一種控釋鋅肥及其製備方法:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要

《一種控釋鋅肥及其製備方法》是菏澤金正大生態工程有限公司於2012年8月16日申請的專利，該專利的公布號為CN102775234A，申請公布日為2012年11月14日，發明人是高義武、高志光、吳曉清。該發明屬於控釋肥料生產和套用技術領域。

《一種控釋鋅肥及其製備方法》所述控釋鋅肥是利用七水硫酸鋅、風化煤、尿素、膨潤土進行復配、造粒，形成核芯鋅肥，再用熔融的硫磺對核芯鋅肥包膜，最後用改性環氧樹脂材料對包硫鋅肥再包膜，製成三種不同外包膜厚度的雙層包膜鋅肥，並且將不同外包膜厚度的鋅肥進行二次復配，使所生產的控釋鋅肥在土壤中的養分釋放期長，釋放速度均勻，一次施用能夠滿足作物一年需要。

2017年12月11日，《一種控釋鋅肥及其製備方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

基本介紹

中文名：一種控釋鋅肥及其製備方法
申請人：菏澤金正大生態工程有限公司
申請日：2012年8月16日
申請號：2012102926941
公布號：CN102775234A
公布日：2012年11月14日
發明人：高義武、高志光、吳曉清
地址：山東省菏澤市長江東路5188號
分類號：C05G3/00(2006.01)I、C05G3/08(2006.01)I
代理機構：濟南金迪智慧財產權代理有限公司
代理人：趙龍群
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

鋅不僅是植物生長發育所必需的營養元素，也是人體必需的營養元素。增加作物含鋅量是改善人類鋅營養的一條重要途徑。然而，土壤中的鋅對作物的有效性受到多種因素的影響，致使鋅素營養不足，出現大面積缺鋅現象。據調查，中國全國範圍土壤均表現缺鋅，北方尤為嚴重，東北、華北和西北地區土壤有效鋅含量低於臨界值（2微克鋅/公斤土）的百分數為71.1%。因此施用鋅肥是提高土壤供鋅能力、提高植物含鋅量、改善人類鋅素營養的有效措施之一。

2012年前生產實踐中施用的鋅肥主要是硫酸鋅，這種鋅肥溶解性好，施入土壤後主要以鋅離子狀態存在，土壤酸鹼度、碳酸鈣含量等嚴重影響其對作物的有效性。據研究，每當土壤pH值增加1個單位時，鋅的有效性降低100倍。土壤對鋅離子的吸附作用也是制約鋅肥有效性的重要因素，外源施入的鋅肥通常在很短的時間內幾乎完全被土壤吸附而失去活性，具有吸附作用的物質包括土壤粘粒、碳酸鈣、氧化鐵等。一直以來人們試圖通過創新鋅肥品種來提高鋅肥的有效性和利用效率。

CN200810223530.7公開了一種植物用顆粒鋅肥。該顆粒鋅肥由下述成分組成：20-30質量份的硫酸鋅，25-35質量份的單質硫、20-30質量份的腐植酸、15-25質量份的膨潤土和3-5質量份的液體粘結劑。所述顆粒鋅肥由肥芯和包膜組成，其中，肥芯由硫酸鋅、單質硫、腐植酸和液體粘結劑組成，包膜為單質硫、膨潤土和液體粘結劑組成。該發明的顆粒鋅肥是一種適合中國北方石灰性土壤的新型高效顆粒鋅肥，在肥料培養試驗中，該顆粒鋅肥較施用普通硫酸鋅能明顯降低土壤pH值0.4-0.5個單位，能提高土壤中有效鋅濃度達60％以上。

CN200910087592.4提供一種長效鋅肥及其製備方法，它含有如下重量份的有效成分：可溶性鋅鹽5-20份；有機鋅和/或氧化鋅1-160份。該長效鋅肥通過如下方法製備而成：將可溶性鋅鹽、有機鋅和/或氧化鋅，分別粉碎後過篩，然後按重量配比充分混勻，再與過篩後的凹凸棒粉0-50重量份、分散劑0-5重量份、濕潤劑0-5重量份充分混勻。CN201110195433.3提供了一種兼具有速效和長效的顆粒鋅肥及其製備方法，包括以下組分：60-90質量份的無機鋅；10-40質量份的有機鋅；0-10質量份的填充劑；0-10質量份的粘結劑。上述鋅肥一方面通過有機鋅和無機鋅結合，另一方面利用包膜方式將無機鋅肥包裹，延長了鋅肥的有效期，提高了利用效率。但是它們共同存在的不足是，有機鋅價格昂貴，增加了肥料成本；純無機包膜材料膜殼易破碎，容易失去包膜的緩/控釋作用等。

發明內容

專利目的

針對2012年8月之前技術的不足，該發明提供一種低成本、包膜韌性好的控釋鋅肥及其製備方法和套用。該發明利用七水硫酸鋅、風化煤、尿素、膨潤土進行復配、造粒，形成核芯肥，再用熔融的硫磺對核芯肥包膜，最後用改性環氧樹脂材料對包硫鋅肥再包膜，製成三種不同外包膜厚度的雙層包膜鋅肥，並且將不同包膜厚度鋅肥進行二次復配，使所生產的控釋鋅肥在土壤中的養分釋放期長，釋放速度均勻，一次施用能夠滿足作物一年需要。該發明經過田間試驗，取得了良好的效果。

技術方案

《一種控釋鋅肥及其製備方法》的技術方案如下：一種控釋鋅肥，包括核芯肥及包覆在核芯肥顆粒上的內、外雙層包膜；其中，核芯肥原料質量份組成為：七水硫酸鋅500～700份，風化煤100～200份，尿素120～240份，膨潤土40～80份；核芯肥顆粒粒徑2-3毫米；內層包膜為硫包膜，占核芯肥質量的10-15wt%。

外層包膜為改性環氧樹脂包膜，所述改性環氧樹脂包膜劑是環氧樹脂E-44與聚氨酯PUR以9:1質量比混合製成改性環氧樹脂，再加入占環氧樹脂E-44與聚氨酯PUR總量10wt%的固化劑T-593、15wt%的稀釋劑苄基縮水甘油醚和1wt%的澱粉，混合均勻而得；外層包膜劑用量分別占核芯肥質量的2wt%、3wt%、4wt%，分別對應為I、II、III三種雙層包膜肥，將該I、II、III三種雙層包膜肥按質量比1～2:1～2:1～1.5混合均勻，即得控釋鋅肥。

根據該發明優選的，核芯肥原料質量份組成為：七水硫酸鋅590～610份，風化煤145～155份，尿素190～210份，膨潤土45～55份。該發明所述控釋鋅肥中的原料七水硫酸鋅、風化煤、尿素、膨潤土均為市售產品。優選的，風化煤過100目篩，尿素為粉末狀。

根據該發明，所述控釋鋅肥的製備方法，步驟為：按配比，取七水硫酸鋅、風化煤、尿素、膨潤土，混合均勻，按2012年8月之前的技術，製成粒徑2-3毫米的顆粒狀核芯肥，先將該顆粒狀核芯肥包一層硫磺膜，再包一層改性環氧樹脂膜，即得。

根據該發明優選的，所述控釋鋅肥的製備方法，步驟如下：

（1）按配比，取七水硫酸鋅、風化煤、尿素、膨潤土，混合均勻，按2012年8月之前的技術製成粒徑2-3毫米的顆粒狀肥料，得核芯肥。

（2）取環氧樹脂E-44與聚氨酯PUR以9:1質量比混合製成改性環氧樹脂，再加入占環氧樹脂E-44與聚氨酯PUR總量10wt%的固化劑T-593、15wt%的稀釋劑苄基縮水甘油醚和1wt%的澱粉，混合均勻。得改性環氧樹脂包膜劑。

（3）將步驟（1）製備的核芯肥預熱至70°C～80°C，移至轉鼓中，將熔融態硫噴塗到轉鼓中不斷轉動的肥料顆粒上，形成硫膜，硫膜質量占核心肥料質量的10-15wt%，得包硫鋅肥。

（4）取步驟（2）製備的改性環氧樹脂包膜劑，趁熱加入到步驟（3）製備的不斷轉動的包硫鋅肥上，3-5分鐘後固化成膜，改性環氧樹脂包膜劑占核芯肥質量比是1wt%；再重複上述過程1次，得到改性環氧樹脂外層包膜用量占核芯肥質量2wt%的雙層包膜肥I；

（5）另取步驟（3）的包硫鋅肥，重複上述步驟（4），在得到外層包膜用量占核芯肥質量2wt%的雙層包膜肥上，繼續再包膜1次占核芯肥質量1wt%的改性環氧樹脂包膜劑，得到外層包膜用量占核芯肥質量3wt%的雙層包膜肥II；

（6）第三次再取步驟（3）的包硫鋅肥，重複上述步驟（5），在得到外層包膜用量占核芯肥質量3wt%的雙層包膜肥上，繼續再包膜1次占核芯肥質量1wt%的改性環氧樹脂包膜劑，得到外層包膜用量占核芯肥質量4wt%的雙層包膜肥III。

（7）按質量比1～2:1～2:1～1.5，將步驟（4）製得的雙層包膜肥I、步驟（5）製得的雙層包膜肥II、步驟（6）製得的雙層包膜肥III混合均勻，得該發明控釋鋅肥。

上述步驟（2）中所述的澱粉優選為玉米澱粉、地瓜澱粉、木薯澱粉之一或組合。

該發明控釋鋅肥的套用，採用如下列之一的方法：

ⅰ.作物播種翻地前，將該發明控釋鋅肥均勻撒施於土壤表面，然後翻耕入土。或者，

ⅱ.結合作物播種，將該發明控釋鋅肥同時施用，施肥位置是種子下方或一側，距離地面8-10厘米。或者，

ⅲ.將該發明控釋鋅肥與複合肥等其它肥料混合施用。該發明控釋鋅肥每畝用量2-4公斤，對作物的有效期1年。

改善效果

《一種控釋鋅肥及其製備方法》的優良效果：

1.鋅的有效性好

無機鋅肥施入土壤後主要以鋅離子狀態存在，土壤酸鹼度、碳酸鈣含量等對其有效性有明顯影響，特別是中國北方大部分土壤偏鹼性，鋅肥對作物的有效性較差，利用效率低。該發明控釋鋅肥一方面通過包膜減少了與土壤的直接接觸，減少對鋅的固定作用；另一方面內膜層硫磺在土壤中的氧化結果使得局部土壤降低pH值，提高鋅的有效性。

2.養分釋放均勻

該發明控釋鋅肥採用雙重包膜相互配合，並且利用不同包膜厚度的組分復配，使鋅離子釋放均勻，能夠滿足作物吸收要求。

3.肥效時間長

該發明控釋鋅肥在土壤中的有效時間長，能夠滿足一年中兩季或三季作物需要。

4.施用方便

該發明控釋鋅肥外層膜光滑、韌性好，顆粒大小與現在的複合肥接近，可以與複合肥混合後施用，且施肥均勻。

權利要求

1.一種控釋鋅肥，包括核芯肥及包覆在核芯肥顆粒上的內、外雙層包膜，其特徵在於，所述核芯肥原料質量份組成為：七水硫酸鋅500～700份，風化煤100～200份，尿素120～240份，膨潤土40～80份；核芯肥顆粒粒徑為2-3毫米；內層包膜為硫包膜，占核芯肥質量的10-15wt%；外層包膜為改性環氧樹脂包膜，所述改性環氧樹脂包膜劑是環氧樹脂E-44與聚氨酯PUR以9:1質量比混合製成改性環氧樹脂，再加入占環氧樹脂E-44與聚氨酯PUR總量10wt%的固化劑T-593、15wt%的稀釋劑苄基縮水甘油醚和1wt%的澱粉，混合均勻而得；外層包膜劑用量分別占核芯肥質量的2wt%、3wt%、4wt%，分別對應為I、II、III三種雙層包膜肥，將該I、II、III三種雙層包膜肥按質量比1～2:1～2:1～1.5混合均勻，即得控釋鋅肥。

2.如權利要求1所述的控釋鋅肥，其特徵在於，核芯肥原料質量份組成為：七水硫酸鋅590～610份，風化煤145～155份，尿素190～210份，膨潤土45～55份。

3.權利要求1或2所述的控釋鋅肥的製備方法，步驟如下：

（1）按配比，取七水硫酸鋅、風化煤、尿素、膨潤土，混合均勻，按2012年8月之前的技術製成粒徑2-3毫米的顆粒狀肥料，得核芯肥；

（2）取環氧樹脂E-44與聚氨酯PUR以9:1質量比混合製成改性環氧樹脂，再加入占環氧樹脂E-44與聚氨酯PUR總量10wt%的固化劑T-593、15wt%的稀釋劑苄基縮水甘油醚和1wt%的澱粉，混合均勻，得改性環氧樹脂包膜劑；

（3）將步驟（1）製備的核芯肥預熱至70°C～80°C，移至轉鼓中，將熔融態硫噴塗到轉鼓中不斷轉動的肥料顆粒上，形成硫膜，硫膜質量占核心肥料質量的10-15wt%，得包硫鋅肥；

（6）第三次再取步驟（3）的包硫鋅肥，重複上述步驟（5），在得到外層包膜用量占核芯肥質量3wt%的雙層包膜肥上，繼續再包膜1次占核芯肥質量1wt%的改性環氧樹脂包膜劑，得到外層包膜用量占核芯肥質量4wt%的雙層包膜肥III；

4.如權利要求3所述的控釋鋅肥的製備方法，其特徵在於，步驟（2）中所述的澱粉為玉米澱粉、地瓜澱粉、木薯澱粉之一或組合。

實施方式

實施例中的原料用量份數均為質量份：風化煤，山西省寧武縣露天礦煤廠生產，有機質含量62.3wt%，過100目篩。澱粉，玉米澱粉，山東潤生澱粉有限公司生產。膨潤土，山東振興膨潤土廠生產。環氧樹脂E-44、聚氨酯（PUR）購自江蘇三木化工股份有限公司。

實施例1

一種控釋鋅肥，核芯肥原料組成是：七水硫酸鋅600公斤，風化煤150公斤，尿素200公斤，膨潤土50公斤。內層硫包膜占核芯肥質量的12wt%；外層包膜改性環氧樹脂包膜用量分別占核芯肥質量的2wt%、3wt%、4wt%，該三種雙層包膜肥按質量比1:1:1混合而得。

製備方法，步驟如下：

（1）按配比，取七水硫酸鋅600公斤，風化煤150公斤，尿素200公斤，膨潤土50公斤，混合均勻，滾筒造粒，製備成粒徑2-3毫米的顆粒狀肥料，得核芯肥。

（2）取環氧樹脂E-449公斤、聚氨酯（PUR）1公斤，混合均勻，加入1公斤固化劑T-593、1.5公斤稀釋劑苄基縮水甘油醚和0.1公斤玉米澱粉，混合均勻。得改性環氧樹脂包膜劑。

（3）取步驟（1）製備的核芯肥300公斤，在預熱容器內預熱至70°C，將該肥料轉移至轉鼓中，將熔融態硫通過噴嘴噴塗到轉鼓中不斷轉動的肥料顆粒上，形成硫膜，硫膜質量占核芯肥質量12wt%，得包硫鋅肥，所得包硫鋅肥均分為三份，備用。

（4）取步驟（3）製備的包硫鋅肥一份，將步驟（2）製備的改性環氧樹脂包膜劑1公斤趁熱加入到不斷轉動的包硫鋅肥上，3-5分鐘後固化成膜，再加入改性環氧樹脂包膜劑1公斤，3-5分鐘後固化成膜，得到外層包膜用量占核芯肥質量的2wt%的雙層包膜肥I；

（5）另取一份步驟（3）製備的包硫鋅肥，重複上述步驟（4），在得到外層包膜用量占核芯肥質量的2wt%的雙層包膜肥上，繼續再加入改性環氧樹脂包膜劑1公斤，3-5分鐘後固化成膜，得到外層包膜用量占核芯肥質量的3wt%的雙層包膜肥II；

（6）再取第三份步驟（3）製備的包硫鋅肥，重複上述步驟（5），在得到的外層包膜用量占核芯肥質量的3wt%的雙層包膜肥上，繼續再加入改性環氧樹脂包膜劑1公斤，3-5分鐘後固化成膜，得到外層包膜用量占核芯肥質量的4wt%的雙層包膜肥III；

（7）按質量比1:1:1，將步驟（4）、（5）、（6）製得的雙層包膜肥I、雙層包膜肥II、雙層包膜肥III混合均勻，得控釋鋅肥。

實施例2

一種控釋鋅肥，核芯肥原料組成是：七水硫酸鋅500公斤，風化煤200公斤，尿素240公斤，膨潤土60公斤。

製備方法，如實施例1所述，所不同的是：

（1）取七水硫酸鋅500公斤，風化煤200公斤，尿素240公斤，膨潤土60公斤，混合均勻，滾筒造粒，製備成粒徑2-3毫米的顆粒狀肥料，得核芯肥。

（2）改性環氧樹脂包膜劑同實施例1。

（3）取步驟（1）製備的核芯鋅肥180公斤，在預熱容器內預熱至80°C，將該肥料轉移至轉鼓中，將熔融態硫通過噴嘴噴塗到轉鼓中不斷轉動的肥料顆粒上，形成硫膜，硫膜質量占核芯肥質量15wt%，得包硫鋅肥。

（4）-（6）外層包膜改性環氧樹脂包膜用量分別占核芯肥質量的2wt%、3wt%、4wt%的三種雙層包膜肥I、II、III的製備方法同實施例1。

（7）按質量比1:2:1.5，取外層包膜改性環氧樹脂包膜用量分別占核芯肥質量的2wt%、3wt%、4wt%的三種雙層包膜肥I、II、III，混合均勻，得控釋鋅肥。

實施例3

一種控釋鋅肥原料組成是：七水硫酸鋅700公斤，風化煤100公斤，尿素130公斤，膨潤土70公斤。

製備方法是：

（1）按配比，取七水硫酸鋅700公斤，風化煤100公斤，尿素130公斤，膨潤土70公斤，混合均勻，滾筒造粒，製備成粒徑2-3毫米的顆粒狀肥料，得核心鋅肥。

（2）改性環氧樹脂包膜劑同實施例1。

（3）取步驟（1）製備的核心鋅肥240公斤，在預熱容器內預熱至75°C，將該肥料轉移至轉鼓中，將熔融態硫通過噴嘴噴塗到轉鼓中不斷轉動的肥料顆粒上，形成硫膜，硫膜質量占核芯肥質量10wt%，得包硫鋅肥。

（4）-（6）外層包膜改性環氧樹脂包膜用量分別占核芯肥質量的2wt%、3wt%、4wt%的三種雙層包膜肥I、II、III的製備同實施例1。

（7）按質量比2:1.5:1，取外層包膜改性環氧樹脂包膜用量分別占核芯肥質量的2wt%、3wt%、4wt%的三種雙層包膜肥I、II、III，混合均勻，得該發明控釋鋅肥。

對比例：七水硫酸鋅，市售產品。

以上實施例1～3和對比例的套用效果如下：

試驗地點：山東省臨沂市。

試驗時間：2011年6月至2012年6月。

供試作物:玉米，品種，鄭單958；小麥，品種，濟麥22。

耕種方式：在同一地塊上，玉米、小麥輪作。

設實施例1－3和對比例共4個處理，每個處理小區面積50平方米，重複三次。實施例的控釋鋅肥用量折合成七水硫酸鋅的量，與對比例用量相同，每畝3公斤，其它肥料施用及田間管理按常規技術完全相同。鋅肥一次性全部在玉米播種時施用，收穫玉米後再播種小麥時不再使用鋅肥，小麥利用之前施用鋅肥肥料的後效。施肥方法是，利用施肥機施在玉米播種行垂直下方，肥料距離地表10厘米。其它管理相同。套用效果見表1。

表1.與對比例相比實施例1-3的套用效果

本發明肥料	玉米		小麥
本發明肥料	増加產量％	子粒合鋅量提高％	增加產量％	子粒含鋅量提高％
實施例1	5.2	6.3	3.1	4.9
實施例2	4.7	5.1	2.6	5.2
實施例3	3.5	5.3	2.8	3.1

榮譽表彰