[发明专利]一种以尿素为底涂层的控失氯化钾及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以尿素为底涂层的控失氯化钾及其制备方法，属于新型肥料技术领域。本发明以尿素为底涂层的控失氯化钾，其包括三层材料，核心层为颗粒氯化钾，中间层为包裹于颗粒氯化钾表面的尿素，最外层为由硅烷偶联剂或表面活性剂改性的凹凸棒土纳米复合材料。本发明肥料钾素含量为52‑55%（K₂O），同时提供一定量的氮素，可根据作物需求缓慢释放养分，并将钾素聚集在根系周围，避免了因氯离子急剧增加而造成的生理毒害作用，拓宽了氯化钾的适用范围；降低钾素在土壤中的淋溶，利于提高钾素利用率，且控失材料易降解，不会对土壤和生态环境造成污染。该发明工艺简单，生产成本低，便于工业化生产，施用后可提高作物产量和改善品质。

技术领域

本发明涉及一种以尿素为底涂层的控失氯化钾及其制备方法，属于新型肥料技术领域。

背景技术

钾肥是影响作物产量和品质的活跃因子，但我国钾肥资源短缺，难以满足农业生产发展需求。随着高产栽培技术的推广，钾素淋溶或径流损失时常发生，造成土壤缺钾现象普遍，且钾肥利用平均仅为31.3%。目前，施用的钾肥类型多为氯化钾和硫酸钾，氯化钾含钾量高，价格便宜，在大田作物中广泛施用，但一些作物对氯离子敏感，不适宜用氯化钾，而选择价格较高的硫酸钾。硫酸钾一般由氯化钾通过曼海姆法或芒硝复分解法工艺转化而来，钾素含量低，长期施用也易导致土壤板结。因此，通过一定的技术手段，控制氯离子的释放，避免因氯离子急剧增加而造成的毒害作用，是拓宽氯化钾适用范围的主要技术手段。

目前，通过包膜技术可延缓钾和氯离子的释放速度和强度，但包膜控释肥大部分都是由不可降解的石油基聚合物作为包膜材料，对土壤造成了二次污染；并且该技术要求肥料核心均匀、圆润，而现有钾肥颗粒大部分由钾矿挤压破碎形成晶体颗粒，表面形状不规则，易导致晶体颗粒表面与膜材料无法充分结合。以凹凸棒土纳米复合材料为控失剂的新型肥料，遇水自组装成微纳分子网络，通过范德华力、氢键和粘滞力与化肥分子相互作用，吸附和网捕养分离子，减小了分子流动性，使养分缓慢释放，积聚在根系周围，可达到控失目的。同时，我国凹凸棒土资源丰富，价格低廉，对土壤和作物无污染，易于生产和推广。

现有专利“控释钾肥及其制备方法（CN 102653484）”，公布了一种用粘合剂将腐殖酸和膨润土粉末的掺混物包裹在颗粒氯化钾或硫酸钾表面的方法，可有效缓控钾素，但是该肥料仅含钾元素30-40%，施用量大，成本高。专利“缓控释钾肥及其制备方法（CN102863275）”，公布了一种以聚乙烯醇、纤维素及其衍生物包膜的缓释钾肥，降低了钾肥在土壤中的损失，但该肥料不能精准控制钾素的释放量和释放周期，难以满足作物生长对钾素的需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种以尿素为底涂层的控失氯化钾及其制备方法，本发明所采用的技术方案是：

本发明所述以尿素为底涂层的控失氯化钾，是由以颗粒氯化钾为核心层、包裹于颗粒氯化钾表面的尿素为中间层和改性凹凸棒土纳米复合材料为控失包膜层所组成。

所述改性凹凸棒土纳米复合材料是通过以下方法制备所得：

（1）将凹凸棒土沉降除砂，并进行热处理，热处理温度100-500℃，处理时间0.5-3h，冷却后加入蒸馏水，搅拌分散后形成含水量为6-12%的矿浆溶液；

（2）称取硅烷偶联剂或表面活性剂，加蒸馏水，配置成浓度为5-10%的改性剂，按照改性剂用量与凹凸棒土阳离子交换容量摩尔比值为1-4的量，将改性剂加入步骤（1）所得矿浆溶液，保持温度50-70℃，反应1-4h后抽滤、洗涤，干燥后形成经有机化处理的改性凹凸棒土纳米复合材料。

步骤（2）所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述表面活性剂为三乙醇胺、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、双十八烷基二甲基氯化铵中的一种或多种。