專利名稱：一種可降解緩釋肥料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于肥料生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種可降解緩釋肥料及其制作工藝。
背景技術(shù)：
我國(guó)化肥消耗量約占世界化肥消費(fèi)總量的20_30%，居世界第一位，發(fā)達(dá)國(guó)家化肥 當(dāng)季利用率平均為50_60%，我國(guó)化肥當(dāng)季利用率平均僅為30-35%。大量營(yíng)養(yǎng)元素的流失 浪費(fèi)不僅給社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。提高肥料利用率，減 少施肥量，節(jié)省施肥勞動(dòng)力，顯得尤為重要，緩/控釋肥通過(guò)對(duì)養(yǎng)分釋放率的調(diào)控而使之與 作物養(yǎng)分吸收基本相同步，可以大大提高肥料養(yǎng)分利用率，減少農(nóng)業(yè)面源污染，符合國(guó)家可 持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，因此緩控釋肥料已成為21世紀(jì)肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向之一。
在20世紀(jì)70年代，在李慶逵院士主持下，由中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所和南京化 工研究所合作研究開發(fā)的包裹型長(zhǎng)效碳酸氫銨，開創(chuàng)了我國(guó)研制緩/控釋肥料的先河。90 年代以后，緩/控釋肥的研制進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，樹脂包膜、硫包衣、硫加樹脂包膜、營(yíng)養(yǎng)材 料包裹、基質(zhì)復(fù)合、膠結(jié)控釋、酶學(xué)抑制等產(chǎn)品和工藝百花齊放。包膜肥料因其良好的緩控 釋性能得到了人們的青睞，該工藝一般使用有機(jī)溶劑，工藝設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高， 且其膜殼一般也難以降解或降解時(shí)間較長(zhǎng)，因此膜材料和制作工藝的選擇是生產(chǎn)可降解緩 控釋肥料的關(guān)鍵。已有使用脲醛低聚物制作緩釋肥料的研究報(bào)道(玉米專用高分子緩釋 肥的制備及肥效研究，中北大學(xué)學(xué)報(bào)，2007年第28巻第2期)，眾所周知，脲醛類聚合物、樹 脂膠的生產(chǎn)工藝決定了其產(chǎn)品含有游離甲醛，因此必須針對(duì)脲醛樹脂膠的游離甲醛進(jìn)行改 性，去除脲醛樹脂膠的游離甲醛，才能真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)食品安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種既能提高肥料利用率，又能保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可降解 包膜緩釋肥料及其制作方法，該工藝操作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，養(yǎng)分控釋性能良好，其方法是使 用改性脲醛樹脂將固體膜材料包裹在肥料顆粒表面，制得包膜緩釋肥。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 —種可降解緩釋肥料，其緩釋期為l-3個(gè)月，制作方法如下 第一步將顆粒肥料在包膜設(shè)備中預(yù)熱至40-52t:，加入占顆粒肥料質(zhì)量0. 5-5% 的改性脲醛樹脂，在包膜設(shè)備中轉(zhuǎn)動(dòng)至肥料顆粒表面形成粘結(jié)液層， 第二步把改性高嶺土和味精渣混合均勻后，加到包膜設(shè)備中運(yùn)動(dòng)的肥料顆粒上， 繼續(xù)加熱保持溫度40-55t:，轉(zhuǎn)動(dòng)至膜材料被均勻的包裹到肥料顆粒上，并固化成膜，完成 一次包膜，改性高嶺土和味精渣的使用量占顆粒肥料質(zhì)量的2-9%， 第三步按順序重復(fù)第一、二步驟多次，直至包膜材料全部包裹在肥料顆粒上，包 膜層固化，制得可降解緩釋肥料。 前述的可降解緩釋肥料，優(yōu)選的技術(shù)方案在于，第二步中改性高嶺土和味精渣混 合的比例是改性高嶺土 7-9份，味精渣1-3份。
前述的可降解緩釋肥料，優(yōu)選的技術(shù)方案在于，還包括第四步使用占顆粒肥料質(zhì) 量0. 5%的滑石粉做表面撲粉處理，制得成品。 前述的可降解緩釋肥料，優(yōu)選的技術(shù)方案在于，所述改性高嶺土采用十六烷基三 甲基溴化銨(HDTMA)處理。 前述的可降解緩釋肥料，優(yōu)選的技術(shù)方案在于，所述改性脲醛樹脂制作過(guò)程中添 加了占總質(zhì)量39-42%的磺化木質(zhì)素。 前述的可降解緩釋肥料，優(yōu)選的技術(shù)方案在于，第一步中所述改性脲醛樹脂每次 用量占顆粒肥料質(zhì)量的1_3%。 前述的可降解緩釋肥料，優(yōu)選的技術(shù)方案在于，第二步中所述味精渣粒徑范圍為 0. 05-0. 3mm。 前述的可降解緩釋肥料，優(yōu)選的技術(shù)方案在于，第二步中改性高嶺土和味精渣的 使用量占顆粒肥料質(zhì)量的2-5%。 前述的可降解緩釋肥料，優(yōu)選的技術(shù)方案在于，所述包膜設(shè)備是圓盤造粒機(jī)、轉(zhuǎn)鼓 或流化床。 本發(fā)明可降解緩釋肥料可以根據(jù)作物對(duì)緩釋期的需求，確定重復(fù)第一、第二步驟
的次數(shù)，重復(fù)次數(shù)越多，緩釋期越長(zhǎng)，本發(fā)明工藝產(chǎn)品緩釋期為1-3個(gè)月。 本發(fā)明以改性脲醛樹脂、改性高嶺土和有機(jī)肥為主要包膜材料，不使用溶劑，生產(chǎn)
工藝簡(jiǎn)單，能大幅度降低包膜控釋肥的生產(chǎn)成本，提高肥料利用率，有利于農(nóng)業(yè)面源污染的
控制和控釋肥在大田作物上的推廣應(yīng)用，另外本發(fā)明還具備以下優(yōu)良效果改性脲醛樹脂
在光照、水分和土壤中微生物的作用下，能夠在一年內(nèi)逐漸降解，一方面保護(hù)了土壤環(huán)境，
另一方面，由于改性脲醛樹脂是有機(jī)氮化合物，其降解后能夠補(bǔ)充土壤中的氮素養(yǎng)分供作
物吸收；改性高嶺土能夠吸附土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留，可以凈化修復(fù)土壤；配方中的有
機(jī)肥富含腐植酸，腐植酸能活化養(yǎng)分，改良低產(chǎn)土壤物理化學(xué)性狀，增加土壤中有機(jī)質(zhì)、速
效氮、速效磷、速效鉀的含量，并有助于土壤中微生物群落的增長(zhǎng)。


圖1是緩釋期1個(gè)月21-8-11的緩釋復(fù)合肥在25t:水中累積釋放曲線圖。
圖2是緩釋期2個(gè)月46-0-0的緩釋尿素在25。C水中累積釋放曲線圖。
圖3是緩釋期3個(gè)月46-0-0的緩釋尿素在25。C水累積釋放曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例、實(shí)驗(yàn)例及附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)的描述，但保護(hù)范圍 不被此限制。各實(shí)施例中所用原料或設(shè)備均可從市場(chǎng)購(gòu)買。所用高嶺土購(gòu)自山東泰豐化 輕技術(shù)裝備研究所，型號(hào)T-3-l，該高嶺土用十六烷基三甲基溴化銨(HDTMA)(購(gòu)自上海 敏昊精細(xì)化工有限公司)改性，改性的方法可參考高葉松(Ye-Song Gao);歐陽(yáng)通(Tong 0uyang);張姣靈(Jiao-Ling Zhang);劉耀興(Yao-Xing Liu，《HDTMA有機(jī)高嶺土對(duì)甲基異 柳磷的吸附性能》，華僑大學(xué)學(xué)報(bào)，30巻1期(2009/01);所用脲醛樹脂購(gòu)自菏澤市東方樹脂 廠，規(guī)格為EO級(jí)，該脲醛樹脂用磺化木質(zhì)素(購(gòu)自四川省江安縣蜀星紙業(yè)有限公司)改性， 方法可參考劉會(huì)基、舒余德，《木質(zhì)素磺化的研究》，化工時(shí)報(bào)，2000年第14巻第12期。
實(shí)施例1 稱量21-8-11顆粒復(fù)合肥500kg，在圓盤造粒機(jī)中預(yù)熱至4(TC，稱量5kg改性脲醛 樹脂加到運(yùn)動(dòng)的肥料顆粒上，隨著肥料顆粒不斷運(yùn)動(dòng)，在其表面形成粘結(jié)液層，把稱量好的 10. 5kg改性高嶺土和4. 5kg味精渣混合均勻后加到圓盤造粒機(jī)里的肥料上，繼續(xù)加熱保持 溫度40-52t:，隨著造粒機(jī)的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，改性高嶺土和味精渣被均勻包裹在肥料表面，直至 固化成膜；按照上述稱量的包膜材料量，在21-8-11顆粒復(fù)合肥料上再重復(fù)包裹1次，可制 得包膜率約8%、緩釋1個(gè)月的可降解緩釋肥料。
實(shí)施例2 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上再增加一處理步驟，即將實(shí)施例1所獲得的肥料再用2. 5kg
滑石粉表面調(diào)理，冷卻、包裝入庫(kù)。
實(shí)施例3 稱量46-0-0大顆粒尿素1000kg，在圓盤造粒機(jī)中預(yù)熱至45°C，稱量20kg改性脲 醛樹脂加到運(yùn)動(dòng)的肥料顆粒上，隨著肥料顆粒不斷運(yùn)動(dòng)，在其表面形成粘結(jié)液層，把稱量好 的40kg改性高嶺土和10kg味精渣混合均勻后加到圓盤造粒機(jī)里的肥料上，繼續(xù)加熱保持 溫度40-52t:，隨著造粒機(jī)的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，改性高嶺土和味精渣被均勻包裹在肥料表面，直至 固化成膜；按照上述稱量的包膜材料量，在大顆粒尿素上再重復(fù)包裹1次，可制得包膜率約 14% 、緩釋2個(gè)月的可降解緩釋肥料，用5kg滑石粉表面調(diào)理，冷卻、包裝入庫(kù)。
實(shí)施例4 稱量46-0-0大顆粒尿素1000kg，在流化床中預(yù)熱至52t:，稱量30kg改性脲醛 樹脂加到運(yùn)動(dòng)的肥料顆粒上，隨著肥料顆粒不斷運(yùn)動(dòng)，在其表面形成粘結(jié)液層，把稱量好 的63kg改性高嶺土和7kg味精渣混合均勻后加到圓盤造粒機(jī)里的肥料上，繼續(xù)加熱保持 溫度40-52t:，隨著造粒機(jī)的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，改性高嶺土和味精渣被均勻包裹在肥料表面，直至 固化成膜；按照上述稱量的包膜材料量，在大顆粒尿素上再重復(fù)包裹1次，可制得包膜率約 20 % 、緩釋3個(gè)月的可降解緩釋肥料，用5kg滑石粉表面調(diào)理，冷卻、包裝入庫(kù)。
實(shí)驗(yàn)例 試驗(yàn)方法稱取10g肥料樣品，準(zhǔn)確至0. Olg，放入用100目尼龍紗網(wǎng)做成的小袋 中封口，將小袋放入250ml分液漏斗中，然后加蒸餾水250ml，密封后置于25。C的恒溫培養(yǎng) 箱中，做3次平行，同時(shí)做空白試驗(yàn)。在第ld、3d、7d、14d、28d、60d、90d、120d 取樣測(cè)定，
直到養(yǎng)分累積釋放率達(dá)到80%。 圖1是緩釋期1個(gè)月21-8-11的緩釋復(fù)合肥(實(shí)施例1)累積釋放曲線圖。圖2 是緩釋期2個(gè)月46-0-0的緩釋尿素(實(shí)施例3)累積釋放曲線圖。圖3是緩釋期3個(gè)月 46-0-0的緩釋尿素(實(shí)施例4)累積釋放曲線圖。由圖l-3可知，本發(fā)明可降解緩釋肥料符 合2009年09月01日起實(shí)施的國(guó)家緩控釋肥料GB/T 23348-2009標(biāo)準(zhǔn)，具有較好的緩釋效 果，在提高肥料利用率、避免農(nóng)業(yè)面源污染方面，取得了突出的技術(shù)效果。
權(quán)利要求
一種可降解緩釋肥料，其特征在于，緩釋期為1-3個(gè)月，制作方法如下第一步將顆粒肥料在包膜設(shè)備中預(yù)熱至40-52℃，加入占顆粒肥料質(zhì)量0.5-5％的改性脲醛樹脂，在包膜設(shè)備中轉(zhuǎn)動(dòng)至肥料顆粒表面形成粘結(jié)液層，第二步把改性高嶺土和味精渣混合均勻后，加到包膜設(shè)備中運(yùn)動(dòng)的肥料顆粒上，繼續(xù)加熱保持溫度40-55℃，轉(zhuǎn)動(dòng)至膜材料被均勻的包裹到肥料顆粒上，并固化成膜，完成一次包膜，改性高嶺土和味精渣的使用量占顆粒肥料質(zhì)量的2-9％，第三步按順序重復(fù)第一、二步驟多次，直至包膜材料全部包裹在肥料顆粒上，包膜層固化，制得可降解緩釋肥料。
2. 權(quán)利要求1所述的可降解緩釋肥料，其特征在于，第二步中改性高嶺土和味精渣混 合的比例是改性高嶺土 7-9份，味精渣1-3份。
3. 權(quán)利要求l所述的可降解緩釋肥料，其特征在于，還包括第四步使用占顆粒肥料質(zhì) 量O. 5%的滑石粉做表面處理，制得成品。
4. 權(quán)利要求l-3任一所述的可降解緩釋肥料，其特征在于，所述改性高嶺土采用十六 烷基三甲基溴化銨處理。
5. 權(quán)利要求l-3任一所述的可降解緩釋肥料，其特征在于，所述改性脲醛樹脂制作過(guò) 程中添加了 39-42 %的磺化木質(zhì)素。
6. 權(quán)利要求l-3任一所述的可降解緩釋肥料，其特征在于，第一步中所述改性脲醛樹 脂每次用量占顆粒肥料質(zhì)量的1_3%。
7. 權(quán)利要求l-3任一所述的可降解緩釋肥料，其特征在于，第二步中所述味精渣粒徑 范圍為0. 05-0. 3mm。
8. 權(quán)利要求l-3任一所述的可降解緩釋肥料，其特征在于，第二步中改性高嶺土和味 精渣的使用量占顆粒肥料質(zhì)量的2-5%。
9. 權(quán)利要求l-3任一所述的可降解緩釋肥料，其特征在于，所述包膜設(shè)備是圓盤造粒 機(jī)、轉(zhuǎn)鼓或流化床。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可降解緩釋肥料，緩釋期為1-3個(gè)月，制作方法如下第一步將顆粒肥料在包膜設(shè)備中預(yù)熱，加入改性脲醛樹脂，在包膜設(shè)備中轉(zhuǎn)動(dòng)至肥料顆粒表面形成粘結(jié)液層，第二步把改性高嶺土和味精渣混合均勻后，加到包膜設(shè)備中運(yùn)動(dòng)的肥料顆粒上，繼續(xù)加熱保持溫度，轉(zhuǎn)動(dòng)至膜材料被均勻的包裹到肥料顆粒上，并固化成膜，完成一次包膜，第三步按順序重復(fù)第一、二步驟多次，直至包膜材料全部包裹在肥料顆粒上，包膜層固化，制得可降解緩釋肥料。其具有良好的緩釋性能。
文檔編號(hào)C05G5/00GK101759498SQ200910230290
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者李廣濤, 解玉洪, 陳劍秋, 陳德清 申請(qǐng)人:山東金正大生態(tài)工程股份有限公司