一種苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥及其製備方法
2023-05-23 18:57:16 1
專利名稱：一種苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種緩釋氮肥及其製備方法，具體地說是一種苯丙乳液-石蠟-凹凸 棒石複合包膜緩釋氮肥及其製備方法。
背景技術：
普通氮肥在施入土壤後經揮發、淋溶和反硝化，損失率高達70%，這將造成巨 大的資源浪費及對環境、水質的汙染。肥料包膜緩/控釋技術是在速溶性肥料顆粒表面 形成保護性膜，延緩肥料養分釋放，可以有效地提高速效肥料的利用率。不同包膜材料 和包膜工藝所形成的包膜層結構的多樣性，使不同膜材料配方的包膜肥料養分釋放機理 和特性各異，控釋膜材料的研製成為肥料緩/控釋技術應用的關鍵因素。目前，國內外在控釋肥的研究、開發和應用上已取得了較大的進展，但包膜緩 釋材料成本高或製作工藝普遍比較複雜，導致包膜肥料價格昂貴。苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯單體經乳液共聚而得，為乳白色液體，帶藍 光，固體含量40-45%，粘度80-1500mPa · s，單體殘留量0.5%，pH值8-9。苯丙乳 液附著力好，膠膜透明，耐水、耐油、耐熱、耐老化性能良好。苯丙乳液作為一類重要 的中間化工產品，有著非常廣泛的用途，目前主要用作建築塗料、金屬表面乳膠塗料、 地面塗料、紙張粘合劑和膠粘劑。石蠟是礦物蠟的一種，也是石油蠟的一種；是從原油蒸餾所得的潤滑油餾分經 溶劑精製、溶劑脫蠟或經蠟冷凍結晶、壓榨脫蠟製得蠟膏，再經溶劑脫油、精製而得的 片狀或針狀結晶。又稱晶形蠟，碳原子數約為18-30的烴類混合物，主要組分為直鏈烷 烴，約為80%-95%，還有少量帶個別支鏈的烷烴和帶長側鏈的單環環烷烴，兩者合計 含量20%以下。主要質量指標為熔點和含油量，前者表示耐溫能力，後者表示純度。 每類蠟又按熔點，一般每隔2°C，分成不同的品種，如52，54，56，58等牌號。根據加 工精製程度不同，可分為全精鍊石蠟、半精鍊石蠟和粗石蠟3種。其中以前二者用途較 廣，主要用作食品及其他商品(如蠟紙、蠟筆、蠟燭、複寫紙)的組分及包裝材料，烘烤 容器的塗敷料、化妝品原料，用於水果保鮮、提高橡膠抗老化性和增加柔韌性、電器元 件絕緣、精密鑄造等方面，也可用於氧化生成合成脂肪酸。粗石蠟由於含油量較多，主 要用於製造火柴、纖維板、篷帆布等。石蠟中加入聚烯烴添加劑後，其熔點增高，粘附 性和柔韌性增加，廣泛用於防潮、防水的包裝紙、紙板、某些紡織品的表面塗層和蠟燭 生產。凹凸棒石是一種層狀鎂鋁矽酸鹽粘土礦物，凹凸棒石粘土是以凹凸棒石為主要 成份的粘土礦產資源，凹凸棒石由於具有特殊的結構而賦予凹凸棒石粘土良好的吸附作 用、催化作用、流變性和耐熱性，產品廣泛應用於石油、化工、建材、造紙、醫藥、農 牧、原子能、太陽能、食品和矽酸鹽等工業。環保性能好且成本低的非金屬礦物材料凹凸棒石粘土有優良的吸氮、保氮功能和吸水、保水功能，它施用不會帶來土壤汙染，且能改良土壤的保水和保肥性能。凹 凸棒粘土除了其主要成分Si、Al、Mg等元素外，還含有生物所必需的大量營養元素如 Na、K、Fe、Mo、Mn、Se、Sr、I、B等。因此凹凸棒石粘土肥料可以補充土壤中多種 微量營養元素的不足。這些微量元素在土壤中通過水和生物活性的作用，一部分形成可 溶性微量元素被農作物所吸收。但目前該類礦物質在緩釋肥料中的相關應用未見報導。
發明內容
本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種苯丙乳液-石蠟-凹 凸棒石複合包膜緩釋氮肥及其製備方法，利用凹凸棒石成本低的優勢，降低包膜緩釋肥 的價格，減少農業生產的成本。本發明解決技術問題採用如下技術方案本發明苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥的特點是在尿素表面以苯丙 乳液和凹凸棒石粘土粉末形成內層包膜，在所述內層包膜的表面以石蠟形成外層包膜， 各物料的用量為含氮的質量百分比為> 46.4%、顆粒粒徑為3-4mm的尿素IOOg;玻璃化轉變溫度為55°C的苯丙乳液40_60mL;
工業石蠟20_30g;顆粒粒徑為200-325目的凹凸棒石粘土粉末4_6g。本發明苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥的製備方法的特點在於經 兩次包膜完成苯丙乳液_石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥的製備；第一次包膜使用苯丙乳液作為包膜劑、凹凸棒石粘土粉末作為防結緩釋劑； 將噴灑了苯丙乳液的尿素顆粒用凹凸棒石粘土粉末進行包裹、烘乾；第二次包膜將作為添加劑的石蠟加熱熔融後，噴塗在第一次包膜所得的產品 表面即成。本發明苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥的製備方法的特點也在 於所述第一次包膜設置包衣機轉速為60r/min、預熱溫度為50_70°C向包衣機轉 鼓內投入尿素預熱10分鐘後，使用噴槍向轉鼓中噴入苯丙乳液，同時向包衣機轉鼓中投 入凹凸棒石粉末，在噴完苯丙乳液後，包衣機保持轉速，保持加熱溫度，5分鐘後出料， 所述出料以50°C進行乾燥，得乾料；所述第二次包膜將第一次包膜所得乾料重新投入包衣機，設置包衣機轉速為 50r/min,加熱溫度為60-80°C，使用噴槍向轉鼓中噴入經加熱熔融的石蠟，在噴完石蠟 後，關閉電爐，包衣機保持轉速，10分鐘後出料，得苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜 緩釋氮肥。與已有技術相比，本發明有益效果體現在1、本發明選用具有特殊的晶體形態和納米孔結構以及吸附性能優異的特性泛、 價廉凹凸棒石粘土作為緩/控釋肥功能材料，與苯丙乳液、石蠟複合包裹在顆粒尿素表 面，製成凹凸棒石-石蠟-苯丙乳液複合包膜尿素緩/控釋肥，通過凹凸棒石對化肥養分 的吸附作用、對土壤孔隙水滲透的阻滯作用延緩對化肥養分的釋放，取得了良好效果。
2、本發明以凹凸棒石粉末防止結塊，同時利用凹凸棒石粉末本身很好的吸附性 能，提高包膜產品的緩釋效果。3、本發明方法中，在第一次包膜過程中膜表面會出現微孔，通過第二次包膜， 在表面噴塗石蠟，使其鑲嵌於微孔處，可有效提高緩釋效果。
具體實施例方式實施例1 本實施例中，苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥是在尿素表面以苯丙 乳液和凹凸棒石粉末形成內層包膜，在內層包膜的表面以石蠟形成外層包膜，各物料的 用量為含氮的質量百分比為>46.4%、顆粒粒徑為3_4mm的尿素IOOg;玻璃化轉變溫度為55°C的苯丙乳液40mL;工業石蠟30g ；
顆粒粒徑為200 325目的凹凸棒石粉末4g。本實施列中苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥的製備方法是按如下過 程操作1、設置包衣機轉速為60r/min、預熱溫度為50°C ；向包衣機轉鼓內投入尿素 預熱10分鐘後，使用噴槍向轉鼓中噴入苯丙乳液，同時向包衣機轉鼓中投入凹凸棒石粉 末，在噴完苯丙乳液後，包衣機保持轉速和溫度，5分鐘後出料，所述出料以50°C乾燥 60分鐘得乾料；2、將乾料重新投入包衣機，設置包衣機轉速為50r/min、加熱溫度為60°C，使 用噴槍向轉鼓中噴入石蠟，在噴完石蠟後，包衣機保持轉速和溫度，10分鐘後出料，得 苯丙乳液_石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥。具體實施中，所用凹凸棒石粘土為凹凸棒石礦物解聚分散後經乾燥、粉碎後所 得凹凸棒石粉體，對養分的吸附性能良好。由於包膜過程中各種包膜材料的損失，最終製得的苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石復 合包膜緩釋氮肥的包膜率為25.37%。根據《緩釋肥料》國家標準(GB/T 23348-2009)，緩釋肥料要在25°C靜水中浸 泡24小時初期養分釋放率小於15%，28天累積養分釋放率小於80%。表1產品指標對照
"^lGB/T23348-2009指標 本發明產品
24小時內養分釋放率 ^15%9^3%
28天累積養分釋放率 46.4%、顆粒粒徑為3_4mm的尿素IOOg;玻璃化轉變溫度為55度的苯丙乳液60mL ；工業石蠟20g ；顆粒粒徑為200-325目的凹凸棒石粉末6g。本實施列中苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥的製備方法是按如下過 程操作1、設置包衣機轉速為60r/min、預熱溫度為60°C ；向包衣機轉鼓內投入尿素 預熱10分鐘後，使用噴槍向轉鼓中噴入苯丙乳液，同時向包衣機轉鼓中投入凹凸棒石粉 末，在噴完苯丙乳液後，包衣機保持轉速和溫度，5分鐘後出料，所述出料以50°C乾燥 60分鐘得乾料；2、將乾料重新投入包衣機，設置包衣機轉速為50r/min、加熱溫度為70°C，使 用噴槍向轉鼓中噴入石蠟，在噴完石蠟後，包衣機保持轉速和溫度，10分鐘後出料，得 苯丙乳液_石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥。具體實施中，所用凹凸棒石粘土為凹凸棒石礦物解聚分散後經乾燥、粉碎後所 得凹凸棒石粉體，對養分的吸附性能良好。由於包膜過程中各種包膜材料的損失，最終製得的苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石復 合包膜緩釋氮肥的包膜率為27.94%。根據《緩釋肥料》國家標準(GB/T 23348-2009)，緩釋肥料要在25°C靜水中浸 泡24小時初期養分釋放率小於15%，28天累積養分釋放率小於80%。表2產品指標對照
權利要求
1.一種苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥，其特徵是在尿素表面以苯丙乳 液和凹凸棒石粘土粉末形成內層包膜，在所述內層包膜的表面以石蠟形成外層包膜，各 物料的用量為含氮的質量百分比為>46.4%、顆粒粒徑為3-4_的尿素IOOg;玻璃化轉變溫度為55°C的苯丙乳液40-60mL ；工業石蠟20-30g ；顆粒粒徑為200-325目的凹凸棒石粘土粉末4-6g。
2.—種權利要求1所述苯丙乳液_石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥的製備方法，其 特徵是經兩次包膜完成苯丙乳液_石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥的製備；第一次包膜使用苯丙乳液作為包膜劑、凹凸棒石粘土粉末作為防結緩釋劑；將噴 灑了苯丙乳液的尿素顆粒用凹凸棒石粘土粉末進行包裹、烘乾；第二次包膜將作為添加劑的石蠟加熱熔融後，噴塗在第一次包膜所得的產品表面 即成。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是所述第一次包膜設置包衣機轉速為eOr/min、預熱溫度為50-70°C ；向包衣機轉鼓 內投入尿素預熱10分鐘後，使用噴槍向轉鼓中噴入苯丙乳液，同時向包衣機轉鼓中投入 凹凸棒石粉末，在噴完苯丙乳液後，包衣機保持轉速，保持加熱溫度，5分鐘後出料，所 述出料以50°C進行乾燥，得乾料；所述第二次包膜將第一次包膜所得乾料重新投入包衣機，設置包衣機轉速為50r/ min、加熱溫度為60-80°C，使用噴槍向轉鼓中噴入經加熱熔融的石蠟，在噴完石蠟後， 關閉電爐，包衣機保持轉速，10分鐘後出料，得苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋 氮肥。
全文摘要
本發明公開了一種苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥及其製備方法，其中複合包膜緩釋氮肥是在尿素表面以苯丙乳液和凹凸棒石粘土粉末形成內層包膜，在內層包膜的表面以石蠟形成外層包膜；其製備方法是經兩次包膜完成苯丙乳液-石蠟-凹凸棒石複合包膜緩釋氮肥的製備第一次包膜使用苯丙乳液作為包膜劑、凹凸棒石粘土粉末作為防結緩釋劑；將噴灑了苯丙乳液的尿素顆粒用凹凸棒石粘土粉末進行包裹、烘乾；第二次包膜將作為添加劑的石蠟加熱熔融後，噴塗在第一次包膜所得的產品表面即成。本發明通過凹凸棒石對化肥養分的吸附作用、對土壤孔隙水滲透的阻滯作用延緩對化肥養分的釋放，取得了良好效果。
文檔編號C05G3/00GK102020510SQ20101052399
公開日2011年4月20日 申請日期2010年10月27日 優先權日2010年10月27日
發明者周正發, 張雁, 彭書傳, 陳天河, 陳天虎 申請人:合肥工業大學