[發(fā)明專利]含有微量元素鋅的有機(jī)高分子緩控釋氮磷肥及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410825979.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN104557289A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙貴哲;程冬冬;白甜;向陽;劉亞青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): C05G3/00
• 分類號(hào): C05G3/00;C08G12/40
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及緩控釋化肥，具體為一種含有微量元素鋅的有機(jī)高分子緩控釋氮磷肥及其制備方法。

背景技術(shù)

微量元素營養(yǎng)缺乏，尤其是鋅缺乏，在全球范圍內(nèi)越來越受到人們的關(guān)注。據(jù)WTO調(diào)查顯示，全球近三分之一的人口面臨著缺鋅引起的健康問題，缺鋅已成為影響人類健康的主要因素之一。在我國，約50%的兒童表現(xiàn)出輕微的缺鋅癥狀，而在以谷物為主的北方，尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)，該情況更為嚴(yán)重。研究表明，導(dǎo)致人體出現(xiàn)缺鋅的主要原因包括谷類作物籽粒本身鋅含量不高和籽粒中含有多種限制人體鋅吸收的抗?fàn)I養(yǎng)因子兩個(gè)方面。施用鋅肥或含鋅的氮磷鉀肥能夠有效提高作物籽粒的鋅含量，對(duì)于緩解人體出現(xiàn)缺鋅的危害具有重要意義。

目前的鋅肥主要以無機(jī)態(tài)的形式被使用，但是由于土壤中富含活性碳酸鈣，鋅元素大多以氫氧化鋅和碳酸鋅的形式存在，作物對(duì)鋅元素吸收困難，從而誘發(fā)鋅的缺乏，并造成鋅資源浪費(fèi)與施肥成本過高。為了解決上述問題，人們開始施用螯合鋅肥。螯合鋅肥中的鋅易被作物吸收，較好地解決了無機(jī)鋅肥使用過程中存在的問題，但是螯合鋅肥成本太高。

針對(duì)上述問題，本發(fā)明將鋅引入到有機(jī)高分子緩控釋化肥中，制得了一種含有微量元素鋅的有機(jī)高分子緩控釋氮磷肥。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種將氮、磷、鋅營養(yǎng)元素位于同一高分子鏈上的有機(jī)高分子。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種含有微量元素鋅的有機(jī)高分子，具有如下通式所示結(jié)構(gòu)：

，

式中，m=1～4，n=50～100。

上述含有微量元素鋅的有機(jī)高分子的制備方法，包括如下步驟：

（1）、在第一反應(yīng)器中加入磷酸和鋅粉，攪拌溶解，制得A組分；

（2）、在第二反應(yīng)器中加入尿素和甲醛，在pH值為8～10、溫度為30～35℃的條件下反應(yīng)40～200min，然后將溫度升高至50～60℃，繼續(xù)反應(yīng)30～90min，加入A組分，將溫度升高至70～100℃，繼續(xù)反應(yīng)30～40min，即得所述含有微量元素鋅的有機(jī)高分子。

反應(yīng)機(jī)理如下：

。

在有機(jī)高分子的制備過程中，控制加入反應(yīng)底物硫脲和甲醛的量，可以改變高分子中m和n的數(shù)值，改變高分子的分子量，進(jìn)而改變其中氮、磷、鋅元素的百分含量。

本發(fā)明的另一目的是提供一種含有微量元素鋅的有機(jī)高分子緩控釋氮磷肥及其制備方法。

一種含微量元素鋅的有機(jī)高分子緩控釋氮磷肥，其包括的主要成分為上述的有機(jī)高分子。

該含有微量元素鋅的有機(jī)高分子緩控釋氮磷肥的制備方法，包括如下步驟：

（1）、在第一反應(yīng)器中加入摩爾比為2:1的磷酸和鋅粉，攪拌溶解，制得A組分；

（2）在第二反應(yīng)器中加入摩爾比為1.25～2:1的尿素和甲醛，在pH值為8～10、溫度為30～35℃的條件下反應(yīng)40～200min，然后將溫度升高至50～60℃，繼續(xù)反應(yīng)30～90min，加入A組分，將溫度升高至70～100℃，繼續(xù)反應(yīng)30～40min，反應(yīng)溶液變?yōu)檎吵響B(tài)，造粒，烘干，即得所述含有微量元素鋅的有機(jī)高分子緩控釋氮磷肥。

通過確定磷酸和鋅粉的摩爾比，調(diào)整尿素和甲醛的摩爾比，那么通過上述方法制備的緩控釋氮磷肥，控制其所包括的有機(jī)高分子中氮、磷、鋅元素的含量以質(zhì)量百分含量計(jì)為：氮21.71wt%～29.54wt%，以P₂O₅計(jì)的磷14.98wt%～27.52wt%，鋅13.71wt%～25.19wt%。其中，有機(jī)高分子的平均分子量為23700～25800。

進(jìn)一步的，上述緩控釋氮磷肥所包括的有機(jī)高分子中所含有的氮、磷、鐵、錳、銅元素的含量以質(zhì)量百分比計(jì)為：

當(dāng)m=1，n=100時(shí)，氮含量為21.71wt%，以P₂O₅%計(jì)的磷含量為27.52wt%，鋅含量為25.19wt%，平均分子量為25800；例如，每個(gè)重復(fù)單元的原子量為258，那么鋅含量為65/258=25.19%，氮含量為14*4/258=21.71%，以P₂O₅%計(jì)的磷含量為71/258=27.52%。