專利名稱：水性聚合物包膜劑及包膜控釋肥料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性聚合物包膜劑以及包含該包膜劑的包膜控釋肥料 及其制備方法，屬于材料和肥料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
提高肥料利用、降低施肥量是農(nóng)、林、牧、園藝、花卉、草坪等領(lǐng)域 降低生產(chǎn)成本的重要方法，也是保護生態(tài)環(huán)境的重要手段，因而控緩釋肥 料在肥料工業(yè)中越來越受到重視。目前商品化的控釋肥料有多種類型，其 中包膜控釋肥料是主流和主要發(fā)展方向。
按包膜材料的類型可以將控釋肥料分為兩大類 一類是以無機物為包 膜劑的控釋肥料，例如US 3,342,577、 US 3,877,415、 US 5,219,465中所描 述的，其中將熔融液態(tài)硫涂在尿素上制成的涂硫尿素(SCU)是其典型代 表。這種控釋肥料的優(yōu)點是原料及生產(chǎn)成本低，缺點是膜層材料;kJt在 生產(chǎn)、存放及運輸過程中膜層容易破裂；另外膜層表面容易形成較大孔隙， 因此影響到它的控緩釋性能；長期使用涂硫肥料還會導致土壤酸化。另一 類是以有機聚合物材料為包膜劑的控釋肥料，例如US 3,223,518、 US 3,475,154、 US 4,019,890、 CN 1603288中所描述的，該類控釋肥料的主要 制備方法是先將高分子材料溶解在有機溶劑中制成高分子稀溶液，然后將 其涂覆在肥料顆粒表面，隨著溶劑的揮發(fā)高分子材料在肥料顆粒表面形成 了一層聚合物膜。由于這類月C^表面包裹的是一層具有韌性的均勻致密的 高分子膜，所以其強度和耐磨耐沖擊性能大大提高.有機聚合物包膜控釋
因而可以通過對包膜高分子材料的組成與結(jié)構(gòu)設(shè)計的途徑來有效控制養(yǎng)分 的釋放速率，使控釋肥料養(yǎng)分的釋放與植物對養(yǎng)分的需求相匹配.但這類 控釋肥料的缺點是包膜材料價格及生產(chǎn)成本高，尤其是大量有機溶劑的使用不僅造成了能源和資源的大量消耗，而且對人身健康和環(huán)境造成很大危 害。在生產(chǎn)過程中外加溶劑回收系統(tǒng)雖然可以部分地降低上述消耗和危害， 但設(shè)備一次性投入高，工藝復雜，
采用水性聚合物包膜劑則可以消除有機溶劑型聚合物包膜劑的弊端。
US 4,549,897公開了聚合物乳液作為肥料包膜劑的可行性，1^也有利用 聚偏二氯乙烯水懸浮液作為包膜劑的研究(見Shavia A等.Fertilizer Research, 1993， 35: 1; Tzika M等.Powder Technology, 2003， 132: 16), 然而由于水性聚合物包膜劑存在粘度較大、固含量較低、包膜過程中水分 揮發(fā)慢和溶解可溶性肥料等問題，因此這類包膜劑還遠遠不能滿足實際生 產(chǎn)的需要。CN 1388169和CN 1546543公開了以廢棄塑料等聚合物材料為 主要原料制備水性聚合物肥料包膜劑的方法，雖然該方法部分地克服了有 機溶劑型聚合物肥料包膜劑的缺點，但由于該方法必然首先使用部分有機 溶劑將廢棄塑料等聚合物材料溶解，然后才能用高速剪切乳化技術(shù)來制備 出水性聚合物包膜劑，因此并沒有完全消除有機溶劑的危害；另外，由于 主要成膜物質(zhì)已經(jīng)是高分子材料，其組成與結(jié)構(gòu)已經(jīng)難以改變，因而大大 減小了通過調(diào)節(jié)聚合物組成及結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)控釋肥料養(yǎng)分釋放的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前聚合物包膜劑在控釋肥料生產(chǎn)中存在的問 題，在不使用任何有機溶劑的情況下，提供一種環(huán)境友好的低粘度、高固 含量的水性聚合物包膜劑，以及包含該包膜劑的包膜控釋肥料。
本發(fā)明的目的通過一種水性聚合物包膜劑而實現(xiàn)，該包膜劑由硬單體、 軟單體和選自可自由基聚合的不飽和酸的功能單體在引發(fā)劑、乳化劑以及 任選助乳化劑存在下進行乳液聚合而得到，其中所述硬單體與軟單體的重 量比為2:1 1:2，所述功能單體占單體總重量的0.2 15重量％。
本發(fā)明還提供一種包膜控釋肥料，其由肥料芯和肥料芯外面的包膜組 成，其中所述包膜包含本發(fā)明的水性聚合物包膜劑形成的聚合物膜。
由于本發(fā)明包膜劑以水為介質(zhì)，完全消除了有機溶劑型包膜劑的缺點， 同時由于制備過程是從單體出發(fā)，可以通過調(diào)整聚合配方及工藝來調(diào)整成
膜聚合物的組成和結(jié)構(gòu)，從而達到調(diào)控控釋肥料養(yǎng)M放的目的。而且本 發(fā)明水性聚合物包膜劑的粘度低，固含量高，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可通過配方 中硬軟單體的比例來調(diào)節(jié)。另外由于聚合物包膜材料中含有能與水分子發(fā) 生締合作用的官能團，該類材料還兼有一定的保水性能。
本發(fā)明的包膜控釋肥料的優(yōu)點是對環(huán)境友好，控釋時間可通過包膜劑 的組成、結(jié)構(gòu)以及用量來調(diào)節(jié)，以滿足不同作物不同應用場合對肥料的釋 放要求。
具體實施例方式
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，制備本發(fā)明水性聚合物包膜劑所用的硬 單體選自苯乙烯類單體和甲基丙烯酸甲酯中的 一種或多種，所述苯乙烯類
單體例如包括苯乙烯和a-甲基苯乙烯。所述軟單體選自化學通式為 CH2-CH-C(0)OR的丙烯酸酯中的一種或多種，其中R為C廣ds的直鏈或 支鏈烷基，優(yōu)選曱基、乙基、丁基、2-乙基己基或十八烷基。所述功能單 體為可自由基聚合的不飽和酸，優(yōu)選選自丙烯酸、甲基丙烯酸和丁烯二酸 中的一種或多種。
來調(diào)節(jié)，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為5~65X:，優(yōu)選15 50X:，更優(yōu)選25 45"C。硬 軟單體的重量比為2:1 1:2，優(yōu)選1.8:1-1:1.5，更優(yōu)選1.5:1 1:1.2。功能單 體的用量為單體總重量的0.2 15重量％ ，優(yōu)選0.5 5重量％ 。
優(yōu)選地，本發(fā)明采用的乳化劑是陰離子型乳化劑或陰離子型乳化劑與 非離子型乳化劑的混合物。本發(fā)明所用的陰離子型乳化劑為本領(lǐng)域4支術(shù)人 員熟知的所有常規(guī)陰離子型乳化劑，例如包括脂肪酸鈉RCOONa，其中 R為d廣ds烷基；烷J^危酸鈉ROS03Na，其中R為(:12~<:18烷基；烷基 磺酸鈉RS03Na，其中R為C,2 ds烷基；烷基輛酸鈉RC6H4S03Na， 其中R為C12 C18烷基;烷基聯(lián)苯醚二磺酸鈉;歧化松香和烷基M酸鈉(拉 開粉)。對本發(fā)明而言，優(yōu)選的陰離子型乳化劑為選自上述陰離子型乳化劑 中的一種或多種。本發(fā)明所用的非離子型乳化劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的 所有常規(guī)非離子型乳化劑，例如包括聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯類， 烷基酚聚氧乙烯醚類，烷基聚氧乙烯醚類等。對本發(fā)明而言，優(yōu)選的非離 子型乳化劑為選自上述非離子型乳化劑中的 一種或多種。本發(fā)明所用的助
乳化劑優(yōu)選為碳原子數(shù)大于或等于8的長鏈脂肪醇，例如包括正辛醇、 異辛醇、十二烷醇等。
陰離子型乳化劑可以單獨使用，也可以與非離子型乳化劑結(jié)合使用。 相對于單體總重量，陰離子型乳化劑用量優(yōu)選為0.3 5.0重量％，更優(yōu)選為 1.0~3.0重量％;非離子型乳化劑用量優(yōu)選為0 5.0重量％，更優(yōu)選為0~3.0 重量％;助乳化劑用量優(yōu)選為0 1.0重量％,更優(yōu)選0~0.3重量％。
在本發(fā)明中，用于乳液聚合的引發(fā)劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于乳 液聚合的所有常規(guī)的熱引發(fā)劑和氧化還原引發(fā)劑，優(yōu)選過硫酸鹽引發(fā)劑， 如過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉。引發(fā)劑的用量為單體總重量的0.2 2.0 重量％，優(yōu)選0.5~1重量％。
在進一步優(yōu)選的實施方案中，乳液聚合在緩沖劑存在下進行，所用緩 沖劑為任何常規(guī)緩沖劑，例如碳酸氫銨或碳酸氫鈉。緩沖劑的用量優(yōu)選為 單體總重量的0.3~2.0重量％ 。
本發(fā)明乳液聚合的反應溫度優(yōu)選為60~95C乳液聚合時間優(yōu)選為 3 12小時。所得水性聚合物包膜劑固含量為20~70重量％，更優(yōu)選35~50 重量％。粘度優(yōu)選為10 2000mPa.S，更優(yōu)選為30~500 mPa.S。
在本發(fā)明中，乳液聚合可以任何常規(guī)的方式進行，優(yōu)選的乳液聚合工 藝包括半連續(xù)法、種子法以及預乳化法。
(A) 半連續(xù)乳液聚合工藝
在該乳液聚合工藝中，采用將引發(fā)劑和單體各自分批加入的方式。在 優(yōu)選的實施方案中，向裝有水、乳化劑和緩沖劑的反應容器中加入部分， 優(yōu)選5 30重量％的混合單體(可以預先將硬單體、軟單體和功能單體混 合)。升至一定溫度，如60X:時加入部分，優(yōu)選50-70重量o/。的引發(fā)劑， 并同時加入剩余的混合單體，控制單體的加入速率以將反應體系控制在設(shè) 定的反應溫度。單體加完后加入剩余的引發(fā)劑，在反應溫度下反應一段時 間。剩余單體加入時間優(yōu)選為1.5~5小時，總反應時間優(yōu)選為3~10小時。
(B) 種子乳液聚合工藝
在該乳液聚合工藝中，首先在裝有水、乳化劑和緩沖劑的反應容器中
加入所有功能單體、10~30重量。/。的硬單體和10~30重量％軟單體，升溫 至一定溫度，如60t;時加入30~50重量％的引發(fā)劑，在反應溫度下反應 0.5 2.0小時，優(yōu)選1~1.5小時；然后勻速加入剩余的混合單體，然后加入 剩余的引發(fā)劑，在反應溫度下反應一段時間。剩余單體加入時間優(yōu)選為1~3 小時，總反應時間優(yōu)選為5~12小時。 (C)預乳化乳液聚合工藝
在該乳液聚合工藝中，采用滴加單體預乳化液和分批加入引發(fā)劑的方 式。在優(yōu)選的實施方案中，將40~70重量％的水、50 70重量％的乳化劑 和60~卯重量。/。的混合單體加入容器中，在0~60匸，優(yōu)選室溫下攪拌乳化 0.5~1.5小時，優(yōu)選0.6 1.0小時，制得單體預乳化液。將剩余的水、乳化 劑、助乳化劑和混合單體加入反應容器中，攪拌升溫至一定溫度，如60匸 時加入30 70重量％的引發(fā)劑，并同時勻速滴入單體預乳化液，滴加完畢 后加入剩余的引發(fā)劑。在反應溫度下反應一段時間。單體預乳化液加入時 間優(yōu)選為1~3小時，總反應時間優(yōu)選為5~12小時。
在本發(fā)明中，乳液聚合所得聚合物乳膠粒的大小主要通過乳化劑的種 類和用量以及功能單體的用量來調(diào)節(jié)，聚合物的干態(tài)粒徑為30~2000納米， 優(yōu)選為40~600納米，更優(yōu)選為50~100納米.其中納米級聚合物乳膠粒為 優(yōu)選的，其優(yōu)點是乳液穩(wěn)定性好，形成的聚合物膜致密。
本發(fā)明水性聚合物包膜劑可適用于任何水溶性肥料，例如可以是單一 肥料，例如氮肥如尿素、磷肥如磷酸銨、鉀肥如硫酸鉀，也可以是任意氮 磷鉀比例的復合肥料、復混肥料，以及其他水溶性植物營養(yǎng)成分。
行，優(yōu)選在流化床中。該包膜過程包括在流化床中將本發(fā)明水性聚合物包
膜劑噴涂到肥料顆粒上，在肥料顆粒表面形成聚合物膜的包膜過程。更優(yōu) 選在沸騰式或轉(zhuǎn)鼓式流化床中進行。流化床內(nèi)溫度優(yōu)選為30 80X:，包膜
劑噴涂溫度優(yōu)選為30 60C在一個優(yōu)選實施方案中，將肥料顆粒放入沸 騰式或轉(zhuǎn)鼓式流化床中，將其預熱到30 80t;，優(yōu)選40^60x:，優(yōu)選采用雙 流噴嘴將本發(fā)明制備的水性聚合物包膜劑均勻噴涂在月&#顆粒上，使得在
肥料顆粒表面形成一層連續(xù)均勻的聚合物膜。聚合物膜層厚度可根據(jù)需要
在20~150微米之間調(diào)節(jié)。以干物質(zhì)重量計算，聚合物膜的重量優(yōu)選占控 釋肥料總重量的4 ~ 20重量％ ，更優(yōu)選6 15重量％。
實施例
下面通過實施例來進一步闡明本發(fā)明，這些實施例僅在于說明本發(fā)明 而決不限制本發(fā)明。
實施例中所用單體純度為聚合級，乳化劑和緩沖劑為工業(yè)產(chǎn)品，引發(fā) 劑為分析純試劑，反應介質(zhì)為蒸餾水。聚合反應的單體轉(zhuǎn)化率用重量法測 定，產(chǎn)品25tl下的粘度用旋轉(zhuǎn)粘度計測定，聚合物乳膠粒粒徑用透射電子 顯微鏡測定，聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度用DSC法測定。
控釋肥料的養(yǎng),放期用控釋養(yǎng)分在251C靜水中浸提開始至達到80% 的累積養(yǎng)分釋放率所需的天數(shù)來表示。具體測定方法如下用251C的水靜 置浸泡控釋肥料，試料中的養(yǎng)分通過膜溶出到水中，按GB/T 8572用蒸餾 后滴定法測定溶出的總氮含量，按GB/T 8573用釩鉬酸銨比色法測定溶出 的磷含量，按GB/T 8574用火焰光度計法測定溶出的鉀含量。溶出養(yǎng)分達 到該養(yǎng)分總質(zhì)量的80%時所需的時間即為控釋肥料的養(yǎng)分釋放期。 實施例1
(1)水性聚合物復合包膜劑的制備
采用聚合工藝(A),在裝有玻璃攪拌器、回流冷凝器、溫度計和恒 壓滴液漏斗的3升圓底燒瓶中依次加入900克水、13克十二烷基硫酸鈉、 6克正辛醇和8克碳酸氫銨，攪拌使其溶解。將8克過硫酸銨溶于100克 水中待用。將510克苯乙烯、470克丙烯酸丁酯和20克丙烯M入滴液漏 斗中混合均勻，然后將20%的該混合單體加入到反應瓶中，開動攪拌并升 溫到約60X:后加入60毫升的過硫酸銨水溶液，并同時從滴液漏斗中勻速 滴加剩余的混合單體。控制單體滴加速率并將反應溫度控制在約85"C，單 體滴加時間為2小時。滴完后加入剩余的40毫升過硫酸銨水溶液，并在反 應溫度下反應4小時。冷卻到室溫，用10%的氨水調(diào)節(jié)體系pH值到中性， 然后停止攪拌、出料得到目標產(chǎn)品。聚合反應單體轉(zhuǎn)化率為98.4%,產(chǎn)品
粘度為34mPa.S，粒徑為76納米，聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為38.2匸。 (2)肥料包膜工藝 將10kg粒徑為2~4毫米的復合肥(來自山東金正大生態(tài)工程股份有限 公司，以N-P205-K20重量％計15-15-15)裝入沸騰式流化床內(nèi)，預熱到 55-65r，然后將已預熱到45"C的2.1kg上述包膜劑從雙流噴嘴噴涂到肥 料表面，噴涂速率為每分鐘120克。以干物質(zhì)重量計算，所得聚合物包膜 控釋肥料的組成為復合肥占約卯.6重量％，聚合物膜占約9.4重量％。該 控釋肥料的養(yǎng)分釋放期約為185天. 實施例2
(1) 水性聚合物復合包膜劑的制備
聚合設(shè)備和聚合工藝步驟同實施例1，不同之處在于采用苯乙烯300 克，甲基丙烯酸甲酯150克，丙烯酸丁酯4卯克，丙烯酸60克，十二烷基 硫酸鈉10克，辛基苯酚聚氧乙烯醚12克，正辛醇5克，過硫酸銨12克， 碳酸氬銨12克，水1000克。聚合反應單體轉(zhuǎn)化率為98.9%，產(chǎn)品粘度為 58mPa，S，粒徑為62納米，聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為25.1"C 。
(2) 肥料包膜工藝
將10kg粒徑為2~4毫米的復合肥(來自山東金正大生態(tài)工程股份有限 公司，以N-P205-K20重量％計16-16-16)裝入沸騰式流化床內(nèi)，預熱到 50 60r，然后將已預熱到40n的1.8kg上述包膜劑從雙流噴嘴噴涂到月C^" 表面，噴涂速率為每分鐘100克。以干物質(zhì)重量計算，所得聚合物包膜控 釋肥料的組成為復合肥占約91.8重量％，聚合物膜占約8.2重量％。該控 釋肥料的養(yǎng)分釋放期約為120天。 實施例3
(1)水性聚合物復合包膜劑的制備
采用聚合工藝(B)，在裝有玻璃攪拌器、回流冷凝器、溫度計和恒 壓滴液漏斗的3升圓底燒瓶中依次加入900克水、15克十二烷基M酸鈉、 12克辛基苯酚聚氧乙烯醚、5克正辛醇和15克碳酸氫銨，攪拌使其溶解。 將10克過硫酸銨溶于100克水中待用.將80克曱基丙烯酸曱酯、100克 丙烯酸丁酯和30克甲基丙烯^b^反應瓶中，升溫到60"C時加入50毫升
的過硫酸銨水溶液，于約80t:下反應1.5小時。然后從滴液漏斗中勻速滴 加由340克苯乙烯和450克丙烯酸丁酯組成的混合液，滴加時間為1.5小 時。然后加入剩余的50毫升過石危酸銨水溶液，升溫到約85t:繼續(xù)反應3.5 小時。經(jīng)冷卻、中和后出料，得目標產(chǎn)品.聚合反應單體轉(zhuǎn)化率為99.0%， 產(chǎn)品粘度為35mPa.S，粒徑為97納米，聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為15.6X:。 (2)肥料包膜工藝
將10kg粒徑為2"毫米的復合肥(來自山東金正大生態(tài)工程股份有限 公司，以N-P205-K20重量％計16-16-16)裝入沸騰式流化床內(nèi)，預熱到 50 ~ 60"C ，然后將已預熱到40匸的1.5kg上述包膜劑從雙流噴嘴噴涂到肥 料表面，噴涂速率為每分鐘80克。以干物質(zhì)重量計算，所得聚合物包膜控 釋肥料的組成為復合肥占約93重量％ ，聚合物膜占約7.0重量％ 。該控釋 肥料的養(yǎng)分釋放期約為100天， 實施例4
(1)水性聚合物復合包膜劑的制備
采用聚合工藝(C)，將500克水、2克十二烷^5危酸鈉、3克十二烷 基聯(lián)苯醚二磺酸鈉和5克辛基苯酚聚氧乙烯醚依次加入圓底燒瓶中，攪拌 使其溶解。將450克苯乙烯、470克丙烯酸丁酯、12克丙烯酸十八烷基酯 和60克甲基丙烯酸混合均勻，并將800/。的該混合單體一次加入到上述圓 底燒瓶中，常溫下以700轉(zhuǎn)/分鐘速率乳化45分鐘，將得到的單體預乳化 液轉(zhuǎn)入恒壓滴液漏斗中待用。將14克過硫酸銨溶于100克蒸鎦水中待用。
在裝有玻璃攪拌器、回流冷凝器、溫度計和恒壓滴液漏斗的3升圓底 燒瓶中依次加入400克水、2克十二烷1^酸鈉、3克十二烷基聯(lián)苯醚二磺 酸鈉、5克辛基苯酚聚氧乙烯醚、5克十二烷醇和16克碳酸氬銨，攪拌下 使其溶解，然后加入剩余的20%的混合單體，攪拌并升溫到6ox:時加入 60毫升過硫酸銨水溶液，并同時從滴液漏斗中勻速滴加單體預乳化液，反 應溫度控制在約80tl，滴加時間為約2小時。滴加完后加入剩余的40毫 升過硫酸銨水溶液，然后升溫到約85X:，繼續(xù)反應3.5小時。冷卻到室溫， 用10。/。的氨7JC調(diào)節(jié)體系pH值到中性，然后停止攪拌，出料得到目標產(chǎn)品。 聚合反應單體轉(zhuǎn)化率為99.5 0/。，產(chǎn)品粘度為24mPa.S,粒徑為64納米，聚
合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為22.5t:。 (2)肥料包膜工藝
將10kg粒徑為3~5毫米的硫酸鉀(來自山東金正大生態(tài)工程股份有限 公司，以K20重量％計為50) ^V沸騰式流化床內(nèi)并加熱到55~65匸，然 后通過雙流噴嘴將已預熱到約451C的1.3kg上述包膜劑噴涂到肥料表面， 噴涂速率為每分鐘80克。以干物質(zhì)重量計算，所得聚合物包膜控釋肥料的 組成為硫酸鉀占約93.9重量％，聚合物膜占約6.1重量％。該控釋肥料的 養(yǎng)分釋放期約為55天。 實施例5
(1 )水性聚合物復合包膜劑的制備
采用聚合工藝(C)，將500克水、2.5克十二烷基M酸鈉、2.5克 十二烷基硫酸鈉和4克聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯依次加入圓底燒瓶 中，攪拌使其溶解。將390克苯乙烯、570克丙烯酸乙酯和40克丙烯酸混 合均勻，并將80%的該混合單體一次加入到上述圓底燒瓶中，常溫下以700 轉(zhuǎn)/分鐘速率乳化45分鐘，將該單體預乳化液移入恒壓滴液漏斗中待用。 將IO克過石克酸鉀溶于IOO克水中待用，
在裝有玻璃攪拌器、回流冷凝器、溫度計和恒壓滴液漏斗的3升圓底 燒瓶中依次加入400克水、2.5克十二烷基M酸鈉、2.5克十二烷基琉酸 鈉、4克聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯、4克正辛醇和15克碳酸氫鈉，攪 拌下溶解均勻后加入剩余的20%的混合單體。攪拌并升溫到約60匸加入 60毫升的過硫酸鉀水溶液，并同時從滴液漏斗中勻速滴加單體預乳化液， 反應溫度控制在約80t;,滴加時間為2小時，滴加完畢后，加入剩余的40 毫升過硫酸鉀水溶液，在約80t:下繼續(xù)反應4小時。冷卻到室溫，用10 %的氨水調(diào)節(jié)體系pH值到中性，然后停止攪拌，出料得到目標產(chǎn)品。聚 合反應單體轉(zhuǎn)化率為97.8%,產(chǎn)品粘度為47mPa.S，粒徑為78納米，聚合 物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為19.4匸. (2)肥料包膜工藝
將10kg粒徑為3 5毫米的大顆粒尿素(來自山東明7jC化工有限/^司， 以N重量％計為46.4)裝入沸騰式流化床內(nèi)并加熱到約60匸，然后通過一
雙流噴嘴將已預熱到約45X:的1.7kg上述復合包膜劑噴涂到肥料表面，噴 涂速率為每分鐘80克。以干物質(zhì)重量計算，所得聚合物包膜控釋肥料的組 成為硫酸鉀占約92.3重量％，聚合物膜占約7.7重量％。該控釋肥料的養(yǎng) 分釋放期約為65天，
權(quán)利要求
1.一種水性聚合物包膜劑，該包膜劑由硬單體、軟單體和選自可自由基聚合的不飽和酸的功能單體在引發(fā)劑和乳化劑以及任選助乳化劑存在下進行乳液聚合而得到，其中所述硬單體與軟單體的重量比為2∶1～1∶2，優(yōu)選1.8∶1～1∶1.5；所述功能單體占單體總重量的0.2～15重量％，優(yōu)選0.5～5重量％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的水性聚合物包膜劑，其中所述硬單體選自苯乙烯 類單體和甲基丙烯酸曱酯中的一種或多種；所述軟單體選自化學式為CH產(chǎn)CH-C(O)OR的丙烯酸酯中的一種或多種，其中R為C廣ds的直鏈 或支鏈烷基，優(yōu)選甲基、乙基、丁基、2-乙基己基或十八烷基；所述功能 單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸和丁烯二酸中的一種或多種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的水性聚合物包膜劑，其中所述乳化劑為陰離子型 乳化劑和任選非離子型乳化劑.
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的水性聚合物包膜劑，其中所述陰離子型乳化劑選 自脂肪酸鈉RCOONa，其中R為d廣ds烷基；烷^i^危酸鈉ROS03Na， 其中R為d廣ds烷基；烷基磺酸鈉RS03Na，其中R為C『ds烷基； 烷基M酸鈉RC6H4S03Na，其中R為C『Cw烷基；烷基聯(lián)苯醚二黃酸 鈉；歧化松香和烷基M酸鈉中的一種或多種；所述非離子型乳化劑選自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯類、烷基酚聚 氧乙烯醚類和烷基聚氧乙烯醚類中的一種或多種；所述助乳化劑為碳原子數(shù)大于或等于8的長鏈脂肪醇。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4的水性聚合物包膜劑，其中相對于單體總重量， 陰離子型乳化劑用量為0.3 5.0重量％，非離子型乳化劑用量為0 5.0重量 %，助乳化劑用量為0~1.0重量％。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l-5中任一項的水性聚合物包膜劑，其中所述乳液聚 合為半連續(xù)法、種子法或預乳化法乳液聚合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l-5中任一項的水性聚合物包膜劑，其中引發(fā)劑采用 分批加入的形式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l-5中任一項的水性聚合物包膜劑，其中乳液聚合溫 度為60~95'C,乳液聚合時間為3~12小時。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的水性聚合物包膜劑，其固含量為20 70重量％。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的水性聚合物包膜劑，其粘度為 10 2000mPa.S，優(yōu)選為30-500 mPa.S。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的水性聚合物包膜劑，其粒子干態(tài)粒 徑為30-2000納米，優(yōu)選為40 600納米，更優(yōu)選為50 100納米。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l-5中任一項的水性聚合物包膜劑，其玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度為5 65。C，優(yōu)選15 50X:，更優(yōu)選25~45匸。
13. —種包膜控釋肥料，其由肥料芯和肥料芯外面的包膜組成，其特 征在于所述包膜包含權(quán)利要求1-12中任一項的水性聚合物包膜劑形成的聚 合物膜。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的包膜控釋肥料，其中以干物質(zhì)重量計算，所述 聚合物膜的重量為控釋肥料總重量的4~20重量％ ，優(yōu)選6 15重量％。
15. —種制備權(quán)利要求13或14所述的包膜控釋肥料的方法，其包括 在流化床中，優(yōu)選在沸騰式或轉(zhuǎn)鼓式流化床中，將所述水性聚合物包膜劑 噴涂到肥料顆粒上，優(yōu)選地將所述水性聚合物包膜劑通過雙流噴嘴噴涂在 肥料顆粒表面上，在肥料顆粒表面形成聚合物膜的包膜過程。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的制備包膜控釋肥料的方法，其特征在于流化床 內(nèi)溫度為30~80匸，包膜劑噴涂溫度為30 60"C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性聚合物包膜劑以及包含該包膜劑的包膜控釋肥料及其制備方法。該包膜劑由硬單體、軟單體和選自可自由基聚合的不飽和酸的功能單體在引發(fā)劑、乳化劑以及任選助乳化劑存在下進行乳液聚合而得到，其中所述硬單體與軟單體的重量比為2∶1～1∶2，所述功能單體占單體總重量的0.2～15重量％。
文檔編號C08F212/08GK101348394SQ20071014188
公開日2009年1月21日 申請日期2007年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月15日
發(fā)明者萬連步, 兵 于, 力 楊, 陳宏坤 申請人:山東金正大生態(tài)工程股份有限公司