一种含钾磷元素的农业用纤维材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含钾磷元素的农业用纤维材料，其成分具体包括SiO2、MgO、CaO、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O以及P2O5；本申请还提供了含钾磷元素的农业用纤维材料的制备方法，其通过人工干预的方式，将天然矿石通过熔融、成纤以及热处理的工艺，制备得到了农业用纤维材料。本申请提供的农业用纤维材料通过主要元素和微量元素的调整，使得农业用纤维材料能够促进植物根系的生长；另一方面，制备过程中不会使用有机粘合剂/结合剂等物质，不会因有机粘合剂/结合剂的存在而进一步被植物吸收，进而不会给人体造成损害。体造成损害。

【技术实现步骤摘要】
一种含钾磷元素的农业用纤维材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纤维材料
，尤其涉及一种含钾磷元素的农业用纤维材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，农业的无机纤维仅作为基材，而没有考虑纤维本身对土壤的有害影响及植物吸收生长的促进作用。同时，无机纤维的生产，只考虑到了其在工业领域的耐温性和实用性，而没有考虑成本及环保可溶性，但是其熔融温度高，使得成本增加。
[0003]进一步的，现有技术中以无机纤维材料作为培养基的产品中，均需要加入有机粘合剂/结合剂等物质，但是这些有机粘合剂/结合剂含有对土壤有害的苯酚、甲醛等有毒物质，给土壤造成持久性的损害，并且这些有机粘合剂/结合剂会进一步被植物吸收，进而可能会被人体吸收，对人体造成永久性损害。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题在于提供一种含钾磷元素的农业用纤维材料，该纤维材料有利于植物根系的生长，且不会对人体造成伤害。
[0005]有鉴于此，本申请提供了一种含钾磷元素的农业用纤维材料，包括：
[0006][0007]优选的，所述农业用纤维材料中O/Si的摩尔比为(2.2～3.0)：1。
[0008]优选的，(SiO2+P2O5)的总质量/(CaO+MgO+Na2O+K2O)的总质量＝(1.8～3.0)：1。
[0009]优选的，所述SiO2的含量为58～72wt％，所述MgO的含量为2～5wt％，所述CaO的含量为22～29wt％，所述K2O的含量为0.8～2wt％，所述P2O5的含量为0.06～2wt％；所述(SiO2+P2O5)的总质量/(CaO+MgO+Na2O+K2O)的总质量＝(1.8～2.8)：1，所述农业用纤维材料中O/Si的摩尔比为(2.4～3.0)：1。
[0010]优选的，所述农业用纤维材料的平均直径在2.6～4.8μm，直径1～2μm的纤维占比8～28wt％，2～3μm的纤维占比65～85wt％，3～4μm的纤维占比8～18wt％，4～5μm的纤维占比1～3wt％。
[0011]优选的，所述农业用纤维材料的容重在40～140kg/m3。
[0012]优选的，所述农业用纤维材料的孔隙度为50～90％。
[0013]优选的，所述农业用纤维材料的保水率为100～1000％，导热系数为0.03～0.06W/m.K，pH值为7.4～8.3，比表面积为420～720m2/kg。
[0014]本申请还提供了所述的农业用纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]按照配比将含硅原料、含镁原料、含钙原料、含铝原料、含铁原料、含钾原料、含钠原料和含磷原料混合，熔融，得到熔体；
[0016]将所述熔体成纤后热处理，得到农业用纤维材料。
[0017]优选的，所述熔融的温度为1400～2200℃，所述成纤的方式为甩丝成纤，所述成纤的温度为1500～1600℃，甩丝线速度为150～200m/s。
[0018]本申请提供了一种含钾磷元素的农业用纤维材料，其成分具体包括SiO2、MgO、CaO、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O以及P2O5；本申请提供的农业用纤维材料释放出植物生长所需要的有效硅、钙、镁等元素，使用过程中使其纤维结构逐渐发生改变，进而使土壤变得疏松透气，有利于植物根系的生长。同时，因其具有的生物溶解性，还可以提供不同植物生长所需要的硅、钙、镁、铁、钾、锰等元素；进一步的，农业用纤维材料的导热系数为0.03～0.06W/m.K(平均25℃)，保暖性好，根系保暖，有利于植物吸收微量元素，促进根系的生长；pH值7.4～8.3，有利于植物吸收有效元素；比表面积为400～700m2/kg，保证了良好的保水保肥能力；同时，所述农业纤维的比表面积大，纤维的溶解度高。
附图说明
[0019]图1为本专利技术含钾磷元素的农业用纤维材料的SEM照片；
[0020]图2为本专利技术含钾磷元素的农业用纤维材料粉化后的SEM照片；
[0021]图3为本专利技术含钾磷元素的农业用纤维材料表面的SEM照片；
[0022]图4为本专利技术含钾磷元素的农业用纤维材料溶解后的纤维表面的SEM。
具体实施方式
[0023]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0024]鉴于现有技术中农业用纤维材料有机粘合剂/结合剂被植物吸收，而对人体造成伤害的问题，本申请提供了一种含钾磷元素的农业用纤维材料，该种农业用纤维材料根据农作物所需主要元素或者微量元素进行调节，在不加入有机粘合剂/结合剂的情况下，仍然使得农业用纤维材料有利于植物根部吸收能力的提高，且还具有保水保肥透气的优点。具体的，本专利技术实施例公开了一种含钾磷元素的农业用纤维材料，包括：
[0025][0026]在本申请提供的含钾磷元素的农业用纤维材料中，P2O5、K2O的引入一方面可以降低原料在熔融过程中熔体的熔融温度1800～2000℃，使其在低于温度条件下即可熔融1400～1800℃；并且适当含量的P2O5、K2O氧化物的引入，可以不影响成纤质量的情况下，增加熔体在成纤过程中的纤维缺陷，同时促进纤维在土壤中的有效溶解，提高土壤中的有效Si、有效Ca、有效Mg、有效Fe和有效K的含量，提高植物或作物的根部吸收能力，从而提高作物的产量及品质。具体的，P2O5的含量为0.02～3wt％，更具体地，P2O5的含量为0.06～2wt％，更具体地，P2O5的含量为0.5～1.5wt％。K2O的含量为0.06～3wt％，更具体地，K2O的含量为0.3～2.5wt％，更具体地，K2O的含量为0.8～2.0wt％。
[0027]SiO2的含量为55～75wt％，更具体地，SiO2的含量为58～72wt％，更具体地，SiO2的含量为60～70wt％。
[0028]所述MgO的含量为0～6wt％；更具体地，MgO的含量为2～5wt％；更具体地，MgO的含量为2.5～4.5wt％。
[0029]Al2O3的含量＜1wt％，更具体地，Al2O3的含量为0.3～0.6wt％。
[0030]CaO的含量为20～32wt％，更具体地，CaO的含量为22～29wt％，更具体地，CaO的含量为24～28wt％。
[0031]在本申请提供的农业用纤维材料中，O/Si摩尔比为(2.2～3.6)：1，其可以有效控制纤维在成纤过程中成纤质量，提高纤维在成纤过程中的直径稳定性；其中，O/Si摩尔比过高，无法成纤，O/Si摩尔比过低，成纤的纤维直径(＞4μm)较大，无法满足农业的实际应用需求；更具体地，O/Si摩尔比为(2.4～3.2)：1。
[0032]本申请中，(SiO2+P2O5)/(CaO+MgO+Na2O+K2O)重量比控制在1.8～3.0：1范围，可以控制酸性氧化物与碱性氧化物用量，使得成纤后的纤维的pH值在7.0～8.0之间，满足成纤后的纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含钾磷元素的农业用纤维材料，包括：2.根据权利要求1所述的农业用纤维材料，其特征在于，所述农业用纤维材料中O/Si的摩尔比为(2.2～3.0)：1。3.根据权利要求1所述的农业用纤维材料，其特征在于，(SiO2+P2O5)的总质量/(CaO+MgO+Na2O+K2O)的总质量＝(1.8～3.0)：1。4.根据权利要求1所述的农业用纤维材料，其特征在于，所述SiO2的含量为58～72wt％，所述MgO的含量为2～5wt％，所述CaO的含量为22～29wt％，所述K2O的含量为0.8～2wt％，所述P2O5的含量为0.06～2wt％；所述(SiO2+P2O5)的总质量/(CaO+MgO+Na2O+K2O)的总质量＝(1.8～2.8)：1，所述农业用纤维材料中O/Si的摩尔比为(2.4～3.0)：1。5.根据权利要求1所述的农业用纤维材料，其特征在于，所述农业用纤维材料的平均直径在2.6～4.8μm，直径1～2μm的纤维占比8～28wt％，2～3μm的纤维占比65～85wt％...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成田，
申请(专利权)人：淄博华源科技创新发展有限公司，
类型：发明
国别省市：