[发明专利]包含插层材料的组合物及其使用方法

说明书

本发明讨论了插层有尿素和/或其他材料或材料组合的粘土材料的组合物。例如，相对于所述组合物的总重量，所述组合物可以包含约20重量%至约65重量%的插层尿素。例如，可以通过用一种或多种其他材料研磨粘土粒子，使得所述其他材料插层到所述粘土粒子中来实现插层。所述组合物可以形成为配制成控制释放尿素，例如用于对土壤施肥的小球。

优先权要求

本PCT国际申请要求2017年3月3日提交的美国临时申请号62/466,832的权益，该申请的主题以引用的方式整体结合到本文中。

技术领域

本公开的实施方案通常涉及插层有尿素和/或其他材料或材料组合的组合物。所述组合物可以表现出吸收和/或强度的性质，并且可以配制成持续释放插层材料，例如用于土壤的施肥。

背景技术

农业肥料可用于维持土壤肥力，并在生长季节补充作物所需的营养。由额外营养素提供的益处通常取决于它们何时被递送，其中植物肥料需求与可用性的不匹配可能对生产具有严重的不利影响。突然递送过多的肥料可能是浪费，或甚至对植物有害，而肥料太少或延迟递送足够的量会使植物饥饿。尿素肥料提供了重要的氮源，但尿素可以过快地从肥料中释放出来，例如由于作为氨气挥发和/或随水流失。虽然重复施用肥料可以提供持续的氮供应，但是这种方法是劳动密集的，昂贵的且不切实际的。因此，适当配制肥料组合物仍然是一个挑战。

发明概述

本公开包括一种组合物，其包含插层有尿素的粘土粒子，其中所述粘土粒子包含高岭石并且具有小于30的形状因子，并且其中相对于所述组合物的总重量，所述组合物包含约20重量%至约65重量%的插层尿素。相对于组合物的总重量，组合物可以包含约40重量%至约65重量%的插层尿素，和/或可以具有约80%至100%的插层比。

根据一些方面，粘土粒子还可以包含至少一种绿土粘土。另外或可替代地，粘土粒子可以具有小于25，小于20，小于15或小于10的形状因子。在一些实施例中，粘土粒子具有大于0.5 μm的d₅₀粒径和/或小于2.5 μm的d₇₀粒径。在至少一个实施例中，粘土粒子可以是书页的形式，其厚度为约10 μm至约50 μm，约15 μm至约40 μm，或厚度大于50 μm。相对于组合物的总重量，组合物可包含小于0.1重量%的表面活性剂。例如，组合物可以不包含表面活性剂。

根据本公开的一些方面，插层有尿素的粘土粒子可以是小球的形式，例如，平均直径为约0.5 mm至约5 mm，约1.0 mm至约4.0 mm，或约2.0 mm至约3.0 mm。所述小球可以包括包衣，所述包衣包含聚合物、含硫化合物、矿物质或其组合中的至少一种。例如，包衣可以包含至少一种聚合物和至少一种粘土矿物质，例如高岭土。在本文的一些实施例中，包衣的高岭土可以具有大于30，大于40，大于50或大于60的形状因子。例如，包衣的高岭土可以是板状的。上文和本文其他地方描述的任何组合物可以是配制成以预定速率释放氮的控制释放组合物。

本公开还包括一种控制释放组合物，其包含含有高岭石且具有小于30的形状因子的粘土粒子，插层到粘土粒子中的尿素，和包含聚合物和形状因子大于30的粘土矿物质的包衣，其中相对于组合物的总重量，组合物包含约20重量%至约65重量%的插层尿素。在一些实施例中，相对于组合物的总重量，组合物包含约40重量%至约65重量%的插层尿素，和/或组合物具有约80%至100%的插层比。

本公开还包括制备上文和本文其他地方描述的组合物的方法。例如，本文公开了一种制备包含插层有尿素的粘土粒子的组合物的方法，所述方法包括将粘土粒子与尿素组合以形成混合物，其中粘土粒子包含高岭石并且是书页的形式，并且其中相对于混合物的总重量，混合物包含约30重量%至约85重量%的尿素；以及研磨混合物以使尿素插层到粘土粒子中。在至少一个实施例中，由此产生的组合物可以具有约80%至100%的插层比。