專利名稱：一種肥料的包衣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種肥料的包衣方法，屬于包膜肥料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
樹脂包膜控釋肥料可以緩慢地釋放肥料養(yǎng)分。通過調(diào)整包膜配方可以人為調(diào)節(jié)肥料的養(yǎng)分釋放速度，能夠最大限度地與作物的需肥規(guī)律相符合，減少肥料損失，提高肥料利用率，因而成為頗受關(guān)注的新型肥料。專利CN 1036553、CN 18001007、CN 101302131A等中公開的熱塑性樹脂包膜肥料
的制造過程是將樹脂溶解在溶劑中，然后在噴流塔設(shè)備中，將樹脂溶液噴到流化態(tài)的肥料顆粒表面。同時，在熱氣流的帶動下，溶液中的溶劑成份迅速揮發(fā)，在肥料顆粒表面留下一層樹脂膜。通過調(diào)節(jié)樹脂的成分以及用量，可以起到調(diào)節(jié)肥料養(yǎng)分釋放速率的目的。聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等是熱塑性樹脂包膜肥料中經(jīng)常使用的樹脂材料。在溶劑的使用上，一般采用單一溶劑，未見使用混合溶劑的報導(dǎo)。國外技術(shù)中，樹脂包膜肥料的制備多采用苯系溶劑。然而，進一步研究發(fā)現(xiàn)，苯、甲苯、二甲苯等雖然是熱塑性樹脂的優(yōu)良溶劑，但由于苯系溶劑毒性較高，在生產(chǎn)中如使用不當(dāng)有較大的安全隱患和環(huán)境風(fēng)險。我國科學(xué)家將松節(jié)油的引入開辟了低毒 溶劑在樹脂包膜肥料上作為溶劑的應(yīng)用方法。松節(jié)油對熱塑性樹脂類材料的溶解性較強，包衣性能好，使用安全，對設(shè)備要求相對較低，對環(huán)境的負面影響較小。然而，存在的問題是溶劑在產(chǎn)品中有一定殘留，成品中會有松節(jié)油的味道。本項發(fā)明的目的是提供一種使用混合溶劑制備樹脂包衣肥料的方法，在保持使用松節(jié)油及低毒溶劑制備樹脂包衣肥料的優(yōu)點的同時，降低肥料成品中溶劑的殘留。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種肥料的包衣方法，本發(fā)明使用低毒的混合溶劑，改善溶劑對熱塑性樹脂的溶解性，改善包衣肥料的質(zhì)量，降低樹脂包膜中溶劑殘留的混合溶劑配方及生產(chǎn)方法。本發(fā)明所提供的肥料包衣方法，包括如下步驟:(I)將所述肥料的包衣材料加入混合溶劑中進行溶解得到溶液，然后加入輔料進行混合，得到肥料包膜液；(2)將所述肥料加入至噴流塔中，將所述肥料包膜液噴在所述肥料的顆粒表面，待所述混合溶劑揮發(fā)后，所述包衣材料在所述肥料的表面形成包衣，即實現(xiàn)對肥料的包衣。上述的包衣方法中，所述混合溶劑由幾種低毒溶劑配合組成，組分分別為松節(jié)油、正辛烷和正壬烷。上述的包衣方法中，所述包衣材料可為低密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的一種或幾種的混合物。上述的包衣方法中，所述肥料可為單質(zhì)肥料或復(fù)混肥料。上述的包衣方法中，所述單質(zhì)肥料可為尿素；
所述復(fù)混肥料可由硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、磷酸一銨、磷酸二銨、氯化鈣、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鎂、硝酸鎂和氯化鋅中至少2種組成。上述的包衣方法中，所述混合溶劑由松節(jié)油、正辛烷和正壬烷組成，所述松節(jié)油、正辛烷和正壬烷的體積比為100:10 100:10 100，例如可為100:12.5 75:10 75、100:12.5:12.5 或 100:75:75。上述的包衣方法中，所述包衣材料與所述混合溶劑的配比可為 每Ig所述包衣材料需要8 16mL所述混合溶劑，例如可為14.3mL或15.4mL。上述的包衣方法中，所述輔料可為滑石粉、膨潤土粉、凹凸棒土粉或淀粉等；所述包衣材料與所述輔料的質(zhì)量比可為3 10:1，如4.3:1或4.7:1。本項發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明使用低毒的混合溶劑，改善溶劑對熱塑性樹脂的溶解性，改善包衣肥料的質(zhì)量，降低樹脂包膜中溶劑殘留的混合溶劑配方及包衣肥料的生產(chǎn)方法。 (I)混合溶劑在肥料包衣過程中，溶劑揮發(fā)更加徹底，從而降低包膜肥料中溶劑的
殘留率。(2)采用混合溶劑，可以明顯加快熱塑性樹脂在溶劑中的溶解速度，提高生產(chǎn)效率。(3)混合溶劑的樹脂溶液粘度比單一溶劑的溶液粘度低，有利于提高生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明實施例和對比例中進行肥料包膜的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，I反應(yīng)釜、2壓力泵、3噴頭、4加熱器、5鼓風(fēng)機、6導(dǎo)流管、7加料口、8噴流塔、9冷凝器。圖2為本發(fā)明中肥料樣品1-5號養(yǎng)分釋放曲線。
具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。實施例1、I)稱取40g低密度聚乙烯和30g聚丙烯，加入到800mL松節(jié)油和IOOmL正壬烷的混合溶劑中，將溶液加熱到110°C，待樹脂成分全部溶解后，加入細度為800目的滑石粉15g，加入IOOmL正辛烷，攪拌混合均勻得到肥料包膜液。2)開啟鼓風(fēng)機5和加熱器4，使噴流塔8中流動空氣的溫度達到80°C。從加料口7加入lkg2 4mm圓粒狀的復(fù)合肥料(該復(fù)合肥料購自深圳芭田肥料公司，氮磷鉀養(yǎng)分含量分別為20-10-15)，使得包衣肥料在熱空氣的鼓動下，經(jīng)導(dǎo)流管6在噴流塔8中呈流化態(tài)流動。開啟壓力泵2，將步驟I)制備所得樹脂包膜液，經(jīng)噴頭3噴向流化態(tài)的肥料原料顆粒表面，該包膜液中的混合溶劑揮 發(fā)，經(jīng)冷凝器9冷凝回收后，送回反應(yīng)釜I重復(fù)使用。所述樹脂包膜液中的包膜材料在所述肥料顆粒表面形成一層樹脂膜，得到本發(fā)明提供的樹脂包膜肥料，記為肥料樣品I。實施例2、I)稱取40g低密度聚乙烯和30g聚丙烯，加入到400mL松節(jié)油和300mL正壬烷的混合溶劑中，將溶液加熱到110°C，待樹脂成分全部溶解后，加入細度為800目的滑石粉15g，加入300mL正辛烷，攪拌混合均勻得到肥料包膜液。2)開啟鼓風(fēng)機5和加熱器4，使噴流塔8中流動空氣的溫度達到80°C。從加料口7加入lkg2 4mm圓粒狀的復(fù)合肥料(該復(fù)合肥料購自深圳芭田肥料公司，氮磷鉀養(yǎng)分含量分別為20-10-15)，使得肥料在熱空氣的鼓動下，經(jīng)導(dǎo)流管6在噴流塔8中呈流化態(tài)流動。開啟壓力泵2，將步驟I)制備所得樹脂包膜液，經(jīng)噴頭3噴向流化態(tài)的肥料原料顆粒表面，該包膜液中的混合溶劑揮發(fā)，經(jīng)冷凝器9冷凝回收后，送回反應(yīng)釜I重復(fù)使用。所述樹脂包膜液中的包膜材料在所述肥料顆粒表面形成一層樹脂膜，得到本發(fā)明提供的樹脂包膜肥料，記為肥料樣品2。對比例1、I)稱取40g低密度聚乙烯和30g聚丙烯，加入到I升松節(jié)油中，將溶液加熱到110°C，待樹脂成分全部溶解后，加入細度為800目的滑石粉15g，攪拌混合均勻得到包膜液。2)開啟鼓風(fēng)機5和加熱器4，使噴流塔8中流動空氣的溫度達到80°C。從加料口7加入lkg2 4mm圓粒狀的復(fù)合肥料(該復(fù)合肥料購自深圳芭田肥料公司，氮磷鉀養(yǎng)分含量分別為20-10-15)，使得肥料在熱空氣的鼓動下，經(jīng)導(dǎo)流管6在噴流塔8中呈流化態(tài)流動。開啟壓力泵2，將步驟I)制備所得樹脂包膜液，經(jīng)噴頭3噴向流化態(tài)的肥料原料顆粒表面，該包膜液中的混合溶劑揮發(fā)，經(jīng)冷凝器9冷凝回收后，送回反應(yīng)釜I重復(fù)使用。所述樹脂包膜液中的包膜材料在所述肥料顆粒表面形成一層樹脂膜，得到本發(fā)明提供的樹脂包膜肥料，記為肥料樣品3。實施例1、2和對比例 I中生產(chǎn)包膜肥料所用溶劑不同，實施例1和2樹脂溶解的時間均比對比例I快10分鐘左右(實施例1樹脂溶解用時25分鐘，實施例2樹脂溶解用時27分鐘，對比實施例1用時35分鐘)。而產(chǎn)品中的溶劑殘留肥料樣品I和2分別為0.08%和0.09%,而肥料樣品3為0.29%。肥料樣品3有淡淡的松節(jié)油味道，而肥料樣品I和2味道很小。說明使用混合溶劑可以加快樹脂的溶解速度，提高生產(chǎn)效率。另外，還可以降低產(chǎn)品中的溶劑殘留量。生產(chǎn)中所用溶劑均為低毒溶劑，對環(huán)境影響小。實施例3、I)稱取55g低密度聚乙烯和IOg聚苯乙烯，加入到800mL松節(jié)油和IOOmL正壬烷的混合溶劑中，將溶液加熱到110°C，待樹脂成分全部溶解后，加入細度為800目的滑石粉15g，加入IOOmL正辛烷，攪拌混合均勻得到肥料包膜液。2)開啟鼓風(fēng)機5和加熱器4，使噴流塔8中流動空氣的溫度達到80°C。從加料口7加入Ikg大顆粒尿素，使得肥料在熱空氣的鼓動下，經(jīng)導(dǎo)流管6在噴流塔8中呈流化態(tài)流動。開啟壓力泵2，將步驟I)制備所得樹脂包膜液，經(jīng)噴頭3噴向流化態(tài)的肥料原料顆粒表面，該包膜液中的混合溶劑揮發(fā)，經(jīng)冷凝器9冷凝回收后，送回反應(yīng)釜I重復(fù)使用。所述樹脂包膜液中的包膜材料在所述肥料顆粒表面形成一層樹脂膜，得到本發(fā)明提供的樹脂包膜肥料，記為肥料樣品4。對比例2、I)稱取55g低密度聚乙烯和IOg聚苯乙烯，溶于I升松節(jié)油中，加熱到110°C，待樹脂成分全部溶解后，加入15g滑石粉，攪拌均勻得到包膜液。
2)開啟鼓風(fēng)機5和加熱器4，使噴流塔8中流動空氣的溫度達到80°C。從加料口7加入Ikg大顆粒尿素，使得肥料在熱空氣的鼓動下，經(jīng)導(dǎo)流管6在噴流塔8中呈流化態(tài)流動。開啟壓力泵2，將步驟I)制備所得樹脂包膜液，經(jīng)噴頭3噴向流化態(tài)的肥料原料顆粒表面，該包膜液中的混合溶劑揮發(fā)，經(jīng)冷凝器9冷凝回收后，送回反應(yīng)釜I重復(fù)使用。所述樹脂包膜液中的包膜材料在所述肥料顆粒表面形成一層樹脂膜，得到本發(fā)明提供的樹脂包膜肥料，記為肥料樣品5。實施例3和對比例2相比，樹脂溶解的時間大約快10分鐘，而產(chǎn)品中的溶劑殘留肥料樣品4和5分別為0.07%和0.24%。肥料樣品5有淡淡的松節(jié)油味道，而肥料樣品4味道很小。說明使用混合溶劑不但可以加快樹脂的溶解速度，提高生產(chǎn)效率。另外，還可以降低產(chǎn)品中的溶劑殘留量。實施例4、采用水中養(yǎng)分溶出法測定樹脂包膜肥料養(yǎng)分控釋性能準確稱取肥料5.0g裝入塑料窗紗制成的小袋中，三次重復(fù)。放入裝有200mL蒸餾水的玻璃小瓶中在25 °C恒溫箱中放置培養(yǎng)，在24小時、3天、7天、14天……時取出小袋換瓶浸泡，直至肥料養(yǎng)分溶出達80%以上，測定換出的瓶里水中溶解養(yǎng)分濃度，折算溶出含量。測定的肥料養(yǎng)分釋放曲線如圖2所示。由圖2可得知，在同樣條件下，使用混合溶劑制成的肥料樣品養(yǎng)分溶出速率要比單一溶劑制成的樣品稍微慢一些，但統(tǒng)計上未達到顯著水平。結(jié)果表明，混合溶劑與松節(jié)油溶劑都可以制成具有滿意的養(yǎng)分控釋性能的緩釋肥料。包衣肥料的養(yǎng)分溶出特性由許多因素決定，混合溶劑的特 性可以作為設(shè)計肥料養(yǎng)分溶出所考慮的因素之一。
權(quán)利要求
1.一種肥料的包衣方法，包括如下步驟: (1)將所述肥料的包衣材料加入混合溶劑中進行溶解得到溶液，然后加入輔料進行混合，得到肥料包膜液； (2)將所述肥料加入至噴流塔中，將所述肥料包膜液噴在所述肥料的顆粒表面，待所述混合溶劑揮發(fā)后，所述包衣材料在所述肥料的表面形成包衣，即實現(xiàn)對肥料的包衣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包衣方法，其特征在于:所述混合溶劑由松節(jié)油、正辛烷和正壬燒組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的包衣方法，其特征在于:所述松節(jié)油、所述正辛烷和所述正壬烷的體積比為100:10 100:10 100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的包衣方法，其特征在于:所述包衣材料為低密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的包衣方法，其特征在于:所述肥料為單質(zhì)肥料或復(fù)混肥料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的包衣方法，其特征在于: 所述單質(zhì)肥料為尿素； 所述復(fù)混肥料由硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、磷酸一銨、磷酸二銨、氯化鈣、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鎂、硝酸鎂和氯化鋅中至少2種組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的包衣方法，其特征在于:所述包衣材料與所述混合溶劑的配比為:每Ig所述包衣材料需要8 16mL所述混合溶劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的包衣方法，其特征在于:所述輔料為滑石粉、膨潤土粉、凹凸棒土粉或淀粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的包衣方法，其特征在于:所述包衣材料與所述輔料的質(zhì)量比可為 3 10:1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種肥料的包衣方法。包括如下步驟(1)將所述肥料的包衣材料加入混合溶劑中進行溶解得到溶液，然后加入輔料進行混合，得到肥料包膜液；(2)將所述肥料加入至噴流塔中，將所述肥料包膜液噴在所述肥料的顆粒表面，待所述混合溶劑揮發(fā)后，所述包衣材料在所述肥料的表面形成包衣，即實現(xiàn)對肥料的包衣。本發(fā)明使用低毒的混合溶劑，改善溶劑對熱塑性樹脂的溶解性，改善包衣肥料的質(zhì)量，降低樹脂包膜中溶劑殘留的混合溶劑配方及包衣肥料的生產(chǎn)方法?；旌先軇┰诜柿习逻^程中，溶劑揮發(fā)更加徹底，從而降低包膜肥料中溶劑的殘留率。采用混合溶劑，可以明顯加快熱塑性樹脂在溶劑中的溶解速度，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號C05G3/00GK103242094SQ201310181129
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月16日
發(fā)明者李亞星, 徐秋明, 劉善江, 劉寶存, 李鴻雁, 陳倩 申請人:北京市農(nóng)林科學(xué)院