以尿素改性為易降解膜的包膜控釋肥料及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以尿素改性為易降解膜的包膜控釋肥料及其生產(chǎn)方法；本發(fā)明是將普通尿素加熱變?yōu)槿廴趹B(tài)脲液后與改性劑和固化劑混合均勻，然后將其直接噴涂到肥料顆粒表面固化反應(yīng)成膜，即可獲得膜材料表面光滑致密、具有不同耐水性能的尿素改性包膜控釋肥料。該產(chǎn)品不僅具有優(yōu)異的養(yǎng)分控釋性能，而且膜材料成本低，殘留在土壤中的膜殼降解較快，屬于膜殼較易降解的包膜控釋肥料。此外，該產(chǎn)品生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)工藝流程簡便，非常適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和在園藝及大田作物上推廣應(yīng)用。
【專利說明】以尿素改性為易降解膜的包膜控釋肥料及其生產(chǎn)方法
(一)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種以尿素改性為易降解膜的包膜控釋肥料及其生產(chǎn)方法，屬于控釋肥料生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
(二)【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)是保障國家糧食安全的重要前提，化肥作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要生產(chǎn)資料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，毎年都要使用大量肥料，但是化肥的低利用率，不僅造成經(jīng)濟(jì)能源上的巨大浪費(fèi)，還帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。因此，如何大幅度提高肥料利用率、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型發(fā)展，是目前持續(xù)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展中的亟需解決的重要問題。包膜控釋肥料的研究和開發(fā)以及在農(nóng)業(yè)上的廣泛使用，為解決這個(gè)問題提供了新方法和新途徑。
[0003]包膜控釋肥料能夠精確控制養(yǎng)分的釋放速率和釋放時(shí)間，并可以通過調(diào)節(jié)膜材料的組成、厚度、致密度、孔隙率等因素來改變肥料核芯的養(yǎng)分釋放模式，使之適應(yīng)不同作物的養(yǎng)分需求規(guī)律，從而提高肥料的利用率，減少化學(xué)肥料對(duì)環(huán)境造成的污染，因此在農(nóng)業(yè)以及園藝上得到了廣泛的應(yīng)用。
[0004]目前，國內(nèi)外包膜控釋肥的類型主要是以高分子樹脂包膜肥料為主，該類包膜控釋肥料就其包膜エ藝而言，主要分為有機(jī)溶劑型和就地反應(yīng)成膜型兩種包膜技木。有機(jī)溶劑型包膜エ藝主要以日本的熱塑性樹脂包膜肥料(商品名Weister)。這類包膜控釋肥料的包膜エ藝主要是先采用有機(jī)溶劑將樹脂溶解，然后運(yùn)用流化床式包膜機(jī)將其逐漸噴涂到肥料顆粒表面。此エ藝的特點(diǎn)是能將包膜液均勻地噴涂到肥料顆粒表面，但包膜エ藝較復(fù)雜，溶劑回收較為困難，致使控釋肥產(chǎn)品的價(jià)格往往較高，很難在農(nóng)業(yè)上大面積推廣應(yīng)用，大大影響了該類包膜控釋肥的可持續(xù)發(fā)展。
[0005]就地反應(yīng)成膜型包膜エ藝主要以加拿大的聚氨酯包膜肥料(商品名:ESN)和環(huán)氧樹脂包膜肥料為代表。這類包膜控釋肥料的主要制備方法是將膜材料和固化劑混合均勻后采用轉(zhuǎn)鼓式包膜機(jī)直接噴涂到肥料顆粒表面上固化反應(yīng)成膜。該包膜エ藝無需溶劑、操作簡單、且固化反應(yīng)快，適合在大田作物上大規(guī)模推廣使用。但是此類包膜材料的主要原料是石油化產(chǎn)品，而且隨著石油資源不斷枯竭和價(jià)格以及殘膜降解周期較長，使得這類樹脂包膜控釋肥料的大范圍推廣應(yīng)用受到很大限制。因此，國內(nèi)外迫切需要ー種膜材料成本低、殘膜易降解、控釋效果好的包膜控釋肥料，以便在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模推廣應(yīng)用。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種價(jià)格低廉、制備エ藝簡單、無需溶劑，固化快，殘膜易降解的以尿素改性為易降解膜的包膜控釋肥料及其生產(chǎn)方法。
[0007]—種以尿素改性為易降解膜的包膜控釋肥料，是先將粒徑為2~5mm肥料顆粒預(yù)熱至60~90°C,然后將普通尿素加熱變?yōu)槿廴趹B(tài)的液體尿素,再將液體尿素與改性劑和固化劑按一定比例混合均勻形成包膜材料直接噴涂到肥料顆粒表面上固化反應(yīng)，獲得表面光滑致密、具有不同耐水性能的尿素包膜控釋肥料。
[0008]所述噴涂于顆粒肥料表層的包膜材料占包膜控釋肥料總重量的4.0~10.0%，養(yǎng)分釋放期是I~12個(gè)月。
[0009]所述的尿素是普通エ業(yè)化生產(chǎn)的尿素。
[0010]所述的改性劑是聚醚胺400、對(duì)苯二胺、間苯二甲胺、二乙烯三胺、三乙烯四肢、3，3' - 二甲基-4，4' -二氨基二環(huán)己基甲烷、3，3' - 二甲基-4，4'-聯(lián)苯二胺、4-4' - 二氨基二苯甲烷、多亞甲基多苯胺、3，3' - 二甲氧基-4，4' - 二氨基苯甲烷、3，3' _二氯-4，4' - 二氨基二苯甲燒、3，3' -二氯-4，4'-聯(lián)苯二胺或聯(lián)苯二胺中的一種或幾種的混合物。
[0011]所述的固化劑是對(duì)苯二異氰酸酯、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酷、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酷、1，6-六亞甲基二異氰酸酷、三甲基-1，6-六亞甲基二異氰酸酯或苯二亞甲基二異氰酸酯中的ー種或幾種的混合物。
[0012]所述的尿素、改性劑和固化劑分別占包膜材料重量的30~60%、10~20%和30~60%。
[0013]所述的肥料顆粒選自尿素、氯化鉀、NPK復(fù)合肥、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、硫酸鉀或硝酸鉀等。
[0014]本發(fā)明所提供的以尿素改性為易降解膜的包膜控釋肥料，主要優(yōu)點(diǎn)是:
[0015]1.以尿素為主要包膜材料，利用尿素分子上的兩個(gè)氨基和固化劑上的異氰酸酯基快速固化反應(yīng)的原理，制得了膜材料表面光滑、結(jié)構(gòu)致密的尿素包膜控釋肥料。該產(chǎn)品不僅成本較低，而且大大減少了對(duì)石化產(chǎn)品的依賴，從而實(shí)現(xiàn)了包膜控釋肥料的可持續(xù)發(fā)展；
[0016]2.采用轉(zhuǎn)鼓式包膜エ藝和生產(chǎn)方法，操作簡單，無需溶剤，固化快，適合于大規(guī)模エ業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品生產(chǎn)成本低，適合于在園藝和大田作物上大面積推廣；
[0017]3.尿素改性的包膜材料具有易降解性，養(yǎng)分釋放完后留下的膜材料可以在較短時(shí)間內(nèi)降解完全。
(四)【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1:本發(fā)明的尿素改性包膜控釋肥料制作エ藝流程圖。
[0019]圖中I是將轉(zhuǎn)鼓中的尿素或其他肥料顆粒預(yù)熱到60_90°C ；2是將熔融態(tài)尿素、改性劑和固化劑混合均勻后噴涂到已預(yù)熱肥料顆粒表面上；3是尿素、改性劑和固化劑在肥料表面直接固化反應(yīng)成膜；4是將包膜后的肥料轉(zhuǎn)移到冷卻器中，使其冷卻至室溫；5是將冷卻后的包膜肥料稱量、包裝、貯存。
(五)【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。所述材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑而得。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]將500kg直徑為2_5mm的大顆粒尿素裝入轉(zhuǎn)鼓中，加熱至60_90°C;然后將3.40kg尿素加熱變?yōu)槿廴趹B(tài)的液體尿素，并與0.85kg改性劑聚醚胺400和4.25kg固化劑對(duì)苯二異氰酸酯混合均勻后迅速噴涂到尿素顆粒表面，6-9分鐘后即可在肥料表面直接固化反應(yīng)成膜，此過程重復(fù)3次。肥料冷卻后即可包裝、貯存。所得控釋肥膜材料占全部控釋肥總重量的5%左右，此肥料在25°C水中的養(yǎng)分釋放期約為90天。此產(chǎn)品在水中的N素累積釋放率測(cè)定結(jié)果列于表1中。
[0023]表1
【權(quán)利要求】
1.ー種以尿素改性為易降解膜的包膜控釋肥料，其特征在于:是將粒徑為2~5mm肥料顆粒預(yù)熱至60~90°C ;將普通尿素加熱變?yōu)槿廴趹B(tài)的液體尿素，再將液體尿素與改性劑和固化劑混合均勻形成包膜材料直接噴涂到肥料顆粒表面上固化反應(yīng)獲得； 所述的包膜材料占包膜控釋肥料總重量的4.0~10.0% ； 所述的尿素、改性劑、固化劑分別占包膜材料重量的30~60%、10-20%、30~60% ； 所述的改性劑是聚醚胺400、對(duì)苯二胺、間苯二甲胺、二乙烯三胺、三乙烯四肢、`3,3/ - 二甲基-4，4' -二氨基-3-甲基環(huán)己基甲烷、3，3' - 二甲基-4，4'-聯(lián)苯二胺、4-4' - 二氨基二苯甲燒、多亞甲基多苯胺、3，3' - 二甲氧基-`4，4' - 二氨基苯甲燒、`3,3' -二氯-4，4' - 二氨基二苯甲燒、3，3' -二氯-4，4'-聯(lián)苯二胺或聯(lián)苯二胺中的一種或幾種的混合物； 所述的固化劑是對(duì)苯二異氰酸酯、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酷、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酷、1，6-六亞甲基二異氰酸酷、三甲基-1，6-六亞甲基二異氰酸酯或苯二亞甲基二異氰酸酯中的ー種或幾種的混合物；` 所述的肥料顆粒是尿素、氯化鉀、NPK復(fù)合肥、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、硫酸鉀或硝酸鉀。
【文檔編號(hào)】C05G3/08GK103553777SQ201310512970
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】張民, 陸盤芳 申請(qǐng)人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)