專利名稱：以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料及其制備方法，屬于控釋肥料生產(chǎn)領(lǐng)域。
(ニ)
背景技術(shù)：
我國是一個農(nóng)業(yè)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(jīng)濟(jì)和能源上的浪費以及引發(fā)各種環(huán)境污染問題。因此，如何大幅度提高化肥利用率、改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和實現(xiàn)環(huán)境友好型發(fā)展，是目前可持續(xù)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展中亟需解決的重要問題。包膜控釋肥料的發(fā)明和生產(chǎn)以及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，為解決這個問題開辟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，表面涂覆ー層低水溶性或微溶性的無機(jī)物或有機(jī)聚合物，改變化肥養(yǎng)分的溶出性，延長或控制肥料養(yǎng)分釋放，使土壤養(yǎng)分供應(yīng)與作物需肥要求相協(xié)調(diào)的新型肥料。由于目前有機(jī)聚合物價格高，純粹采用有機(jī)聚合物進(jìn)行包膜生產(chǎn)的包膜型控釋肥料價格較高，難以廣泛推廣應(yīng)用。硫磺作為ー種無機(jī)物包膜材料，成膜性較好、制備エ藝簡單、尤其是價格低廉，非常適合于大規(guī)模生產(chǎn)和在農(nóng)業(yè)上推廣應(yīng)用。但這種硫包膜肥料存在較大的缺陷，一方面，由于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，易從尿素或復(fù)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，裂縫或噴涂不勻造成的缺陷等，會使膜內(nèi)速溶性養(yǎng)分快速溶解出來，使初期養(yǎng)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，抗沖擊性、耐磨性等性能，如專利CN101100405B和USA 6，617，412，但是這些專利技術(shù)中的硫磺質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高，因此其釋放期并不長，而且由于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(shù)，主要是在硫膜外再涂上ー層密封劑，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(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用。因此，研制開發(fā)出ー種具有韌性、耐磨性、防硫膜氧化、生產(chǎn)成本低、制備エ藝簡単，并可控制養(yǎng)分釋放的以硫為底涂層、以價格較低的有機(jī)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(chǎn)成本及其在農(nóng)業(yè)上大面積推廣應(yīng)用起到積極的作用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料及其制備方法，目的是提供ー種以硫膜為底涂層，在硫膜外噴涂不飽和聚酯樹脂的具有防止硫膜氧化、高耐磨性和高抗沖擊性能、生產(chǎn)成本較低的包膜控釋肥料及其制備方法。一種以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的制備方法，包括如下步驟(I)將粒徑范圍在2_5mm的顆粒肥料置于轉(zhuǎn)鼓中進(jìn)行預(yù)熱至60 90°C ；
(2)然后將溫度為150 160°C的液硫由加熱噴嘴噴涂到顆粒肥料表面上，液硫霧滴在運動的肥料顆粒表面均勻鋪展，通過不斷地噴涂液硫到肥料顆粒表面上，即可在其表面形成均勻、連續(xù)、具有一定厚度的固化硫包膜；所述的噴涂在顆粒肥料表層的硫，占顆粒肥料總重量的10-25%。(3)配制不飽和聚酯樹脂溶液，再將不飽和樹脂溶液噴涂到固化硫包膜的顆粒肥料上均勻鋪展開，并迅速固化成堅韌、光滑致密的樹脂包膜層。將固化成膜的肥料顆粒從轉(zhuǎn)鼓中取出、冷卻即得到以硫為底涂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(jìn)劑和引發(fā)劑組成，其中不飽和聚酯、促進(jìn)劑和引發(fā)劑分別占不飽和聚酯樹脂的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(jìn)劑為環(huán)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(fā)劑為過氧化甲こ酮、過氧化環(huán)己酮、過氧化ニこ酰、過氧化苯甲?；蜻^氧化こ酰こ酮中的ー種或幾種的混合物。
本發(fā)明的要點是要點之ー是將粒徑范圍在2-5mm的顆粒肥料置于轉(zhuǎn)鼓中進(jìn)行預(yù)熱至60 90°C ；然后將溫度為150 160°C的液硫由加熱噴嘴噴涂到顆粒肥料表面上，液硫霧滴在運動的肥料顆粒表面均勻鋪展并固化成硫膜，通過不斷地噴涂液硫到肥料顆粒表面上，即可在其表面形成均勻、連續(xù)、具有一定厚度的硫膜。要點之二是將配制好的熱固性樹脂包膜溶液噴涂到運動的硫包膜顆粒肥料上均勻鋪展開，并迅速固化成堅韌、光滑致密的樹脂包膜層。要點之三是噴涂在顆粒肥料表層的硫，占顆粒肥料總重量的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(jìn)劑為環(huán)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(fā)劑為過氧化甲こ酮、過氧化環(huán)己酮、過氧化ニこ酰、過氧化苯甲酰、過氧化こ酰こ酮中的ー種或幾種的混合物，三者分別占不飽和聚酯樹脂的90-95%、1-4%、1-6%。本發(fā)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后，不僅改善了硫膜的韌性、耐磨性和抗沖擊性，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后的硫包膜肥料具有很好的養(yǎng)分控釋性能，可根據(jù)不同的包膜厚度將養(yǎng)分釋放期精確控制在I 12個月，能滿足不同的農(nóng)作物的生長需求。3.與其他熱固性樹脂如聚氨酷、環(huán)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(chǎn)成本較低。因此，此肥料非常有利于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用。4.制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(yè)化大規(guī)模快速生產(chǎn)提供了最好的途徑。


圖I :本發(fā)明的包膜控釋肥料制作エ藝流程圖。圖中I首先將尿素或復(fù)合肥顆粒加入轉(zhuǎn)鼓中，使肥料預(yù)熱到60_90°C ；2加熱到熔融狀態(tài)的液態(tài)硫用壓縮空氣霧化噴涂在已預(yù)熱的尿素顆粒肥料表面上；3是將不飽和聚酷、促進(jìn)劑環(huán)烷酸鈷和引發(fā)劑過氧化甲こ酮混合攪拌均勻后，逐漸加入到已涂硫的尿素顆粒上；4是不飽和聚酯、促進(jìn)劑和引發(fā)劑在已涂硫的肥料硫膜表面直接反應(yīng)固化成膜；5是將包膜后的肥料轉(zhuǎn)移到冷卻器中，使其冷卻至室溫；6是將冷卻后的包膜肥料稱量、包裝、貯存。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實施例。所述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。所述材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑而得。 實施例I :將85kg直徑為2_5mm的大顆粒尿素裝入轉(zhuǎn)鼓中，加熱至60_90°C，然后將加熱到熔融狀態(tài)(150-160°C)的液態(tài)硫用壓縮空氣霧化(雙流體噴嘴)噴涂在尿素顆粒肥料表面上，此空氣霧化噴嘴將15kg的液硫全部噴涂到該顆粒上，所得的硫包膜尿素中硫磺占肥料總重量的15%。然后將不飽和聚酯191#0. 288kg、促進(jìn)劑辛酸鈷O. 006kg和引發(fā)劑過氧化甲こ酮O. Olkg混合攪拌均勻后，逐漸加入到已涂硫的尿素顆粒上，隨著轉(zhuǎn)鼓的不斷轉(zhuǎn)動，即可將不飽和聚酯樹脂包膜液均勻的涂布于其顆粒表面上，約5分鐘，即可固化成膜。所得產(chǎn)品為以硫為底涂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(yǎng)分控制釋放時間約為90天。此產(chǎn)品在水中的N素累積釋放率測定結(jié)果列于表I中。表I
權(quán)利要求
1.一種以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(I)將粒徑范圍在2-5mm的顆粒肥料置于轉(zhuǎn)鼓中進(jìn)行預(yù)熱至60 90°C ；(2)然后將溫度為150 160°C的液硫由加熱噴嘴噴涂到顆粒肥料表面上，液硫霧滴在運動的肥料顆粒表面均勻鋪展，通過不斷地噴涂液硫到肥料顆粒表面上，即可在其表面形成均勻、連續(xù)、具有一定厚度的固化硫膜；(3)將配制好的不飽和聚酯樹脂噴涂到運動的硫包膜的顆粒肥料上均勻鋪展開，并迅速固化成堅韌、光滑致密的樹脂包膜層，將固化成膜的肥料顆粒從轉(zhuǎn)鼓中取出、冷卻、包裝、貯存。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的制備方法，其特征在于噴涂在顆粒肥料表層的硫，占顆粒肥料總重量的10-25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的制備方法，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求I所述的以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的制備方法，其特征在于，所述的不飽和聚酯樹脂中不飽和聚酯、促進(jìn)劑、引發(fā)劑分別占不飽和聚酯樹脂的 90-95%、1-4%、1-6%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的制備方法，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求4所述的以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的制備方法，其特征在于，所述的促進(jìn)劑為環(huán)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(jù)權(quán)利要求4所述的以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料的制備方法，其特征在于，所述的引發(fā)劑為過氧化甲こ酮、過氧化環(huán)己酮、過氧化ニこ酰、過氧化苯甲?；蜻^氧化こ酰こ酮中的ー種或幾種的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以硫為底涂層的不飽和聚酯樹脂包膜控釋肥料及其制備方法。本發(fā)明首先將轉(zhuǎn)鼓中的顆粒肥料預(yù)熱到一定溫度，然后將已熔融的液硫均勻的噴涂到顆粒肥料上，形成一層光滑致密的硫膜，所得產(chǎn)品為硫包膜肥料；然后將配制好的不飽和聚酯樹脂包膜溶液噴涂到運動的硫包膜顆粒肥料表面，并快速固化成膜，所得產(chǎn)品為外涂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、抗沖擊等性能，還具有使膜內(nèi)養(yǎng)分按照設(shè)定模式可控制釋放的性能，養(yǎng)分釋放期可以控釋在1個月到12個月不等。此外，該產(chǎn)品成本低，工藝簡單，非常適合于大規(guī)模生產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者張民, 陸盤芳 申請人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)