采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬緩釋肥料領(lǐng)域，涉及一種采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法，是取尿素、甲醛混勻并溶解在溶劑中，然后采用兩步法反應(yīng)：第一步在堿性條件下進(jìn)行加成反應(yīng)生成羥基亞甲基脲，第二步在酸性條件下進(jìn)行縮合反應(yīng)生成聚亞甲基脲；反應(yīng)結(jié)束調(diào)pH值至6.5～7.5，然后加入乳化劑進(jìn)行乳化，得到溶膠狀的脲醛緩釋肥乳液。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)過(guò)程易于控制，通過(guò)二步法脲醛合成工藝條件的改變，并在制備過(guò)程中加入助劑生成高粘結(jié)性的脲醛緩釋肥乳液，解決了普通脲醛緩釋肥粉料單獨(dú)造粒困難的問(wèn)題，所得脲醛緩釋肥乳液既可直接噴漿用于脲醛緩釋肥的造粒，也可在脲醛緩釋肥粉料造粒中作為粘結(jié)劑使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬緩釋肥料領(lǐng)域，涉及一種脲醛緩釋肥乳液制備方法，具體地說(shuō)，是采用兩步反應(yīng)法來(lái)制備具有高粘結(jié)性、溶膠狀的脲醛緩釋肥乳液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]脲醛緩釋肥是尿素和甲醛的縮合物，是一類(lèi)可為植物生長(zhǎng)提供緩慢釋放的氮營(yíng)養(yǎng)素的固體化肥的通稱(chēng)。現(xiàn)有脲醛緩釋肥的生產(chǎn)方法有一步法和兩步法兩種:一步法是將尿素和甲醛在酸性條件下的直接縮合；兩步法是將尿素和甲醛在堿性條件下首先生成羥基亞甲基脲，然后羥基亞甲基脲在酸性條件下和尿素進(jìn)行縮合，從而得到脲醛緩釋肥。
[0003]美國(guó)專(zhuān)利US2644806介紹了脲醛緩釋肥的一步法合成工藝，其工藝條件為:pH0.9~1.7，溫度25°C~45°C，尿素/甲醛摩爾比為2.5~4，反應(yīng)時(shí)間為0.5~1.5小時(shí)，反應(yīng)釜中的反應(yīng)物物料濃度為15~30%。
[0004]CN1789207A公開(kāi)了“一種甲醛尿素及其生產(chǎn)工藝”的脲醛緩釋肥一步法合成工藝，其工藝條件為:pH4.0~9.0，溫度30°C~90°C，尿素/甲醛摩爾比為3~1，反應(yīng)時(shí)間為
0.5~3小時(shí)。
[0005]CN101353270B發(fā)明公開(kāi)了“一種低醛長(zhǎng)效脲醛緩釋肥的制備方法”，其過(guò)程是配置尿素與甲醛水溶液，然后加入活性助劑，穩(wěn)定后調(diào)節(jié)溶液PH值至0.9~4.5，聚合反應(yīng)結(jié)束后再調(diào)節(jié)溶液PH值至6.5~7.5，然后加入除醛劑，脲醛漿液過(guò)濾烘干后得到低醛長(zhǎng)效的脲醛緩釋肥。
`[0006]CN102870219A公開(kāi)了 “高塔脲醛緩釋復(fù)合肥及其制備方法”，以尿素40~60份、磷酸一銨20~36份、氯化鉀15~30份、甲醛2~6份、添加劑I~3份為原料，經(jīng)尿素熔融、與甲醛反應(yīng)、與氣化鉀和磷酸一銨混合，造粒塔噴灑造粒即得高塔脲醛復(fù)合肥。
[0007]上述專(zhuān)利所制備得到的脲醛緩釋肥烘干后為白色粉狀固體，可作為肥料使用，以脲醛緩釋復(fù)合肥和脲醛單質(zhì)肥存在，但脲醛粉料不具有粘結(jié)性，單獨(dú)造粒困難，而且貯運(yùn)不方便。
[0008]在專(zhuān)利CN102870219A中公開(kāi)了“高塔脲醛緩釋復(fù)合肥及其制備方法”，該法采用高塔造粒制備脲醛緩釋復(fù)合肥，但存在緩釋氮氮營(yíng)養(yǎng)素含量較低，以脲醛緩釋肥計(jì)其質(zhì)量百分比小于10%，在植物生長(zhǎng)過(guò)程中為其提供氮營(yíng)養(yǎng)素的緩釋效果不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法，通過(guò)二步法脲醛合成工藝條件的改變，并在制備過(guò)程中加入助劑生成高粘結(jié)性的脲醛緩釋肥乳液，脲醛乳液處于混溶狀態(tài)，既可直接噴漿用于脲醛緩釋肥的造粒，也可在脲醛緩釋肥粉料造粒中作為粘結(jié)劑使用。
[0010]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案:
[0011]一種采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法，是取尿素、甲醛混勻，其中尿素與甲醛的摩爾比為I~5，然后將混合物溶解在溶劑中，并控制尿素和甲醛總質(zhì)量濃度在25~50% ;采用兩步法反應(yīng):第一步調(diào)整pH值在7~10.5，在堿性條件下進(jìn)行加成反應(yīng)生成羥基亞甲基脲，反應(yīng)溫度40°C~95°C，反應(yīng)時(shí)間為I~4小時(shí)，第二步調(diào)整pH值在1.8~
5.0，在酸性條件下進(jìn)行縮合反應(yīng)生成聚亞甲基脲，反應(yīng)溫度20~70°C，反應(yīng)時(shí)間0.2~
1.5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束調(diào)pH值至6.5~7.5 ;然后按重量百分比計(jì)加入總量1%~5%的乳化劑，乳化時(shí)間0.2~2小時(shí)后得到溶膠狀的脲醛緩釋肥乳液。
[0012]所述乳化劑是烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、黃原膠或可溶性糖類(lèi)。
[0013]上述脲醛緩釋肥乳液可直接用于脲醛緩釋肥的噴漿造粒，從而得到脲醛單質(zhì)顆粒肥。或按5%~30%的比例噴灑到脲醛緩釋復(fù)合肥粉料中進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓造粒，均勻混合后脲醛復(fù)合粉料形成團(tuán)粒，烘干后得到脲醛緩釋復(fù)合肥顆粒。
[0014]本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)過(guò)程易于控制，通過(guò)二步法脲醛合成工藝條件的改變，并在制備過(guò)程中加入助劑生成高粘結(jié)性的脲醛緩釋肥乳液，解決了普通脲醛緩釋肥粉料單獨(dú)造粒困難的問(wèn)題，所得脲醛緩釋肥乳液既可直接噴漿用于脲醛緩釋肥的造粒，也可在脲醛緩釋肥粉料造粒中作為粘結(jié)劑使用。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制 本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠(chǎng)商所建議的條件。
[0016]實(shí)施例一
[0017]原料:脫鹽水400kg,尿素100kg, 37%甲醒40kg,烷基苯磺酸鈉3kg。將尿素、甲醒加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為9.0，反應(yīng)溫度為70°C，反應(yīng)I小時(shí)結(jié)束，進(jìn)入第二步縮合反應(yīng)，加磷酸調(diào)pH為2.0，反應(yīng)溫度為70°C，30mins后反應(yīng)結(jié)束，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.0,加入乳化劑烷基苯磺酸鈉3kg，乳化時(shí)間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約20.5%，總氮(干基)含量39.5%。
[0018]實(shí)施例二
[0019]原料:脫鹽水400kg,尿素100kg, 37%甲醒60kg,烷基苯磺酸鈉3kg。將尿素、甲醒加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為9.0，反應(yīng)溫度為70°C,反應(yīng)I小時(shí)結(jié)束，進(jìn)入第二步縮合反應(yīng)，加磷酸調(diào)pH為2.0,反應(yīng)溫度為40°C,30mins后反應(yīng)結(jié)束，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.0,加入乳化劑烷基苯磺酸鈉3kg，乳化時(shí)間30mins,制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約21 %，總氮(干基)含量39.1%。
[0020]實(shí)施例三
[0021]原料:脫鹽水400kg，尿素100kg，37%甲醛75kg，聚丙烯酰胺3kg。將尿素、甲醛加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為9.0，反應(yīng)溫度為70°C,反應(yīng)I小時(shí)結(jié)束,進(jìn)入第二步縮合反應(yīng)，加磷酸調(diào)pH為2.0,反應(yīng)溫度為700C，30mins后反應(yīng)結(jié)束，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，加入乳化劑聚丙烯酰胺3kg，乳化時(shí)間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約22%，總氮(干基)含量38.9%。
[0022]實(shí)施例四[0023]原料:脫鹽水400kg，尿素100kg，37%甲醛90kg，脂肪醇聚氧乙烯醚3kg。將尿素、甲醛加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為9.0，反應(yīng)溫度為70°C,反應(yīng)I小時(shí)結(jié)束，進(jìn)入第二步縮合反應(yīng)，加磷酸調(diào)pH為2.0,反應(yīng)溫度為70°C，30mins后反應(yīng)結(jié)束，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，加入乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚3kg，乳化時(shí)間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約22.5%，總氮(干基)含量38.5%。
[0024]實(shí)施例五
[0025]原料:脫鹽水300kg,尿素100kg, 37%甲醒40kg,脂肪胺聚氧乙烯醚5kg。將尿素、甲醛加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.5，反應(yīng)溫度為70°C,反應(yīng)2小時(shí)結(jié)束,進(jìn)入第二步縮合反應(yīng),加磷酸調(diào)pH為4.0,反應(yīng)溫度為40°C，60mins后反應(yīng)結(jié)束，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，加入乳化劑脂肪胺聚氧乙烯醚5kg，乳化時(shí)間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約26%，總氮(干基)含量39.5。
[0026]實(shí)施例六
[0027]原料:脫鹽水300kg，尿素100kg，37%甲醛75kg，烷基苯磺酸鈉5kg。將尿素、甲醛加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.5，反應(yīng)溫度為70°C，反應(yīng)2小時(shí)結(jié)束，進(jìn)入第二步縮合反應(yīng)，加磷酸調(diào)pH為4.0，反應(yīng)溫度為40°C，60mins后反應(yīng)結(jié)束，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，加入乳化劑烷基苯磺酸鈉5kg，乳化時(shí)間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約26.5%，總氮(干基)含量38.9%。
[0028]實(shí)施例七
[0029]原料:脫鹽水200kg,尿素100kg, 37%甲醒40kg,黃原膠5kg。將尿素、甲醒加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為9.0，反應(yīng)溫度為700C，反應(yīng)2小時(shí)結(jié)束，進(jìn)入第二步縮合反應(yīng)，加磷酸調(diào)pH為4.0，反應(yīng)溫度為70°C，60mins后反應(yīng)結(jié)束，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，加入乳化劑黃原膠5kg，乳化時(shí)間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約26%，總氮(干基)含量39.5%。
[0030]實(shí)施例八
[0031]原料:脫鹽水200kg，尿素100kg，37%甲醛75kg，聚丙烯酰胺5kg。將尿素、甲醛加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為9.0，反應(yīng)溫度為70°C,反應(yīng)2小時(shí)結(jié)束,進(jìn)入第二步縮合反應(yīng),加磷酸調(diào)pH為4.0,反應(yīng)溫度為700C，60mins后反應(yīng)結(jié)束，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，加入乳化劑聚丙烯酰胺5kg，乳化時(shí)間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約26%，總氮(干基)含量38.9%。
[0032]測(cè)試:
[0033]1、粘度測(cè)試
[0034]以現(xiàn)有生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的脲醛緩釋肥漿液為對(duì)照，測(cè)試實(shí)施例所得脲醛緩釋肥乳液的粘度，粘度測(cè)量根據(jù)脲醛乳液的粘度范圍采用不同轉(zhuǎn)速，溫度恒溫為30.(TC。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1:
[0035]表1不同轉(zhuǎn)速下粘度對(duì)比
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法，其特征在于:是取尿素、甲醛混勻，其中尿素與甲醛的摩爾比為I~5，然后將混合物溶解在溶劑中，并控制尿素和甲醛總質(zhì)量濃度在25~50% ;采用兩步法反應(yīng):第一步調(diào)整pH值在7~10.5，在堿性條件下進(jìn)行加成反應(yīng)生成羥基亞甲基脲，反應(yīng)溫度40°C~95°C，反應(yīng)時(shí)間為I~4小時(shí)，第二步調(diào)整pH值在1.8~5.0，在酸性條件下進(jìn)行縮合反應(yīng)生成聚亞甲基脲，反應(yīng)溫度20~70°C，反應(yīng)時(shí)間0.2~1.5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束調(diào)pH值至6.5~7.5 ;然后按重量百分比計(jì)加入總量1%~5%的乳化劑，乳化時(shí)間0.2~2小時(shí)后得到溶膠狀的脲醛緩釋肥乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法，其特征在于:所述乳化劑是烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、黃原膠或可溶性糖類(lèi)。
【文檔編號(hào)】C08G12/12GK103641969SQ201310616056
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】郭濤, 王國(guó)忠, 陳朋, 傅送保, 鄭厚超, 吳麗娟, 張昕照 申請(qǐng)人:海洋石油富島有限公司