專(zhuān)利名稱(chēng)：以不飽和聚酯樹(shù)脂包膜的控釋肥料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以不飽和聚酯樹(shù)脂包膜的控釋肥料及其生產(chǎn)方法，屬于控釋肥料生產(chǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
化肥是農(nóng)業(yè)的主要生產(chǎn)資料之一。我國(guó)化肥消耗量約占世界化肥消耗總量的20-30%， 居世界第一位，但是我國(guó)氮肥當(dāng)季利用率平均僅為30-35%。肥料利用率低不僅造成資源的巨大浪費(fèi)，還給人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境造成嚴(yán)重污染。包膜控釋肥料是一種集配方施肥、控釋技術(shù)為一體的物化高科技產(chǎn)品，不僅能提高肥料利用率，減少環(huán)境污染，也滿(mǎn)足了農(nóng)民的實(shí)際需求。
包膜控釋肥料是以顆粒肥料為核心，表面涂覆一層低水溶性或微溶性的無(wú)機(jī)物質(zhì)或有機(jī)聚合物，改變肥料養(yǎng)分的溶出性，延長(zhǎng)或控制肥料養(yǎng)分釋放，使土壤養(yǎng)分的供應(yīng)與作物需肥要求協(xié)調(diào)的新型肥料。
目前國(guó)內(nèi)外包膜控釋肥料的類(lèi)型主要有無(wú)機(jī)物包膜肥料和有機(jī)物包膜肥料兩大類(lèi)。無(wú)機(jī)物包膜肥料以美國(guó)TVA公司開(kāi)發(fā)的硫包衣尿素(SOT) (US3295950)為主，但由于硫磺的緩釋效果不是十分理想，后來(lái)在原包膜尿素外再包一層有機(jī)聚合物層，成為有機(jī)聚合物包膜的硫包衣尿素。硫包衣尿素的改性增強(qiáng)了膜的抗水性和機(jī)械性能，提高了包膜材料的控釋能力。在聚合物包膜的控釋肥中，又有熱塑性和熱固性樹(shù)脂兩種類(lèi)型的包膜控釋肥料。例如以熱塑性樹(shù)脂包膜的控釋肥料以日本的“Meister”為代表，以熱固性樹(shù)脂包膜的控釋肥料主要以美國(guó)的“Osmocote”為代表。中國(guó)專(zhuān)利“以噴涂尿素為底涂層的改性環(huán)氧樹(shù)脂包膜控釋肥料的制備方法”(CN1246264C)公開(kāi)了一種將改性環(huán)氧樹(shù)脂均勻涂布到復(fù)合肥上的方法。此方法無(wú)溶劑、制備簡(jiǎn)單、養(yǎng)分釋放性能很好，但是昂貴的環(huán)氧樹(shù)脂使其廣泛應(yīng)用受到一定限制，但關(guān)于價(jià)格較低的不飽和聚酯樹(shù)脂包膜控釋肥料的研究在國(guó)內(nèi)外卻鮮有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容為了開(kāi)發(fā)出低成本、無(wú)溶劑、工藝簡(jiǎn)單，適合于快速大批量生產(chǎn)的控釋包膜新工藝、新配方，本發(fā)明提供了一種以不飽和聚酯樹(shù)脂包膜的控釋肥料及其生產(chǎn)方法，是采用價(jià)格較低、無(wú)溶劑、制備工藝簡(jiǎn)單的不飽和聚酯樹(shù)脂作為包膜材料，制備控釋效果較好的不飽和聚酯樹(shù)脂包膜控釋肥料。
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)溶劑、成本低、工藝簡(jiǎn)單、適合于快速大批量生產(chǎn)的不飽和聚酯樹(shù)脂包膜控釋肥料及其生產(chǎn)工藝。
—種以不飽和聚酯樹(shù)脂包膜的控釋肥料，包括尿素顆粒肥料和噴涂在尿素顆粒肥料表面的環(huán)氧樹(shù)脂底涂層及噴涂在底涂層外的不飽和聚酯樹(shù)脂包膜液；所述的環(huán)氧樹(shù)脂底涂層包括環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑；所述的固化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺或它們的混合物；`所述的不飽和聚酯包膜液中不飽和聚酯、促進(jìn)劑、引發(fā)劑分別占不飽和聚酯包膜液的重量的90-95%、1-4%、1-4% ;所述的促進(jìn)劑為環(huán)烷酸鈷；所述的引發(fā)劑為過(guò)氧化環(huán)己酮；所述的環(huán)氧樹(shù)脂底涂層的使用量占肥料總重量的1-6% ;所述的噴涂于顆粒肥料表面的不飽和聚酯包膜液的重量占顆粒肥料總重量的4-10%。
一種以不飽和聚酯樹(shù)脂包膜的控釋肥料的生產(chǎn)方法，首先將尿素顆粒肥料加入轉(zhuǎn)鼓流化床中預(yù)熱，環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑混合均勻成環(huán)氧樹(shù)脂包膜液，待轉(zhuǎn)鼓溫度預(yù)熱到 50-90°C時(shí)，在肥料表面噴涂環(huán)氧樹(shù)脂包膜液作為底涂層；所述的固化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺或它們的混合物；然后將不飽和聚酯、促進(jìn)劑和引發(fā)劑混合均勻成不飽和聚酯包膜液，再將不飽和聚酯樹(shù)脂包膜液噴涂在底涂層外；所述的不飽和聚酯包膜液中不飽和聚酯、促進(jìn)劑和引發(fā)劑分別占不飽和聚酯包膜液重量的90-95%、1-4%、1-4%;所述的促進(jìn)劑為環(huán)烷酸鈷；所述的引發(fā)劑為過(guò)氧化環(huán)己酮；底涂層和不飽和聚酯樹(shù)脂包膜過(guò)程各重復(fù)2-3 次，所述的環(huán)氧樹(shù)脂底涂層加入總重量占尿素顆粒肥料總重量的1-6% ;不飽和聚酯包膜液加入總重量占顆粒肥料總重量的4-10%。
本發(fā)明也可使用復(fù)合肥顆粒制備，在使用復(fù)合肥制備時(shí)，先在復(fù)合肥顆粒表面直接噴涂所述的不飽和聚酯樹(shù)脂包膜液，然后噴涂所述的環(huán)氧樹(shù)脂包膜液形成多種熱固性樹(shù)脂包膜的控釋復(fù)合肥料。
本發(fā)明的要點(diǎn)其一是先將轉(zhuǎn)鼓中尿素顆粒肥料預(yù)熱到一定溫度后，噴涂環(huán)氧樹(shù)脂包膜液，固化成膜后作為底涂層，以改善不飽和聚酯樹(shù)脂與尿素顆粒之間的潤(rùn)濕性，可以通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂包膜液中環(huán)氧樹(shù)脂的含量來(lái)改變包膜控釋肥產(chǎn)品的養(yǎng)分釋放速率。其二是將不飽和聚酯、促進(jìn)劑、引發(fā)劑按一定比例混合得到不飽和聚酯包膜液。其三是將不飽和聚酯包膜液分多次逐漸加入或噴涂到尿素顆粒的底涂層上，制得光滑致密的、具有不同養(yǎng)分釋放性能的熱固性樹(shù)脂包膜控釋尿素。
本發(fā)明的顯著效果是先在尿素顆粒表面噴涂一層環(huán)氧樹(shù)脂作為底涂層，減少了不飽和聚酯樹(shù)脂與尿素顆粒之間表面張力的差異性，有利于不飽和聚酯樹(shù)脂的包膜均勻，而且設(shè)備要求簡(jiǎn)單，操作方便。產(chǎn)品的養(yǎng)分控制釋放時(shí)期可以根據(jù)包膜材料的厚度來(lái)調(diào)節(jié)，能夠控制在I個(gè)月到6個(gè)月不等，另外還可將具有不同釋放時(shí)期、不同釋放特性的包膜控釋肥產(chǎn)品按一定的比例混合起來(lái)，模擬各種作物對(duì)養(yǎng)分的需求，做成各種專(zhuān)用包膜控釋肥，使控釋肥的養(yǎng)分釋放曲線(xiàn)與作物對(duì)養(yǎng)分的吸收曲線(xiàn)相一致，達(dá)到養(yǎng)分精確控釋的目的。
用此工藝生產(chǎn)的不飽和聚酯樹(shù)脂包膜控釋肥產(chǎn)品，已在國(guó)內(nèi)多種作物上進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，結(jié)果表明，此產(chǎn)品具有顯著的增產(chǎn)和增效作用，從性能和價(jià)格的角度來(lái)考慮，性?xún)r(jià)比要明顯高于其他熱固性樹(shù)脂包膜控釋肥料，具有極為廣泛的推廣應(yīng)用前景。


圖1:本發(fā)明的包膜控釋肥料制作工藝 流程圖。
圖中I首先將尿素加入轉(zhuǎn)鼓中，2是在加熱轉(zhuǎn)鼓中使肥料預(yù)熱到40_50°C，3是將環(huán)氧樹(shù)脂體系各組分按比例計(jì)量放入容器中，混合均勻，噴涂到轉(zhuǎn)鼓中連續(xù)滾動(dòng)的肥料顆粒上，約幾分鐘后，形成底涂層。4然后將不飽和聚酯樹(shù)脂包膜液混合均勻后，分多次逐漸噴涂到肥料顆粒的底涂層上。5是將包膜后的肥料轉(zhuǎn)移到冷卻器中，使其冷卻至室溫，稱(chēng)量包裝。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:將94 kg直徑為2-4 mm大顆粒尿素裝入轉(zhuǎn)鼓中，加熱至50-70°C，先將環(huán)氧樹(shù)脂約1. 35 kg,固化劑三乙烯四胺約O. 2 kg混合均勻后，逐漸加入到轉(zhuǎn)鼓中的肥料顆粒表面上，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速約為40轉(zhuǎn)/分，約5-6分鐘后，環(huán)氧樹(shù)脂即可在肥料表面固化成膜形成底涂層，此過(guò)程重復(fù)2次。然后將不飽和聚酯3301#約1. 2 kg、不飽和聚酯FL-302約O. 3 kg、促進(jìn)劑約O. 015 kg、引發(fā)劑約O. 03 kg混合均勻后，逐漸噴涂到轉(zhuǎn)鼓中的肥料顆粒上面，約5分鐘后，不飽和聚酯即可在肥料顆粒表面固化成膜，此不飽和聚酯包膜過(guò)程重復(fù)2次。最后，肥料經(jīng)冷卻器冷卻至室溫，即可包裝、貯存。所得控釋肥膜占全部控釋肥總重的6%左右，此肥料在25°C 水或土壤中，養(yǎng)分控制釋放時(shí)間約為60天。
實(shí)施例2:將92 kg直徑為2-5 mm顆粒復(fù)合肥裝入轉(zhuǎn)鼓中，加熱至60-90°C ;先將不飽和聚酯 3301#約1. 4 kg、不飽和聚酯FL-302約O. 3 kg、促進(jìn)劑約O. 017 kg、引發(fā)劑約O. 034 kg混合均勻后，逐漸加入到轉(zhuǎn)鼓中的肥料顆粒上面，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速約為40轉(zhuǎn)/分，約5分鐘后，不飽和聚酯即可在肥料顆粒表面固化成膜，此過(guò)程重復(fù)3次。然后將環(huán)氧樹(shù)脂約1. 3 kg,固化劑三乙烯四胺約O. 2 kg混合均勻后，逐漸噴涂到轉(zhuǎn)鼓中的肥料顆粒表面上，約5-6分鐘后，環(huán)氧樹(shù)脂即可在肥料表面固化成膜；此不飽和聚酯包膜過(guò)程重復(fù)2次。最后，肥料經(jīng)冷卻器冷卻至室溫，即可包裝、貯存。所得控釋肥膜占全部控釋肥總重的8%左右，此肥料在25°C水或土壤中，養(yǎng)分控制釋放時(shí)間約為120天。復(fù)合肥顆?？梢韵葒娡坎伙柡途埘ィ缓髧娡凯h(huán)氧樹(shù)脂。
實(shí)施例3:將90 kg直徑為2-5 mm顆粒復(fù)合肥裝入轉(zhuǎn)鼓中，加熱至60-90°C，先將不飽和聚酯 3301#約1. 2 kg、不飽和聚酯FL-302約O. 35 kg、促進(jìn)劑約O. 016 kg、引發(fā)劑約O. 032 kg混合均勻后，逐漸加入到轉(zhuǎn)鼓中的肥料顆粒上面，約8分鐘后，不飽和聚酯即可在肥料顆粒表面固化成膜，此過(guò)程重復(fù)4次。然后將環(huán)氧樹(shù)脂約1. 8 kg，固化劑三乙烯四胺約O. 2 kg混合均勻后，逐漸加入到轉(zhuǎn)鼓中的肥料顆粒表面上，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速約為40轉(zhuǎn)/分，約5-6分鐘后， 環(huán)氧樹(shù)脂即可在肥料表面固化成膜，此過(guò)程重復(fù)2次。最后，肥料經(jīng)冷卻器冷卻至室溫，即可包裝、貯存。所得控釋肥膜占全部控釋肥總重的10%左右，此肥料在25°C水或土壤中，養(yǎng)分控制釋 放時(shí)間約為180天。
權(quán)利要求
1.一種以不飽和聚酯樹(shù)脂包膜的控釋肥料，其特征在于包括尿素顆粒肥料和噴涂在尿素顆粒肥料表面的環(huán)氧樹(shù)脂底涂層及噴涂在底涂層外的不飽和聚酯樹(shù)脂包膜液；所述的環(huán)氧樹(shù)脂底涂層包括環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑；所述的固化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺或它們的混合物；所述的不飽和聚酯包膜液中不飽和聚酯、促進(jìn)劑、引發(fā)劑分別占不飽和聚酯包膜液重量的90-95%、1-4%、1-4% ;所述的促進(jìn)劑為環(huán)烷酸鈷；所述的引發(fā)劑為過(guò)氧化環(huán)己酮；所述的環(huán)氧樹(shù)脂底涂層的使用量占肥料總重量的1-6% ;所述的噴涂于顆粒肥料表面的不飽和聚酯包膜液的重量占顆粒肥料總重量的4-10%。
2.一種以不飽和聚酯樹(shù)脂包膜的控釋肥料的生產(chǎn)方法，其特征在于首先將尿素顆粒肥料加入轉(zhuǎn)鼓流化床中預(yù)熱，環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑混合均勻成環(huán)氧樹(shù)脂包膜液，待轉(zhuǎn)鼓溫度預(yù)熱到50-90°C時(shí)，在肥料表面噴涂環(huán)氧樹(shù)脂包膜液作為底涂層；所述的固化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺或它們的混合物；然后將不飽和聚酯、促進(jìn)劑和引發(fā)劑混合均勻成不飽和聚酯包膜液，再將不飽和聚酯樹(shù)脂包膜液噴涂在底涂層外；所述的不飽和聚酯包膜液中不飽和聚酯、促進(jìn)劑和引發(fā)劑分別占不飽和聚酯包膜液重量的90-95%、1-4%、1-4%;所述的促進(jìn)劑為環(huán)烷酸鈷；所述的引發(fā)劑為過(guò)氧化環(huán)己酮；底涂層和不飽和聚酯樹(shù)脂包膜過(guò)程各重復(fù)2-3次，所述的環(huán)氧樹(shù)脂底涂層加入總重量占尿素顆粒肥料總重量的1-6% ;不飽和聚酯包膜液加入總重量占顆粒肥料總重量的4-10%。
3.如權(quán)利要求2所述的一種以不飽和聚酯樹(shù)脂包膜的控釋肥料的生產(chǎn)方法，其特征在于使用復(fù)合肥顆粒制備控釋肥料時(shí)，先噴涂所述的不飽和聚酯樹(shù)脂包膜液作為肥料底涂層，底涂層外再?lài)娡克龅沫h(huán)氧樹(shù)脂包膜液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以不飽和聚酯樹(shù)脂包膜的控釋肥料及其生產(chǎn)方法，是先將轉(zhuǎn)鼓中的尿素顆粒預(yù)熱到一定溫度后，然后將環(huán)氧樹(shù)脂包膜液加入或噴涂到尿素顆粒表面上，固化成膜后形成底涂層。再將不飽和聚酯樹(shù)脂包膜液逐漸分次加入或涂布于顆粒肥料的底涂層上，固化成膜后即可得不飽和聚酯樹(shù)脂包膜控釋肥料。通過(guò)底涂層的加入，改善了不飽和聚酯樹(shù)脂包膜液與尿素之間的潤(rùn)濕性，增加了不飽和聚酯樹(shù)脂對(duì)尿素顆粒的包涂效果，延長(zhǎng)了包膜肥料的養(yǎng)分釋放期。該產(chǎn)品不僅具有較好的抗沖擊、耐磨等性能，而且還具有使膜內(nèi)養(yǎng)分按照設(shè)定模式可控制釋放的性能。養(yǎng)分控制釋放期可以在1個(gè)月到6個(gè)月不等。
文檔編號(hào)C05G3/08GK103044169SQ20121015006
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者陸盤(pán)芳, 張民 申請(qǐng)人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)