專利名稱：采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包膜方法，特別涉及一種采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法， 屬于緩釋化肥制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
包膜型緩釋化肥是農(nóng)業(yè)化肥的重要發(fā)展方向。制造包膜型緩釋化肥時(shí)，包膜液形 式可以是熔體、有機(jī)溶液、水溶液和水乳液。采用熔體形式包膜液進(jìn)行包膜時(shí)，不使用溶劑， 因此經(jīng)濟(jì)環(huán)保，是最理想的包膜液形式，熱固性聚合物包膜通常采用預(yù)聚體熔體為包膜液。 但是，熱塑性聚合物包膜只能采用有機(jī)溶液、水溶液和水乳液作為包膜液。采用有機(jī)溶液形 式的包膜液進(jìn)行包膜由于要采用有機(jī)溶劑，既不經(jīng)濟(jì)還會(huì)存在環(huán)境污染問題。采用水乳液 形式或水溶液形式(統(tǒng)稱為水介質(zhì)型)的包膜液進(jìn)行包膜是相對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的方式。但是，采用水介質(zhì)型(即水溶液形式和水乳液形式)包膜液對(duì)化肥直接進(jìn)行包膜 時(shí)，常常會(huì)有部分化肥溶入水介質(zhì)型包膜液中，因此使形成的包膜膜層中含有化肥，降低膜 層對(duì)化肥的阻透性，特別是干燥成膜時(shí)其中的化肥可能會(huì)在包膜中呈針狀等形狀析出，可 能成為化肥通過膜層的快速溶出通道，因此導(dǎo)致采用水介質(zhì)型包膜液對(duì)化肥進(jìn)行包膜制備 的包膜型緩釋化肥的釋放期往往較短，這是目前采用水介質(zhì)型包膜液包膜制備包膜型緩釋 化肥沒有很好解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供水介質(zhì)型膠粘劑包膜制備包膜型緩釋化肥時(shí)提高包膜阻肥 性的一種經(jīng)濟(jì)有效方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法是 依次進(jìn)行以下步驟第一步，采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜液對(duì)化肥進(jìn)行包覆以在化肥表面形成包膜；第二步，采用可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物同包膜接觸反應(yīng)， 使包膜表面和/或包膜中的化肥反應(yīng)變成非水溶性物；第三步，干燥得到包膜型緩釋化肥。本發(fā)明采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的該方法中，第一步和第二步可以依次重復(fù) 進(jìn)行一次或一次以上。本發(fā)明采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的該方法中，當(dāng)被包膜的化肥是尿素或者是 包含尿素的復(fù)合肥時(shí)，第二步中采用的可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物可 以是醛、脲醛樹脂預(yù)聚物和三聚氰胺樹脂預(yù)聚物等中的一種或一種以上。醛可以是甲醛、乙 醛和丁醛等中的一種或一種以上。使醛與包膜接觸反應(yīng)的方式可以是采用醛的水溶液進(jìn)行 涂覆以與包膜進(jìn)行液相接觸反應(yīng)或者將醛氣化與包膜進(jìn)行氣相接觸反應(yīng)。另一種采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法是依次進(jìn)行以下步驟第一步，將可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物同水介質(zhì)型膠粘劑包膜液混合配成復(fù)合包膜液，采用配成的復(fù)合包膜液對(duì)化肥進(jìn)行包覆以在化肥表面形成包 膜；或者，將可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物和水介質(zhì)型膠粘劑包膜液同 時(shí)對(duì)化肥進(jìn)行包覆以在化肥表面形成包膜；第二步，使包膜中的化肥同可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物發(fā)生 反應(yīng)變成非水溶性物；第三步，干燥得到包膜型緩釋化肥。本發(fā)明采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的該方法中，當(dāng)被包膜的化肥是尿素或者是 包含尿素的復(fù)合肥時(shí)，采用的可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物可以是醛、 脲醛樹脂預(yù)聚物和三聚氰胺樹脂預(yù)聚物等中的一種或一種以上。醛可以是甲醛、乙醛和丁 醛等中的一種或一種以上。本發(fā)明采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法中，水介質(zhì)型膠粘劑是指水乳液膠粘 劑和/或水溶液膠粘劑，可以是聚合物水乳液膠粘劑和/或聚合物水溶液膠粘劑。聚合物 水乳液膠粘劑可以是聚丙烯酸酯及其共聚物乳液、聚醋酸乙烯酯及其共聚物乳液、聚烯烴 及其共聚物乳液、聚苯乙烯及其共聚物乳液、聚氯乙烯及其共聚物乳液、聚偏二氯乙烯及其 共聚物乳液、環(huán)氧樹脂乳液、聚氨酯乳液和天然橡膠乳液等中的一種或一種以上。水溶液型 聚合物膠粘劑可以是聚乙烯醇及其共聚物水溶液和聚乙烯醇及其共聚物的縮醛樹脂水溶 液等中的一種或一種以上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 生成非水溶性物的化合物混入水介質(zhì)型膠粘劑包膜液中或?qū)⑺橘|(zhì)型膠粘劑包膜液在化 肥表面形成包膜后、再采用可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物同包膜接觸反 應(yīng)，這樣可以使水介質(zhì)型膠粘劑包膜液包膜過程中溶入包膜的化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變成非水 溶性物，避免或減少因包膜中的化肥對(duì)包膜阻肥性的危害，因此使制備的包膜型緩釋化肥 的釋放期可以較長。本發(fā)明方法簡單易行，工藝成本低。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法是依次進(jìn)行以下步驟第一步，采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜液對(duì)化肥進(jìn)行包覆以在化肥表面形成包膜；第二步，采用可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物同包膜接觸反應(yīng)， 使包膜表面和/或包膜中的化肥反應(yīng)變成非水溶性物；第三步，干燥得到包膜型緩釋化肥。本發(fā)明采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的該方法中，第一步和第二步可以依次重復(fù) 進(jìn)行一次或一次以上。另一種采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法是依次進(jìn)行以下步驟第一步，將可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物同水介質(zhì)型膠粘劑包 膜液混合配成復(fù)合包膜液，采用配成的復(fù)合包膜液對(duì)化肥進(jìn)行包覆以在化肥表面形成包 膜；或者，將可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物和水介質(zhì)型膠粘劑包膜液同 時(shí)對(duì)化肥進(jìn)行包覆以在化肥表面形成包膜；第二步，使包膜中的化肥同可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物發(fā)生 反應(yīng)變成非水溶性物；
第三步，干燥得到包膜型緩釋化肥。本發(fā)明采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法可以適用于尿素、鉀肥、磷肥和復(fù)合 肥等化肥的包膜。本發(fā)明采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的兩種方法中，采用的可與化肥發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物，最好是與化肥的反應(yīng)活性強(qiáng)、反應(yīng)速度較快的化合 物，這樣相應(yīng)反應(yīng)步驟的工藝時(shí)間可以較短。當(dāng)被包膜的化肥是尿素或者是包含尿素的復(fù) 合肥時(shí)，采用的可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物可以是醛、脲醛樹脂預(yù)聚 物和三聚氰胺樹脂預(yù)聚物等中的一種或一種以上，當(dāng)然可以是其他合適的化合物。醛可以 是甲醛、乙醛和丁醛及其他醛等中的一種或一種以上，其中甲醛是優(yōu)選。脲醛樹脂預(yù)聚物 是指由尿素與醛反應(yīng)形成的預(yù)聚物或者由尿素、醛及其他化合物共聚反應(yīng)形成的的預(yù)聚物 (醛優(yōu)選甲醛)，脲醛樹脂預(yù)聚物在一定的條件下(比如加熱和催化劑)可以進(jìn)一步發(fā)生聚 合交聯(lián)反應(yīng)變成不溶于水的脲醛樹脂(包括改性脲醛樹脂)。三聚氰胺樹脂預(yù)聚物是指由 三聚氰胺與醛反應(yīng)形成的預(yù)聚物或者由三聚氰胺、醛及其他化合物共聚反應(yīng)形成的的預(yù)聚 物(醛優(yōu)選甲醛)，三聚氰胺樹脂預(yù)聚物在一定的條件下(比如加熱和催化劑)可以進(jìn)一步 發(fā)生聚合交聯(lián)反應(yīng)變成不溶于水的三聚氰胺樹脂(包括改性三聚氰胺樹脂)。本發(fā)明采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法中，當(dāng)被包膜的化肥是尿素或者是包 含尿素的復(fù)合肥，采用的可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物是醛時(shí)，使醛與 包膜接觸反應(yīng)的方式可以是采用醛的水溶液進(jìn)行涂覆(比如噴涂、滾涂、浸涂及其他等合 適方式)以與包膜進(jìn)行液相接觸反應(yīng)，也可以是將醛氣化與包膜進(jìn)行氣相接觸反應(yīng)(比 如將甲醛氣體引入包膜設(shè)備中，使甲醛與包膜中存在的尿素反應(yīng)，生成不溶于水的脲醛樹 脂)。本發(fā)明采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法中，采用的可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生 成非水溶性物的化合物中可以含有反應(yīng)助劑(比如反應(yīng)催化劑)，以便對(duì)其與化肥之間的 化學(xué)反應(yīng)發(fā)揮催化等作用。當(dāng)然，也可以采用其他方式引入反應(yīng)助劑，比如將反應(yīng)助劑混入 水介質(zhì)型膠粘劑包膜液中在包膜過程引入包膜內(nèi)，或者將反應(yīng)助劑(或其溶液)噴涂到包
月旲上，等ο本發(fā)明采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法中，水介質(zhì)型膠粘劑是指除脲醛樹脂 預(yù)聚物水溶液和三聚氰胺樹脂預(yù)聚物水溶液外的水乳液膠粘劑和/或水溶液膠粘劑，可以 是聚合物水乳液膠粘劑和/或聚合物水溶液膠粘劑。即，水介質(zhì)型膠粘劑可以是聚合物水 乳液膠粘劑，也可以是聚合物水溶液膠粘劑，還可以是聚合物水乳液膠粘劑與聚合物水溶 液膠粘劑的混合液。聚合物水乳液膠粘劑可以是聚丙烯酸酯及其共聚物乳液、聚醋酸乙烯酯及其共聚 物乳液、聚烯烴及其共聚物乳液、聚苯乙烯及其共聚物乳液、聚氯乙烯及其共聚物乳液、聚 偏二氯乙烯及其共聚物乳液、環(huán)氧樹脂乳液、聚氨酯乳液和天然橡膠乳液以及其他水乳液 等中的一種或一種以上。水溶液型聚合物膠粘劑可以是聚乙烯醇及其共聚物水溶液、聚乙 烯醇及其共聚物的縮醛樹脂水溶液以及其他水溶液等中的一種或一種以上。本發(fā)明中，將凡是分子結(jié)構(gòu)中含有丙烯酸(酯)鏈節(jié)的共聚物均歸為聚丙烯酸酯 共聚物，將凡是分子結(jié)構(gòu)中含有醋酸乙烯酯鏈節(jié)但不含丙烯酸(酯)鏈節(jié)的共聚物均歸為 聚醋酸乙烯酯共聚物，將凡是分子結(jié)構(gòu)中含有烯烴鏈節(jié)但不含丙烯酸(酯)鏈節(jié)和醋酸乙 烯酯鏈節(jié)的共聚物均歸為聚烯烴共聚物，將凡是分子結(jié)構(gòu)中含有苯乙烯鏈節(jié)但不含丙烯酸(酯)鏈節(jié)、醋酸乙烯酯鏈節(jié)和烯烴鏈節(jié)的共聚物均歸為聚苯乙烯共聚物，將凡是分子結(jié)構(gòu) 中含有氯乙烯鏈節(jié)但不含丙烯酸(酯)鏈節(jié)、醋酸乙烯酯鏈節(jié)、烯烴鏈節(jié)和苯乙烯鏈節(jié)的共 聚物均歸為聚氯乙烯共聚物，將凡是分子結(jié)構(gòu)中含有偏二氯乙烯鏈節(jié)但不含丙烯酸(酯) 鏈節(jié)、醋酸乙烯酯鏈節(jié)、烯烴鏈節(jié)、苯乙烯鏈節(jié)和氯乙烯鏈節(jié)的共聚物均歸為聚偏二氯乙烯 共聚物。本發(fā)明中，包膜液對(duì)化肥進(jìn)行包覆的方法可以是可用于包膜型緩釋化肥包覆的各 種合適方法，比如，噴涂、滾涂、浸涂及其他等。實(shí)施例1將粒徑為2. 0 4. Omm的球狀工業(yè)尿素加入控溫90°C的轉(zhuǎn)鼓包膜設(shè)備中，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn) 鼓(轉(zhuǎn)速40r/min)使球狀尿素在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流動(dòng)。將含氯化銨和增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯的 聚苯乙烯水乳液(聚苯乙烯鄰苯二甲酸二辛酯之質(zhì)量比為9 1，固體分中氯化銨含量 lwt%)噴涂于球狀尿素表面，噴涂直到形成的增塑聚苯乙烯膜層厚度達(dá)到140 μ m。然后， 向轉(zhuǎn)鼓包膜設(shè)備中通入甲醛蒸氣30min。最后，逐漸升溫至100°C充分干燥除去膜層中含 水，即制備得到采用聚苯乙烯乳液進(jìn)行包膜的包膜型緩釋尿素。實(shí)施例2將粒徑為2. 0 4. Omm的球狀工業(yè)尿素加入控溫90°C的轉(zhuǎn)鼓包膜設(shè)備中，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn) 鼓(轉(zhuǎn)速40r/min)使球狀尿素在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流動(dòng)。將含氯化銨和增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯的 聚苯乙烯水乳液與脲醛樹脂預(yù)聚物水溶液(脲醛樹脂預(yù)聚物是尿素甲醛摩爾比為12 的尿素與甲醛反應(yīng)所制備)混合配成復(fù)合包膜液(聚苯乙烯鄰苯二甲酸二辛酯脲醛樹 脂預(yù)聚物之質(zhì)量比為9 1 1，固體分中氯化銨含量0.5wt% )噴涂于球狀尿素表面，噴 涂直到形成的復(fù)合型增塑聚苯乙烯膜層厚度達(dá)到140 μ m。然后，逐漸升溫至100°C充分干 燥除去膜層中含水，即制備得到采用聚苯乙烯乳液進(jìn)行包膜的包膜型緩釋尿素。比較例1將粒徑為2. 0 4. Omm的球狀工業(yè)尿素加入控溫90°C的轉(zhuǎn)鼓包膜設(shè)備中，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn) 鼓(轉(zhuǎn)速40r/min)使球狀尿素在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流動(dòng)。將含增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯的聚苯乙烯 水乳液(聚苯乙烯鄰苯二甲酸二辛酯之質(zhì)量比為9 1)噴涂于球狀尿素表面，噴涂直到 形成的增塑聚苯乙烯膜層厚度達(dá)到140 μ m。然后，逐漸升溫至100°C充分干燥除去膜層中 含水，即制備得到采用聚苯乙烯乳液進(jìn)行包膜的包膜型緩釋尿素。與比較例1制備得到的包膜型緩釋尿素比較，實(shí)施例1和2制備得到的包膜型緩 釋尿素的水中釋放期分別提高了 25%和32%。水中釋放期的測(cè)定方法是將10克包膜型緩釋尿素浸泡于200毫升的水中，25°C 恒溫浸泡，測(cè)定初期溶出率和平均微分溶出率。初期溶出率V1是指最初開始浸泡的24h內(nèi) 溶出的尿素質(zhì)量占所取10克包膜型緩釋尿素中尿素總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，而平均微分溶出率 Ψω則是從浸泡第2天到第7天每天平均溶出的尿素質(zhì)量占所取10克包膜型緩釋尿素中尿 素總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)以下公式計(jì)算包膜型緩釋尿素的水中釋放期t(天)
I-ψ,,t =-L + 權(quán)利要求
1.一種采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法，其特征在于依次進(jìn)行以下步驟第一步，采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜液對(duì)化肥進(jìn)行包覆以在化肥表面形成包膜；第二步，采用可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物同包膜接觸反應(yīng)，使包 膜表面和/或包膜中的化肥反應(yīng)變成非水溶性物；第三步，干燥得到包膜型緩釋化肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法，其特征在于將第一 步和第二步依次重復(fù)進(jìn)行一次或一次以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法，其特征在于被 包膜的化肥為尿素或者為包含尿素的復(fù)合肥，第二步中采用的可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成 非水溶性物的化合物為醛、脲醛樹脂預(yù)聚物和三聚氰胺樹脂預(yù)聚物中的一種或一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法，其特征在于醛為甲 醛、乙醛和丁醛中的一種或一種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法，其特征在于使 醛與包膜接觸反應(yīng)的方式是采用醛的水溶液進(jìn)行涂覆以與包膜進(jìn)行液相接觸反應(yīng)或者將 醛氣化與包膜進(jìn)行氣相接觸反應(yīng)。
6.一種采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法，其特征在于依次進(jìn)行以下步驟第一步，將可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物同水介質(zhì)型膠粘劑包膜液 混合配成復(fù)合包膜液，采用配成的復(fù)合包膜液對(duì)化肥進(jìn)行包覆以在化肥表面形成包膜；或 者，將可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物和水介質(zhì)型膠粘劑包膜液同時(shí)對(duì)化 肥進(jìn)行包覆以在化肥表面形成包膜；第二步，使包膜中的化肥同可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物發(fā)生反應(yīng) 變成非水溶性物；第三步，干燥得到包膜型緩釋化肥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法，其特征在于被包膜 的化肥為尿素或者為包含尿素的復(fù)合肥，采用的可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的 化合物為醛、脲醛樹脂預(yù)聚物和三聚氰胺樹脂預(yù)聚物中的一種或一種以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法，其特征在于醛為甲 醛、乙醛和丁醛中的一種或一種以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法，其特征在于采用 的水介質(zhì)型膠粘劑為聚合物水乳液膠粘劑和/或聚合物水溶液膠粘劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜化肥的方法，其特征在于聚合物 水乳液膠粘劑為聚丙烯酸酯及其共聚物乳液、聚醋酸乙烯酯及其共聚物乳液、聚烯烴及其 共聚物乳液、聚苯乙烯及其共聚物乳液、聚氯乙烯及其共聚物乳液、聚偏二氯乙烯及其共聚 物乳液、環(huán)氧樹脂乳液、聚氨酯乳液和天然橡膠乳液中的一種或一種以上；水溶液型聚合物 膠粘劑為聚乙烯醇及其共聚物水溶液和聚乙烯醇及其共聚物的縮醛樹脂水溶液中的一種 或一種以上。
全文摘要
本發(fā)明提供采用水介質(zhì)型膠粘劑制備包膜型緩釋化肥的包膜方法。一種方法是包括以下步驟第一步，采用水介質(zhì)型膠粘劑包膜液對(duì)化肥進(jìn)行包覆；第二步，采用可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物同包膜接觸反應(yīng)，使包膜表面和/或包膜內(nèi)的化肥反應(yīng)變成非水溶性物。另一種方法是包括以下步驟第一步，將可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物同水介質(zhì)型膠粘劑包膜液混合配成復(fù)合包膜液后對(duì)化肥進(jìn)行包覆；或者將可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物和水介質(zhì)型膠粘劑包膜液同時(shí)對(duì)化肥進(jìn)行包覆；第二步，使包膜中的化肥同可與化肥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非水溶性物的化合物發(fā)生反應(yīng)變成非水溶性物。
文檔編號(hào)C05G3/00GK102060595SQ20091018207
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者應(yīng)宗榮, 楊靜, 王娟, 陳仁康, 齊孝勇 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)