以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料及其製備方法
2023-05-26 00:29:51
專利名稱：以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料及其製備方法，屬於控釋肥料生產領域。
(ニ)
背景技術：
我國是一個農業大國，毎年都要使用大量化肥，但目前化肥的利用率過低，由此造成了經濟和能源上的浪費以及引發各種環境汙染問題。因此，如何大幅度提高化肥利用率、改善農產品質量和實現環境友好型發展，是目前可持續高效農業發展中亟需解決的重要問題。包膜控釋肥料的發明和生產以及在農業上的應用，為解決這個問題開闢了新的思路和更有效的途徑。
包膜控釋肥料是以顆粒化肥為核心，表面塗覆ー層低水溶性或微溶性的無機物或有機聚合物，改變化肥養分的溶出性，延長或控制肥料養分釋放，使土壤養分供應與作物需肥要求相協調的新型肥料。由於目前有機聚合物價格高，純粹採用有機聚合物進行包膜生產的包膜型控釋肥料價格較高，難以廣泛推廣應用。硫磺作為ー種無機物包膜材料，成膜性較好、製備エ藝簡單、尤其是價格低廉，非常適合於大規模生產和在農業上推廣應用。但這種硫包膜肥料存在較大的缺陷，一方面，由於硫磺在空氣中容易被氧化、變脆，使得在運輸、貯存和使用過程中，易從尿素或複合(混)肥料顆粒表面脫落或破碎，失去包膜控釋作用 』另一方面，這種硫膜上往往還存在ー些孔洞，裂縫或噴塗不勻造成的缺陷等，會使膜內速溶性養分快速溶解出來，使初期養分釋放率過高造成對作物的傷害。為此，很多研究人員做了大量工作來改善硫膜的性能。主要有兩種方法一是將聚合物與硫磺混合包膜肥料顆粒，以提高硫磺的韌性，抗衝擊性、耐磨性等性能，如專利CN101100405B和USA 6，617，412，但是這些專利技術中的硫磺質量分數不高，因此其釋放期並不長，而且由於聚合物的高含量致使整個包膜肥料的價格還是居高不下；另一種技術，主要是在硫膜外再塗上ー層密封劑，如專利CN1072196C、CN1072195C和USA4，342，577。這些方法雖然能在一定程度上克服上述缺點，但仍存在韌性、耐磨性較差、價格偏高等問題，影響了它在農業上的廣泛應用。因此，研製開發出ー種具有韌性、耐磨性、防硫膜氧化、生產成本低、製備エ藝簡単，並可控制養分釋放的以硫為底塗層、以價格較低的有機聚合物為密封層的包膜控釋肥料，將對降低包膜控釋肥料的生產成本及其在農業上大面積推廣應用起到積極的作用。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料及其製備方法，目的是提供ー種以硫膜為底塗層，在硫膜外噴塗不飽和聚酯樹脂的具有防止硫膜氧化、高耐磨性和高抗衝擊性能、生產成本較低的包膜控釋肥料及其製備方法。一種以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的製備方法，包括如下步驟(I)將粒徑範圍在2_5mm的顆粒肥料置於轉鼓中進行預熱至60 90°C ；
(2)然後將溫度為150 160°C的液硫由加熱噴嘴噴塗到顆粒肥料表面上，液硫霧滴在運動的肥料顆粒表面均勻鋪展，通過不斷地噴塗液硫到肥料顆粒表面上，即可在其表面形成均勻、連續、具有一定厚度的固化硫包膜；所述的噴塗在顆粒肥料表層的硫，佔顆粒肥料總重量的10-25%。(3)配製不飽和聚酯樹脂溶液，再將不飽和樹脂溶液噴塗到固化硫包膜的顆粒肥料上均勻鋪展開，並迅速固化成堅韌、光滑緻密的樹脂包膜層。將固化成膜的肥料顆粒從轉鼓中取出、冷卻即得到以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料。所述的不飽和聚酯樹脂溶液為顆粒肥料總重量的O. 3-1% ;所述的不飽和聚酯樹脂由不飽和聚酯、促進劑和引發劑組成，其中不飽和聚酯、促進劑和引發劑分別佔不飽和聚酯樹脂的90-95%、1-4%、1-6% ；所述的不飽和聚酯為3301#、191#或196#中的ー種或幾種的混合物；所述的促進劑為環烷酸鈷、辛酸鈷、ニ甲基苯胺、ニこ基苯胺或ニ甲基對甲苯胺中的ー種或幾種的混合物；所述的引發劑為過氧化甲こ酮、過氧化環己酮、過氧化ニこ醯、過氧化苯甲醯或過氧化こ醯こ酮中的ー種或幾種的混合物。
本發明的要點是要點之ー是將粒徑範圍在2-5mm的顆粒肥料置於轉鼓中進行預熱至60 90°C ；然後將溫度為150 160°C的液硫由加熱噴嘴噴塗到顆粒肥料表面上，液硫霧滴在運動的肥料顆粒表面均勻鋪展並固化成硫膜，通過不斷地噴塗液硫到肥料顆粒表面上，即可在其表面形成均勻、連續、具有一定厚度的硫膜。要點之二是將配製好的熱固性樹脂包膜溶液噴塗到運動的硫包膜顆粒肥料上均勻鋪展開，並迅速固化成堅韌、光滑緻密的樹脂包膜層。要點之三是噴塗在顆粒肥料表層的硫，佔顆粒肥料總重量的10-25%。熱固性樹脂是不飽和聚酯樹脂，其用量為顆粒肥料總重量的O. 3-1%。不飽和聚酯樹脂中不飽和聚酯為3301#、191#、196#中的ー種或幾種的混合物，促進劑為環烷酸鈷、辛酸鈷、ニ甲基苯胺、ニこ基苯胺、ニ甲基對甲苯胺中的ー種或幾種的混合物，引發劑為過氧化甲こ酮、過氧化環己酮、過氧化ニこ醯、過氧化苯甲醯、過氧化こ醯こ酮中的ー種或幾種的混合物，三者分別佔不飽和聚酯樹脂的90-95%、1-4%、1-6%。本發明的顯著效果是I.將不飽和聚酯樹脂加入到硫包膜肥料顆粒表面上固化成膜後，不僅改善了硫膜的韌性、耐磨性和抗衝擊性，而且能夠很好的防止硫膜的氧化、脫落或變色。2.加入不飽和聚酯樹脂後的硫包膜肥料具有很好的養分控釋性能，可根據不同的包膜厚度將養分釋放期精確控制在I 12個月，能滿足不同的農作物的生長需求。3.與其他熱固性樹脂如聚氨酷、環氧樹脂的價格相比，不飽和聚酯樹脂價格較低，這就使得包膜控釋肥料的生產成本較低。因此，此肥料非常有利於在農業生產上的推廣應用。4.製備エ藝簡單且固化快。這種熱固性樹脂包膜液可以通過噴頭噴霧的形式或者傾倒的形式直接加到硫包膜肥料顆粒上，且在70 90°C時只需5分鐘即可固化成膜，操作極其簡單且固化快。因此，此エ藝為エ業化大規模快速生產提供了最好的途徑。
圖I :本發明的包膜控釋肥料製作エ藝流程圖。圖中I首先將尿素或複合肥顆粒加入轉鼓中，使肥料預熱到60_90°C ；2加熱到熔融狀態的液態硫用壓縮空氣霧化噴塗在已預熱的尿素顆粒肥料表面上；3是將不飽和聚酷、促進劑環烷酸鈷和引發劑過氧化甲こ酮混合攪拌均勻後，逐漸加入到已塗硫的尿素顆粒上；4是不飽和聚酯、促進劑和引發劑在已塗硫的肥料硫膜表面直接反應固化成膜；5是將包膜後的肥料轉移到冷卻器中，使其冷卻至室溫；6是將冷卻後的包膜肥料稱量、包裝、貯存。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進ー步闡述，但本發明並不限於以下實施例。所述方法如無特別說明均為常規方法。所述材料如無特別說明均能從公開商業途徑而得。 實施例I :將85kg直徑為2_5mm的大顆粒尿素裝入轉鼓中，加熱至60_90°C，然後將加熱到熔融狀態(150-160°C)的液態硫用壓縮空氣霧化(雙流體噴嘴)噴塗在尿素顆粒肥料表面上，此空氣霧化噴嘴將15kg的液硫全部噴塗到該顆粒上，所得的硫包膜尿素中硫磺佔肥料總重量的15%。然後將不飽和聚酯191#0. 288kg、促進劑辛酸鈷O. 006kg和引發劑過氧化甲こ酮O. Olkg混合攪拌均勻後，逐漸加入到已塗硫的尿素顆粒上，隨著轉鼓的不斷轉動，即可將不飽和聚酯樹脂包膜液均勻的塗布於其顆粒表面上，約5分鐘，即可固化成膜。所得產品為以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料。此肥料在25°C水或土壌中，養分控制釋放時間約為90天。此產品在水中的N素累積釋放率測定結果列於表I中。表I
權利要求
1.一種以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟(I)將粒徑範圍在2-5mm的顆粒肥料置於轉鼓中進行預熱至60 90°C ；(2)然後將溫度為150 160°C的液硫由加熱噴嘴噴塗到顆粒肥料表面上，液硫霧滴在運動的肥料顆粒表面均勻鋪展，通過不斷地噴塗液硫到肥料顆粒表面上，即可在其表面形成均勻、連續、具有一定厚度的固化硫膜；(3)將配製好的不飽和聚酯樹脂噴塗到運動的硫包膜的顆粒肥料上均勻鋪展開，並迅速固化成堅韌、光滑緻密的樹脂包膜層，將固化成膜的肥料顆粒從轉鼓中取出、冷卻、包裝、貯存。
2.根據權利要求I所述的以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的製備方法，其特徵在於噴塗在顆粒肥料表層的硫，佔顆粒肥料總重量的10-25%。
3.根據權利要求I所述的以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的製備方法，其特徵在於，所述的不飽和聚酯樹脂用量為顆粒肥料總重量的O. 3-1%。
4.根據權利要求I所述的以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的製備方法，其特徵在於，所述的不飽和聚酯樹脂中不飽和聚酯、促進劑、引發劑分別佔不飽和聚酯樹脂的 90-95%、1-4%、1-6%。
5.根據權利要求4所述的以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的製備方法，其特徵在於，所述的不飽和聚酯為3301#、191#或196#中的ー種或幾種的混合物。
6.根據權利要求4所述的以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的製備方法，其特徵在於，所述的促進劑為環烷酸鈷、辛酸鈷、ニ甲基苯胺、ニこ基苯胺或ニ甲基對甲苯胺中的ー種或幾種的混合物。
7.根據權利要求4所述的以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的製備方法，其特徵在於，所述的引發劑為過氧化甲こ酮、過氧化環己酮、過氧化ニこ醯、過氧化苯甲醯或過氧化こ醯こ酮中的ー種或幾種的混合物。
全文摘要
本發明涉及一種以硫為底塗層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料及其製備方法。本發明首先將轉鼓中的顆粒肥料預熱到一定溫度，然後將已熔融的液硫均勻的噴塗到顆粒肥料上，形成一層光滑緻密的硫膜，所得產品為硫包膜肥料；然後將配製好的不飽和聚酯樹脂包膜溶液噴塗到運動的硫包膜顆粒肥料表面，並快速固化成膜，所得產品為外塗不飽和聚酯樹脂的硫包膜肥料。該控釋肥料不僅具有較好的防硫膜氧化、抗衝擊等性能，還具有使膜內養分按照設定模式可控制釋放的性能，養分釋放期可以控釋在1個月到12個月不等。此外，該產品成本低，工藝簡單，非常適合於大規模生產和在大田作物上大面積推廣。
文檔編號C05G3/00GK102826915SQ20121035206
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者張民, 陸盤芳 申請人:山東農業大學