一种含有增效剂的复合肥料及其制备方法

本发明涉及氮肥增效，具体涉及一种含有增效剂的复合肥料及其制备方法。

背景技术：

1、氮肥是作物生长不可缺少的组成元素，是构成蛋白质、叶绿素和酶的主要成分。化学氮肥以酰胺态氮肥（尿素）为主，若作物在生长过程中缺少氮时，需要通过施加氮肥进行补给，但是农户在使用氮肥过程中存在如下技术问题：（1）n的利用率低；（2）肥效短，很难满足作物在整个生育期的需肥特性，必须多次追肥；（3）对土壤、环境造成破坏。

2、为了解决上述问题，需要在氮肥中添加增效剂，氮肥增效剂按照作用方式主要分为硝化抑制剂、脲酶抑制剂和反硝化抑制剂，其中脲酶抑制剂是抑制土壤中脲酶活性的一类物质的总称，当尿素施入土壤中后，在土壤中脲酶作用下转化为铵态氮，尿素的肥效很大程度上取决于土壤中脲酶活性的强弱。而脲酶抑制剂则通过对脲酶在催化过程中起主导作用的巯基产生作用，从而延缓尿素的水解，并阻止或降低了酰胺态氮向铵态氮的转化，减少氮的挥发损失。

3、脲酶抑制剂nbpt（正丁基硫代磷酰三胺）在农业中已有广泛应用，可以减少尿素中氮的流失，增加肥料中氮的利用率。由于nbpt是粉末状固体，对热和水敏感，以固体的形式使用，很难均匀分布在尿素表面和土壤中，为了使抑制剂均匀分布，会将固态的nbpt脲酶抑制剂配制成液体制剂，再加入肥料中使其能均匀分散。但是现有的nbpt脲酶抑制剂的液体制剂面临如下技术问题：（1）添加到复合肥料中后，在ph、磷酸根离子、硫酸根离子和氯离子等作用下易降解，造成在肥料中的活性保持时间较短，其作用效果不是很理想；（2）作用效果很容易受外界的环境因素影响，如温度、水分和微生物作用下等造成降解，导致其作用效果不稳定；（3）脲酶抑制剂中溶剂残余，包裹肥料后会降低肥料颗粒强度，增强吸湿性，导致肥料粉化、结块而过早失效。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本发明目的在于提供一种含有增效剂的复合肥料的制备方法。所述增效剂为脲酶抑制剂nbpt，通过选择nbpt并制成混合液，形成包覆材料预聚体；添加到肥料中，采用溶剂挥发法在复合肥料表面形成互穿网络微囊隔阻体系，有效将nbpt包覆成微囊并与肥料表面进行空间隔离，使nbpt具有一定的缓释作用，解决了nbpt易受到复合肥ph、磷酸根离子、硫酸根离子和氯离子等影响造成的有效期较短、稳定性差的问题；囊壁材料包裹到复合肥表面同时解决了复合肥料易吸湿、结块和粉化的问题。

2、本发明另一目的在于提供上述含有增效剂的复合肥料。

3、本发明目的通过如下技术方案实现：

4、一种含有增效剂的复合肥料的制备方法，其特征在于：在含有尿素的复合肥料表面喷洒脲酶抑制剂混合液，经混合液中复合有机溶剂挥发后，在复合肥料表面形成微囊包覆，所述脲酶抑制剂混合液是将20~30℃的复合有机溶剂中依次加入助溶剂和脲酶抑制剂原药后搅拌呈现透明状，然后加入壁材继续搅拌至透明状，再加入分散剂和增稠剂搅拌至半透明制得，所述复合有机溶剂包括有机溶剂1和有机溶剂2，其中有机溶剂1为甲醇，乙醇，丙醇，异丙醇，氯仿，乙酸乙酯，丙酮，二丁基酮，环己烷中至少一种，所述有机溶剂2为二甲苯、甲苯、二氯甲烷、乙腈、乙醚中至少一种。

5、进一步，所述复合有机溶剂中，有机溶剂1和有机溶剂2按照体积比为1:2~9:1组成。

6、进一步，所述形成微囊包覆是将复合肥在密闭空间快速搅拌的前提下，采用喷雾法加入脲酶抑制剂混合液，并打开排风系统，挥发复合有机溶剂并回收，其中壁材和抑制剂原药在肥料表面交联凝固成囊，并形成互穿网络微囊隔阻体系包覆在肥料表面制得。

7、通过溶剂挥发过程中在复合肥表面一步法互穿网络微囊隔阻体系包覆在复合肥料表面，实现了抑制剂在复合肥表面的安全添加，与传统制剂相比添加更均匀，损失率更低，溶剂可回收降低成本。该方法增强包覆材料的强度、韧性，提高其抗压、防结块和安全性，脲酶抑制剂包覆率高，损失少。

8、进一步，所述复合肥和脲酶抑制剂混合液的质量比为600:1~2，其中脲酶抑制剂原药在脲酶抑制剂混合液中的质量占比为10~25%。

9、本发明中通过选择特定的有机溶剂1和有机溶剂2在一定的比例范围内复合搭配，制成混合液时，在助溶剂辅助下，通过剪切分散，提高了原药nbpt及壁材等辅料的溶解速度，可以同步溶解原药nbpt和壁材等辅料，使其在包覆肥料时，具有优异的均匀性，且通过合适的复配壁材，提高了nbpt包覆在肥料表面后的稳定性，有效抑制了nbpt的降解；其次，尿酶抑制剂混合液喷洒于复合肥表面，由于复合有机溶剂具有适宜的挥发速率，通过溶剂挥发速率调控，在复合肥表面形成了完整的互穿网络微囊隔阻体系，同时也是一层不吸水的膜层，对复合肥形成了一层物理空间隔离，减小了肥料的吸湿性，从而降低了复合肥料粉化和结块，无需额外添加抗吸水、防结块等助剂。两大作用的发挥，协同提高了氮素利用率，且延长了肥料的时效，使其能进一步提高对作物生长周期内的氮素需求特性的满足，无需多次追肥。

10、进一步，按照质量百分比计，所述脲酶抑制剂混合液中，脲酶抑制剂原药为10~25%、复合有机溶剂为60~70%，壁材为10~15%，分散剂为2~4%，助溶剂为1~3%，增稠剂为1~3%。

11、进一步，所述脲酶抑制剂原药为nbpt。

12、进一步，所述助溶剂包括但不限于乙二醇、丙三醇、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜，聚乙二醇，聚乙二醇酯，甘油酯中的一种或多种。

13、进一步，所述分散剂包括但不限于gy-d900，yus-wg5，t36，tersperse 2700，木质素磺酸钙，壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，失水山梨醇单油酸酯，失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯，脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。

14、进一步，所述增稠剂包括但不限于硅酸镁铝，膨润土，二氧化硅，黄原胶，海藻酸，羧甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙二醇中的一种或多种。

15、进一步，所述壁材包括壁材1和壁材2，所述壁材1包括但不限于氨基酸，壳聚糖，纤维素，淀粉，腐殖酸，海藻酸，羧甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素中的一种或多种，所述壁材2包括但不限于聚苯丙乳液，聚醋酸乙烯酯，聚乙二醇，聚乙烯吡咯烷酮，固体石蜡，脂肪酸中的一种或多种。

16、进一步，所述壁材1和壁材2的质量比为1~3: 6~12。

17、与单一尿素中添加nbpt不同，将nbpt添加到含有尿素的复合肥中时，由于复合肥中其他组分的影响，会导致nbpt较快降解，时效变短。

18、通过壁材1和壁材2的合理选择和配比，在复合有机溶剂中得到有效溶解，在溶解过程中壁材形成了透明的预聚体状态，在有机溶剂挥发过程中可以通过一步法形成自成囊互穿网络结构，将nbpt原药完整包覆并实现与复合肥表面的空间隔阻，减少了复合肥料组分、土壤环境等对nbpt的影响，降低了其降解速率，从而提高了nbpt在复合肥和土壤环境中的稳定性，达到延长肥效的最终目的。

19、最具体地，一种含有增效剂的复合肥料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

20、步骤1.制备脲酶抑制剂混合液

21、（1）准备原料：

22、脲酶抑制剂原药为nbpt，肥料母粒为以尿素为氮源的复合肥；

23、复合有机溶剂包括有机溶剂1和有机溶剂2，按照质量比为1:2~9:1混合而成，其中有机溶剂1为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、氯仿、乙酸乙酯、丙酮、二丁基酮、环己烷中至少一种；所述有机溶剂2为二甲苯、甲苯、二氯甲烷、乙腈、乙醚中至少一种；

24、助溶剂包括但不限于乙二醇、丙三醇、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜，聚乙二醇，聚乙二醇酯，甘油酯中的一种或多种；

25、分散剂包括但不限于gy-d900，yus-wg5，t36，tersperse 2700，木质素磺酸钙，壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵；失水山梨醇单油酸酯，失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯，脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；

26、增稠剂包括但不限于硅酸镁铝，膨润土，二氧化硅，黄原胶，海藻酸，羧甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙二醇中的一种或多种；

27、壁材包括但不限于氨基酸、壳聚糖、纤维素、淀粉、腐殖酸、聚苯丙乳液、聚醋酸乙烯酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、固体石蜡、脂肪酸中的一种或多种；

28、复合肥中氮源以酰胺态氮为主，复合肥制造工艺包括但不限于高塔复合肥、料浆复合肥和挤压造粒复合肥中的一种或多种；复合肥中氮、五氧化二磷和氧化钾含量包括但不限于26-10-12、25-10-10、18-18-18、24-10-10、15-15-15中的一种或多种；复合肥表面光滑并未添加防结块剂；

29、（2）将复合有机溶剂温度控制在20~30℃下，依次加入助溶剂和脲酶抑制剂原药后搅拌呈现透明状，然后加入壁材继续搅拌至透明状，再加入分散剂和增稠剂搅拌至半透明状，按照质量百分比计，所述脲酶抑制剂原药为10~25%、复合有机溶剂为60~70%，壁材为10~15%，分散剂为2~4%，助溶剂为1~3%，增稠剂为1~3%；

30、步骤2.制备增效复合肥料

31、将步骤1制备的脲酶抑制剂混合液保持温度为20~30℃，在双螺杆密闭反应釜中将复合肥预热至25~30℃，通过喷雾喷洒于预热复合肥中，不断搅拌，并打开排风系统，挥发复合有机溶剂，通过检测反应釜中有机溶剂的浓度低于规定浓度后，停止搅拌，并关闭排风系统；将肥料通过传送装置进入料仓储存，进行包装，所述喷雾的雾滴半径大于15μm；所述脲酶抑制剂混合液和复合肥的质量比为1-2:600。

32、一种含有增效剂的复合肥料，其特征在于：是将脲酶抑制剂原药制成脲酶抑制剂混合液后添加至含有尿素的复合肥料中，挥发混合液中的有机溶剂后得到，所述脲酶抑制剂混合液是将复合有机溶剂温度控制在20~30℃下，依次加入助溶剂和脲酶抑制剂原药后搅拌呈现透明状，然后加入壁材继续搅拌至透明状形成预聚体，再加入分散剂和增稠剂搅拌至半透明制得。

33、进一步，所述复合肥料和脲酶抑制剂混合液的质量比为600:1~2，其中脲酶抑制剂原药在混合液中的质量占比为10~25%。

34、进一步，所述复合有机溶剂包括有机溶剂1和有机溶剂2，其中有机溶剂1为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、氯仿、乙酸乙酯、丙酮、二丁基酮、环己烷中至少一种；所述有机溶剂2为二甲苯、甲苯、二氯甲烷、乙腈、乙醚中至少一种。

35、进一步，所述复合有机溶剂中，有机溶剂1和有机溶剂2按照体积比为1:2~9:1组成。

36、进一步，按照质量百分比计，所述脲酶抑制剂混合液中，脲酶抑制剂原药为10~25%、复合有机溶剂为60~70%，壁材为10~15%，分散剂为2~4%，助溶剂为1~3%，增稠剂为1~3%。

37、进一步，所述脲酶抑制剂原药为nbpt。

38、进一步，所述助溶剂包括但不限于乙二醇、丙三醇、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜，聚乙二醇，聚乙二醇酯，甘油酯中的一种或多种。

39、进一步，所述分散剂包括但不限于gy-d900，yus-wg5，t36，tersperse 2700，木质素磺酸钙，壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，失水山梨醇单油酸酯，失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯，脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。

40、进一步，所述增稠剂包括但不限于硅酸镁铝，膨润土，二氧化硅，黄原胶，海藻酸，羧甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙二醇中的一种或多种。

41、进一步，所述壁材包括壁材1和壁材2，所述壁材1包括但不限于氨基酸，壳聚糖，纤维素，淀粉，腐殖酸，海藻酸，羧甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素中的一种或多种，所述壁材2包括但不限于聚苯丙乳液，聚醋酸乙烯酯，聚乙二醇，聚乙烯吡咯烷酮，固体石蜡，脂肪酸中的一种或多种。

42、进一步，所述壁材1和壁材2的质量比为1~3: 6~12。

43、进一步，所述复合肥中氮源以酰胺态氮为主。

44、进一步，所述复合肥制造工艺包括但不限于高塔复合肥、料浆复合肥和挤压造粒复合肥中的一种或多种。

45、进一步优选地，所述复合肥中氮、五氧化二磷和氧化钾含量包括但不限于26-10-12、25-10-10、18-18-18、24-10-10、15-15-15中的一种或多种，所述复合肥表面光滑并未添加防结块剂。

46、本发明具有如下技术效果：

47、本发明实现了在含有尿素的复合肥料中添加脲酶抑制剂nbpt，采用溶剂挥发法将包覆材料预聚体在复合肥料表面形成互穿网络微囊隔阻体系，有效将nbpt包覆成囊并与肥料表面进行空间隔离，使nbpt具有一定的缓释作用，（1）解决了nbpt易受到复合肥ph、磷酸根离子、硫酸根离子和氯离子等影响造成的有效期较短、稳定性差的问题；（2）复合囊壁材料包裹到复合肥表面同时解决了复合肥料易吸湿、结块和粉化的问题；（3）解决了氮肥利用率低的问题，提高肥料的肥效，减少温室气体排放，实现了对作物的增产。