食作物之一，目前的单位面积产量最高已达到800Kg/亩以上。但水稻与其他的农作物不同，它的生长发育除了需要通常的氮、磷、钾三要素外，还需要适量的硼元素。为获得氮、磷、钾、硼四元素全部都具有的化肥，现有技术均采用复混的方法，如：将尿素、磷酸二氢钾与硼酸或硼酸盐进行复混。在复混肥中，尿素、磷酸二氢钾和硼酸盐都是小分子的水溶性物质，容易发生淋溶流失，造成水体富营养化的环境污染。为此缓(控)释化肥成为目前研究应用的热点。

现有的缓释或控释化肥普遍采用的是物理型的包膜方法，如在尿素表面包覆上一层脲醛树脂膜，施入土壤后，随着脲醛树脂的逐步降解，包覆的膜被逐步破坏，不断释放出包覆在其中的化肥，从而达到缓释的目的。

WO2003/082005研究了制备高分散度脲-甲醛聚合物肥料缓释剂的方法。该聚合物实现了氮肥的缓释化，并在粒化过程中添加由碳酸钙、石膏、硅酸金属盐、滑石粉、硫磺、活性炭以及螯合铁、锌、锰的混合物。但是该物质在土壤中分解后得不到水稻作物生长需要的磷、钾和硼元素。

发明内容

本发明为了解决目前没有高分子缓释硼肥的问题，提供一种高分子缓释硼肥及其制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：高分子缓释硼肥，是具有以下通式的化合物：

式中：m＝1～10，n＝0～5，x＝5～10。

该高分子缓释硼肥中硼、氮、磷、钾各元素的含量以质量百分含量计为：硼1wt％～8wt％，氮22wt％～29wt％，以P₂O₅计的磷0wt％～33wt％，以K₂O计的钾22wt％～35wt％。分子量1000——21160。

高分子缓释硼肥的制备方法，按如下步骤进行：

(1)在反应器中加入理论计算量的反应物和硼酸，加热到80℃～100℃，得到硼酸二氢钾，所述反应物为氢氧化钾或碳酸钾，该反应如下：

(2)在上述反应器中再加入理论计算量的尿素和选择性的(可加可不加)磷酸二氢钾，控制反应温度在110℃～140℃，使反应物保持在熔融状态，该过程所进行的反应如下：

上述反应产物的结构可由红外光谱图得到证明，见图1。根据有关文献报道及红外光谱书，图中1470cm^-1和1420cm^-1吸收峰对应着B-N键的振动吸收，而1312cm^-1吸收峰对应着B-O键的振动吸收，这些结果表明B-N与B-O键的形成，证明尿素与硼酸二氢盐发生反应，生成具有上述结构的缩聚物。

上述反应产物的结构可由红外光谱图得到证明，见图2。根据有关文献报道及红外光谱书，1093cm^-1吸收峰对应着P-N键的振动吸收，919cm^-1吸收峰对应着P-O-K键的振动吸收，1282cm^-1吸收峰对应着P＝O键的振动吸收，这些结果表明P-N、P-O-K与P＝O键的形成，证明尿素与磷酸二氢钾发生反应，生成上述结构的化合物。

(3)然后加入理论计算量的甲醛，继续在110℃～140℃条件下进行缩聚反应，至体系粘度达到造粒要求的粘度时停止反应，该过程所进行的反应如下：

生成的高分子缓释硼肥的结构可由红外光谱图得到证明，见图3。高分子缓释硼肥的红外光谱与上述两红外光谱(图1、图2)相比，峰的位置与形状发生了明显的变化，表明该两种物质之间发生了化学反应，形成了新的化合物，而不是简单的混合。同时根据有关文献报道及红外光谱书，1670cm-1吸收峰对应着C＝O键振动吸收，1450cm^-1吸收峰对应着C-N键振动吸收，3457cm^-1和3357cm^-1吸收峰对应着N-H键振动吸收，1159cm^-1键吸收带对应着P＝O、P-N键的振动吸收；1340cm^-1吸收峰对应着B-N的键振动吸收，这些结果进一步说明两种缩聚物之间发生了反应，生成了如上所示的高分子缓释硼肥。

(4)将熔融状的缩聚反应产物造粒。