專利名稱：預涂覆的控制釋放肥料及其制備方法
背景技術：
1.發(fā)明領域本發(fā)明涉及控制釋放肥料及其制備方法。更具體地，本發(fā)明涉及由營養(yǎng)素顆粒(例如NPK顆粒)形成的顆粒狀的肥料組合物，在這種營養(yǎng)素顆粒的上涂有中間層或預涂層和包膠或外涂層。本發(fā)明還涉及生產具有滿意的控制釋放特性的顆粒狀肥料組合物的方法。
2.相關技術描述為了向生長媒介中追加營養(yǎng)素，肥料已經使用了幾千年。我們知道如下的問題已經有相當長的時間，即由追加營養(yǎng)素所獲得的優(yōu)點取決于何時向生長媒介釋放營養(yǎng)素和何時營養(yǎng)素可以被在生長媒介中生長的植物分批地獲取。突然釋放太多的肥料會造成浪費或甚至于對植物造成傷害。另一方面，釋放太少的肥料或遲滯釋放適當?shù)牧?，會讓植物挨餓。因此，需要提供一種顆粒狀肥料組合物，它可以在一定時間內以一個相對均勻的速度釋放到生長媒介中或以另一種特殊的模式釋放。
在全范圍的生長期內加入合適量的營養(yǎng)素，顯然需要多次施加相對小量的肥料組合物，這是一種勞動力十分密集型的方法。因此，控制釋放肥料得到發(fā)展。當今，可以滿意地每幾個星期到幾個月施一次肥料。
一般地，控制釋放肥料采用在營養(yǎng)素顆粒物周圍的涂層作為營養(yǎng)素核與環(huán)境生長媒介的一個物理或化學屏障層。屏障層延緩了營養(yǎng)素核與水分的接觸，從而延緩了水分溶解營養(yǎng)素核，和營養(yǎng)素向生長媒介的釋放。營養(yǎng)素的釋放速度取決于屏障層的材料和其他因素，例如它的厚度和完整性。
一種利用屏障層或包膠技術的方法見于美國專利3,223,518，它于1965年12月14日授權給路易斯·I·漢森，并且轉讓給阿徹-丹尼爾森-米德蘭德。漢森的專利試圖制備一種肥料產品，該產品是將預涂層的一層或多層涂覆在一個具有一個或多個包膠涂層的營養(yǎng)素核上而得到。如漢森專利中所述，預涂層在涂覆包膠涂層前就完全凝固。與一個完全沒有涂層的營養(yǎng)素顆粒相比，其產物肥料表現(xiàn)出核營養(yǎng)素的延緩釋放。然而，發(fā)現(xiàn)反復涂覆涂層和將其凝固很費時而且在商業(yè)上行不通。進一步，漢森公布了一種用漢森的方法制備的，僅有一個預涂層和一個包膠涂層的肥料。該肥料與水分相接觸，在6小時內釋放30-40％的營養(yǎng)素和24小時內釋放50-60％的營養(yǎng)素。這樣的產品以太快的速度釋放太多的營養(yǎng)素，以致于無法被某些控制釋放肥料應用所接受。
美國專利4,657,576記述了另一個試圖提供一種具有滿意的釋放特性的包膠涂層的方法。該專利于1987年4月14日授權給約翰尼斯·M·H·蘭比，并轉讓給謝拉化學公司。營養(yǎng)素核被一種不溶于水的二聚環(huán)戊二烯基樹脂包膠，該樹脂就如在市場銷售的斯科特公司的商標為OSMOCOTE的產品。雖然聚合物屏障層的使用與在漢森′518參考文獻中所述的包膠涂層相似，但是前者加入了調節(jié)涂層pH的原料。依據(jù)該文獻，它改善了釋放模式的某些方面。
人們認識到對于營養(yǎng)素核上涂覆的聚合物屏障層，如OSMOCOTE包膠層的一個缺點是，肥料的釋放特性取決于核或在核上涂覆的聚合物底物的質量。底物表面的不連續(xù)性，例如顆粒狀底物的洞穴，變形的顆粒，或有裂紋、裂縫或表面凹凸不平的顆粒，產生了不完全或不均勻涂層覆蓋。通常，較低的涂層重量，例如核重量的百分之(“PPH”)五，不能夠提供足夠的包膠材料以充分地覆蓋低質量核顆粒的核表面的缺陷，并且產生了不能夠接受的大量的有缺陷的涂覆顆粒?？梢灶A測地，在一種肥料組合物中太多的這樣的產物顆粒，在最初的幾天里，釋放出太多的營養(yǎng)素，使得它們不適合用于那些控制釋放(延遲釋放)的產品。
人們發(fā)現(xiàn)，利用包膠涂層的一個較厚的層，來補償廉價的、低質量的、表面凹凸不平的核顆粒物的不完全或不均勻覆蓋的嘗試，不能產生滿意的結果。例如，將涂層重量加倍到百分之十，將能更有效地覆蓋更多顆粒上的表面缺陷。然而，這種厚的外涂層對相當大量的營養(yǎng)素顆粒物有效地密封，以致于在商業(yè)所能夠接受的相當長的時間內，導致“阻塞”或阻止營養(yǎng)素從核釋放到生長媒介中。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的首要目的是提供一種肥料，在該肥料中，為了增強后序的外涂層的包膠效果，營養(yǎng)素核具有一個預備的或中間的涂層。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種肥料，在該肥料中，特別是對具有高度表面缺陷的營養(yǎng)素核，能夠獲得滿意的釋放特性。
進一步和相關的明顯的目的是提供一種肥料，在該肥料中，營養(yǎng)素核具有多層涂層，這些涂層在涂到核上之后就凝固，以允許滿意的釋放模式，這種模式是采用其他無論使用還是不使用較高的涂層重量都不能獲得的。
更進一步的重要目的是提供一種肥料，在該肥料中，采用包膠涂層的相應較低的涂層重量，對營養(yǎng)素核的表面的缺陷加以覆蓋和/或填充，以避免厚層。該厚層昂貴而且會導致營養(yǎng)素釋放的阻塞或產生釋放的誘導時間過長。
又一明顯的目的是提供一種能達到以上所述一種或多種目的的，或其他明顯的以安全和成本效率為目的的肥料的生產方法。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，我們發(fā)現(xiàn)，以上提到的一個或多個目的可以采用如下方法實現(xiàn)在肥料營養(yǎng)素顆粒的營養(yǎng)素核和包膠涂層，例如二聚環(huán)戊二烯-亞麻子油之間，使用一個未凝固的生亞麻子油或者其他未凝固的適合的油涂層。在用于營養(yǎng)素核之前，生亞麻子油可以與一種粘合劑例如細粘土、硅藻土或類似的物質混合。如果需要，利用向油和粘土的混合物中加入一種干燥劑如錳/鈷干燥劑，可以縮短這種肥料組合物生產進程的時間。
我們發(fā)現(xiàn)，將粘土與亞麻子油一起使用，可以改善生產涂覆顆粒肥料產品的方法。例如，如果沒有粘土，由于在處理中顆粒之間的鼓轉動作，會產生大量細微的、即小的涂層的脫落小塊。而且，單獨的生亞麻子油傾向于穿透二聚環(huán)戊二烯-亞麻子油包膠涂層，滲出或移出外層包膠聚合物層。在這個層外表面油的出現(xiàn)產生了處理問題。
利用預涂層的凝固固化亞麻子油預涂層，以產生一個分離的凝固的層的嘗試，如漢森′518專利所建議的，防止了亞麻子油的不適當?shù)臄U散或移出進入外層的包膠涂層。實際上，凝固預涂層看起來干擾了生亞麻子油預涂層和包膠涂層的物理相互作用。現(xiàn)在人們發(fā)現(xiàn)，未凝固的生亞麻子油預涂層的存在，顯著改善了隨后的包膠層對顆粒營養(yǎng)素的表面缺陷的覆蓋，并對肥料組合物的釋放特性具有顯著貢獻。
本發(fā)明利用了先前未知的未固化的、自由移動的亞麻子油與包膠涂層之間的相互作用，所述的亞麻子油可以與一種粘合劑如粘土、硅藻土或諸如此類的物質混合。這種相互作用提供了成品肥料的釋放特性。除此方法以外，特別是對于含有洞穴或其他表面不連續(xù)性或缺陷的底物，只能夠利用更大的涂層重量獲得所述的特性。雖然沒有完全理解，現(xiàn)在一般認為亞麻子油和聚合物層的相互作用更有效地填充和塞住核顆粒的表面洞穴、裂紋和裂縫。也就是這種相互作用減少了誘導時間。
與以前的方法，即在外層聚合物涂層涂覆前，預涂層被涂覆并凝固的方法相比，新發(fā)現(xiàn)的油預涂層和包膠聚合物的相互作用能夠被一個新的生產方法運用。在包膠涂層被涂覆以前，預涂層不會暴露在凝固溫度，以提供填充和塞住的相互作用發(fā)生的機會。如果預涂層材料在通常用來凝固包膠涂層的溫度下會發(fā)生凝固，那么期望將預涂層置于凝固包膠層的溫度下同時凝固。
本發(fā)明的用途在于，以較小的包膠涂層的重量，來獲得總體的更滿意的控制釋放特性，從而允許較低質量營養(yǎng)素顆粒的使用。在沒有使用厚涂層重量的有害作用和更大花費條件下，本發(fā)明對具有缺陷表面特性的核的覆蓋進行了改進。
附圖的簡要說明


圖1是以6PPH(百分之六)的聚合物包膠層覆蓋的具有相對低球形度的營養(yǎng)素顆粒的全部營養(yǎng)素(氮)的釋放(以總氮量的百分比計)對時間(以小時計)的圖；圖2是以8PPH的聚合物包膠層覆蓋的具有相對低球形度的營養(yǎng)素顆粒的全部營養(yǎng)素(氮)的釋放(以總氮量的百分比計)對時間(以小時計)的圖；圖3是以10PPH的聚合物包膠層覆蓋的具有相對低球形度的營養(yǎng)素顆粒的全部營養(yǎng)素(氮)的釋放(以總氮量的百分比計)對時間(以小時計)的圖；圖4是以預涂層B(1PPH亞麻子油基預涂層)和6PPH的聚合物包膠層覆蓋的具有相對低球形度的營養(yǎng)素顆粒的全部營養(yǎng)素(氮)的釋放(以總氮量的百分比計)對時間(以小時計)的圖；圖5是以預涂層B(1PPH亞麻子油基預涂層)和8PPH的聚合物包膠層覆蓋的具有相對低球形度的營養(yǎng)素顆粒的全部營養(yǎng)素(氮)的釋放(以總氮量的百分比計)對時間(以小時計)的圖；圖6是以預涂層B(1PPH亞麻子油基預涂層)和10PPH的聚合物包膠層覆蓋的具有相對低球形度的營養(yǎng)素顆粒的全部營養(yǎng)素(氮)的釋放(以總氮量的百分比計)對時間(以小時計)的圖7是以預涂層C(0.5PPH亞麻子油基預涂層)和6PPH的聚合物包膠層覆蓋的具有相對低球形度的營養(yǎng)素顆粒的全部營養(yǎng)素(氮)的釋放(以總氮量的百分比計)對時間(以小時計)的圖；圖8是以預涂層C(0.5PPH亞麻子油基預涂層)和8PPH的聚合物包膠層覆蓋的具有相對低球形度的營養(yǎng)素顆粒的全部營養(yǎng)素(氮)的釋放(以總氮量的百分比計)對時間(以小時計)的圖；圖9是以預涂層C(0.5PPH亞麻子油基預涂層)和10PPH的聚合物包膠層覆蓋的具有相對低球形度的營養(yǎng)素顆粒的全部營養(yǎng)素(氮)的釋放(以總氮量的百分比計)對時間(以小時計)的圖；
圖10是以6PPH的聚合物包膠層覆蓋的Norsk底物(篩出的+6，具有大約80％球形度)的營養(yǎng)素顆粒的全部營養(yǎng)素(氮)的釋放(以總氮量的百分比計)對時間(以小時計)的圖；和
圖11是以預涂層C(0.5PPH亞麻子油基預涂層)和5.5PPH的聚合物包膠層覆蓋的Norsk底物(篩出的+6，具有大約80％球形度)的營養(yǎng)素顆粒的全部營養(yǎng)素(氮)的釋放(以總氮量的百分比計)對時間(以小時計)的圖。
詳細描述本發(fā)明設計了一種新的肥料產品和生產這種產品的方法。一般地，肥料顆粒由一個營養(yǎng)素核、一個預涂層和一個外層或包膠涂層構成。這種核可以是標準的NPK或本領域所熟知的肥料顆粒，它們是可以從Norsk Hydro、Kemira和其他公司商購的產品。可選擇地，其他常用營養(yǎng)素(例如，尿素)的核也可以使用。額外地，核可以包含一個或多個第二營養(yǎng)素例如鈣、鎂和硫或微量營養(yǎng)素，例如鐵、銅、鋅、錳、硼和鉬。
本發(fā)明適用于具有相對光滑表面的相對圓的顆粒，而本發(fā)明用于從不規(guī)則形狀顆?；虮砻婧卸囱?、缺陷裂紋和裂縫的那些顆粒制備控制釋放肥料時，具有最大的效果。相對光滑的營養(yǎng)素核的一個實施例可以是Norsk NPK復合肥料。價格趨于便宜的具有相對較大數(shù)量的不連續(xù)性表面缺陷的營養(yǎng)素顆粒可以商業(yè)獲得，并且一般地具有50％或更低的球形度。因此在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，可以將相對廉價的、低球形度原料用作核營養(yǎng)素。
為決定產品和原料顆粒的球形度的目的在此所用的球形度的測試與卡彭特和戴茨所述(Research Paper 2238，3.of Res.of the NBS 41(37)，1951年9月)相似。特別地，為測定產品和原料顆粒的球形度的目的，在此所用的球形度的測試采用了一種特殊裝置，該裝置包括一個直徑為18英寸的轉盤，它與水平成10度角固定。轉盤以2轉/分鐘的速度轉動。顆粒從一個振動加料器加入。顆粒被加入到轉盤的低的左手側，大約離中心5英寸，與垂直方向成45度。顆粒優(yōu)選1/4英寸或更小。
大約100克營養(yǎng)素顆粒被緩慢加到轉盤上面。球形的顆粒從轉盤滾落進入一個收集盤。非球形顆粒停留在轉盤上某一位置，并在此被機械取出。然后這兩部分被稱重以得到球形度的百分值。
預涂層優(yōu)選生亞麻子油和細粘土的混合物。預涂層必須能夠流過底物表面，并且滲入外涂層。它們必須具有低的表面能和低粘度?？山邮艿膩喡樽佑偷奶娲锸瞧渌袡C油例如豆油、桐油、二聚環(huán)戊二烯改性的干性油和潤滑油。粘度低于500CPS的能與外涂層相容的其他油，如果具有足夠低的表面能也可以被使用，這種油與作為包膠層的材料相容，并且能夠充分地滲入包膠層，由此對釋放特性產生作用。同樣，預涂層可以是生亞麻子油和二聚環(huán)戊二烯的一種樹脂。通常和礦油精一起，其固體濃度大于50％，作為包膠外套使用的這種樹脂，可以進一步用礦油精稀釋到樹脂固體濃度大約40％并作為預涂層被涂覆。優(yōu)選地，與有機油混合的粘合劑是細粘土。細粘土可以商業(yè)獲得，如IndustrialsMinerals公司的RM-4，和JM Huber公司的Huber 90和Polygloss 90。作為替換手段，可將滑石、硅藻土和吸附性硅作為細粘土的替代物或細粘土的附加物而使用。
生亞麻子油預涂層傾向于流過外涂層，使外涂層變軟和易被磨損。在亞麻子油和粘土混合物中粘土的使用限制了亞麻子油的移動，使其只能夠移動到外涂層鄰近預涂層的部分。這樣的粘土通常具有大約40％或更高的油吸收性，它們具有至少60％穿過200目的篩子的顆粒尺寸。我們發(fā)現(xiàn)好的涂層可以由例如生亞麻子油的預涂層獲得，然而當使用亞麻子油時，需要額外的處理時間以烘干外涂層。這個問題可以采用在油一泥預涂層中混入干燥劑的方法來解決。適合的干燥劑的實施例是鈷錳、錳、鈷鈣、鋯鈷和它們的混合物。
優(yōu)選地，以0.5-1.0PPH核重量比例的油涂覆預涂層。作為選擇地，預涂層可以含有最多3.0PPH的油。對于使球形度低至20％的營養(yǎng)素核獲得滿意的釋放特性，在預涂層中油的較高含量特別有用。
外涂層必須與預涂層相容并且它提供了必要的覆蓋和屏障特性。外涂層優(yōu)選二聚環(huán)戊二烯(“DCPD”)聚合物產品(包含亞麻子油或基于豆油的醇酸樹脂)，例如可以從斯科特公司商購的OSMOCOTE樹脂。作為選擇地，其他密封材料也能夠被用作包膠涂層，例如油性樹脂干燥油，其他熱固性聚合物和樹脂例如聚酯、聚酰胺或聚氨基甲酸酯，和熱塑性樹脂。更具體的實施例是DCPD改性的亞麻子油或醇酸樹脂，和烴熱塑性樹脂。
本發(fā)明的肥料組合物的適宜的有益的釋放特性可以利用下面的方法實現(xiàn)即在涂到營養(yǎng)素上面以后，但是在涂包膠層以前，不要將預涂層材料暴露在太高的溫度下，從而使油不凝固。在優(yōu)選實施方案中，該實施方案的亞麻子油的凝固溫度與聚合物包膠層的凝固溫度相似，在包膠層涂到營養(yǎng)素顆粒上以后，預涂層可以就地與包膠材料同時凝固。作為選擇地，可以在涂覆包膠層后，但在包膠層凝固前，凝固預涂層。
優(yōu)選實施方案的亞麻子油預涂層可以在高達140°F條件下涂覆而不會顯著地影響凝固。包膠層被希望在大約140°F或更高溫度下涂覆。因為在優(yōu)選實施方案中，亞麻子油比包膠聚合物需要更長的凝固時間，油和包膠層的凝固將會同時發(fā)生。
實施例1將50磅的營養(yǎng)素底物(核)批料放置在中試涂層器中并且在涂層前預熱到130-140°F并保持15分鐘。在130-140°F以0.1磅/分鐘的速度涂覆預涂層。緊跟預涂層的涂覆，以0.1磅/分鐘的速度開始涂覆包膠涂層并且逐漸升高床層溫度。有時候，在包膠聚合涂層時，包含兩個三分鐘的停頓，以確保包膠的初始層的凝固。最終床溫為185-190°F。液體加料完成后，關閉空氣加料口，加入50ml粘土，重新打開空氣加料口并且冷卻溫度到160°F。在膠接材料混合器中，將產品進一步冷卻到130°F。
根據(jù)DDR-40測試對上述方法制備的產品進行分析。對于DDR-40測試，樣品被放進40℃的水中。將含有15克產品的一個尼龍袋子懸浮在150克水中。在第1，3，7和10天和以后每3到4天間隔直到營養(yǎng)素塊完成釋放，取出等分試樣并且徹底換水。在每一個測試時段，有一份等分試樣用于氮的測定(有時也測定鉀和磷酸鹽和其他營養(yǎng)素)并且計算出產品中總氮的氮釋放百分比。
表1
對于某些控制釋放的產品，如沒有預涂層的肥料組合物所示，其DDR-40測試中的最大增量釋放為32天，這是令人不滿意的長周期。對于如DDR-40-3天百分比釋放結果所反映的，在前三天釋放有缺陷的涂覆顆粒的13％或更少的產品能夠被接受。
在表1中，沒有預涂層的中試裝置肥料組合物No.1的DDR-40結果可以與含有預涂層的中試裝置組合物No.2相比。我們注意到這樣的改善具有亞麻子油預涂層的試樣的DDR-40-3天釋放從16％降到10％。同時，具有預涂層的組合物在第14天顯示出一個釋放峰值，而與之相比沒有預涂層的釋放峰值在第32天。沒有預涂層的組合物與具有亞麻子油-粘土預涂層的組合物的生產裝置的DDR-40的結果比較也顯示了類似的改善。實施例2舉例說明本發(fā)明的實施方式的三種預涂層的組合物列于下表2。
表2
預涂層A的樹脂是用礦油精稀釋并與一種適當?shù)奈談┖透稍飫┗旌系腄CPD改性的亞麻子油的一種低粘度溶液。預涂層被用礦油精稀釋，因此它含有約40％的樹脂固體。預涂層B和C分別代表1.0PPH和0.5PPH的生亞麻子油和適當?shù)奈談┖透稍飫ｎA涂層產品溶解率的分析采用ART-80(80℃水浸取)，用與實施例1中DDR-40相似的方法處理，除了沒有如上DDR-40測試中所述的換水。對于某些控制釋放的產品，15小時或更少的ART-80最大釋放通?？梢员唤邮?，并且最大ART-80釋放約10個小時是滿意的。使用一種具有相對大量的表面缺陷(50％或更低的球形度)的一種粗糙顆粒底物(17-10-13)。采用三種包膠涂層重量，對應于每種預涂層分別為6、8和10PPH。適宜的ART-80釋放率產生一種模式，在這種模式中在兩小時后僅有4％或更少的營養(yǎng)素(當使用有缺陷涂層的顆粒時)已被釋放。
其中不使用預涂層的標準肥料的ART-80的增量釋放率在
圖1-3中顯示。累積的兩小時釋放率是在第一小時的增加率與在第二小時的增加率的和。一個高的積累的兩小時釋放率通常顯示了太多的有缺陷的涂覆顆粒。
圖1中顯示了含有相對薄層的OSMOCOTE材料的6PPH的例子的增量釋放率。這種肥料組合物被發(fā)現(xiàn)在兩小時有17％的積累釋放，這是一個不能被接受的高的結果。它表明包膠涂層沒有能夠充分地覆蓋大量顆粒上的表面缺陷。8PPH的情況見于圖2，也有在兩個小時的高于4％規(guī)格的積累釋放。最后，10PPH的情況見于圖3，對于缺陷涂覆顆粒，產品在兩個小時有低于4％的積累釋放。
圖4-6顯示采用1PPH的預涂層B的ART-80的釋放結果。預涂層B中亞麻子油對粘土的比例為3∶1，并且含有干燥劑。利用預涂層B和6PPH的包膠涂層，兩小時ART-80的釋放降低到大約5％(圖4)。采用預涂層B和8PPH包膠涂層時的釋放情況，與沒有預涂層而采用10PPH的較重的包膠涂層的情況(見圖3)相似，并且與沒有預涂層而只使用8PPH的OSMOCOTE材料的顆粒(圖2)相比，前者在兩小時的ART-80釋放得到改善。隨著包膠涂層量的增加，最大峰值移向更長的時間，以提供一個產品壽命系列(圖4-6)。6PPH樹脂的預涂層B在大約10小時達到最大釋放，就如通常的一些控制釋放產品的情況。
圖7-9顯示了6、8和10PPH包膠涂層時覆蓋預涂層C(0.5PPH，亞麻子油/粘土(重量比為3∶1)和干燥劑)的組合物的結果。預涂層C給出了一種界于無預涂層和1PPH預涂層之間的中間結果。包膠涂層為8PPH時，見圖8，與沒有預涂層的8PPH包膠涂層(圖2)相比，預涂層C顯示了對缺陷涂覆顆粒數(shù)量的降低作用。
相似的優(yōu)點可以由具有許多更光滑表面的Norsk底物獲得。因為Norsk顆粒的光滑表面，在涂層中使用的亞麻子油的量減少到0.5PPH(預涂層C)。為了比較的目的，使用ART-80數(shù)據(jù)(在80℃的以小時計的釋放)。
圖10和11顯示了Norsk底物的增量釋放率。
+6目(大顆粒)部分顆粒的使用，使不規(guī)則形狀顆粒的數(shù)量較大，導致了太多的具有缺陷涂層的顆粒量和太長的誘導時間。+6目部分顆粒的球形度大約為80％。注意到在此底物上標準的6PPH(
圖10)包膠涂層在2小時有9％積累釋放(大約4％是最適宜的)并且在大約20小時產生一個釋放峰值。這說明了它是一個含有過多缺陷涂覆顆粒的很長后效的材料。利用預涂層C和隨后涂覆的5.5PPH的包膠涂層(見
圖11)，缺陷涂覆顆粒的百分比降到在兩小時小于約5％，并且釋放峰值是約13小時。
本發(fā)明的預涂層有許多優(yōu)點1)在不增加缺陷涂覆顆粒份額，甚至在使用廉價的核原料的條件下能夠生產較快釋放的產品。它允許更有效的控制釋放產品的生產。
2)降低涂層用量(用低至5PPH的樹脂和預涂層B，能夠生產低成本產品)。
3)所顯示的誘導(無活性)期(最小釋放率)減少，例如，沒有亞麻子油的情況(見表1和
圖10-11)。
雖然本發(fā)明通過它的具有一定具體意義的優(yōu)選形式被描述，但是不能認為本發(fā)明僅能夠利用實施例的方式而實施。組合物細節(jié)上的和本方法操作步驟中的以及在其中所使用的原料的許多變化將是明顯沒有偏離本發(fā)明的精神和范圍，就如所附的權利要求所限定的那樣。
權利要求
1.一種控制釋放肥料，包括一個營養(yǎng)素原料的顆粒核；一個涂覆于顆粒核之上的有機油的預涂層；和一個涂覆于顆粒核的預涂層上面的聚合物包膠涂層；預涂層在聚合物包膠涂層涂覆后凝固。
2.根據(jù)權利要求1的控制釋放肥料，其中有機油是與一種粘合劑混合，該粘合劑選自粘土、滑石、硅藻土、吸附性硅和它們的混合物。
3.根據(jù)權利要求1的控制釋放肥料，其中顆粒核具有50％或更低的球形度。
4.根據(jù)權利要求3的控制釋放肥料，其中有機油是生亞麻子油。
5.根據(jù)權利要求1的控制釋放肥料，其中粘合劑是一種細粘土。
6.根據(jù)權利要求2的控制釋放肥料，其中預涂層進一步包括一種干燥劑。
7.根據(jù)權利要求6的控制釋放肥料，其中干燥劑選自鈷錳、錳、鈷鈣、鋯鈷以及它們的混合物。
8.根據(jù)權利要求1的控制釋放肥料，其中核選自NPK顆粒、肥料顆粒、尿素顆粒及它們的混合物。
9.根據(jù)權利要求8的控制釋放肥料，其中核進一步包括一種或更多的第二營養(yǎng)素和微量營養(yǎng)素，它們選自鈣、硫、鎂、鐵、銅、鋅、錳、硼和鉬。
10.根據(jù)權利要求1的控制釋放肥料，其中核具有50％或更低的球形度，并且該控制釋放肥料在包膠涂層是核重量的8PPH或更少時，在ART-80實驗室測試中，在兩個小時顯示出4％或更低的積累釋放。
11.根據(jù)權利要求10的控制釋放肥料，其中ART-80實驗室測試的最大增量釋放是在15小時或更短。
12.一種控制釋放肥料，包括一個營養(yǎng)素原料的顆粒核；顆粒核上的一個混合物涂層，該混合物包括a)一種油，它選自亞麻子油、豆油、桐油、二聚環(huán)戊二烯改性的干燥油、潤滑油以及它們的混合物，和b)一種粘合劑，它選自細粘土、滑石、硅藻土、吸附性硅及它們的混合物；和，一種涂覆到上述涂層之上的聚合物包膠涂層；所述混合物涂層在聚合物包膠涂層涂覆到涂覆顆粒核之后被凝固。
13.根據(jù)權利要求12的控制釋放肥料，其中聚合物包膠涂層是二聚環(huán)戊二烯和一種組合物的共聚物，該組合物選自亞麻子油、基于豆油的醇酸樹脂以及它們的混合物。
14.根據(jù)權利要求12的控制釋放肥料，其中核具有50％或更低的球形度，并且該控制釋放肥料在包膠涂層是核重量的8PPH或更少時，在ART-80實驗室測試中，在兩個小時顯示出4％或更低的積累釋放。
15.一種控制釋放肥料，包括一個營養(yǎng)素核、一個有機油的涂層和一個包膠聚合物層，其制備包括下面的步驟(a)將有機油涂覆到營養(yǎng)素核上；(b)在有機油凝固前，將聚合物層涂覆到有機油上面；和(c)同時凝固有機油和聚合物層。
16.根據(jù)權利要求15的控制釋放肥料，其中有機油在大約140°F或更低條件下涂覆。
17.根據(jù)權利要求16的控制釋放肥料，其中同時凝固發(fā)生在大約140°F或更高條件下。
18.根據(jù)權利要求15的控制釋放肥料，其中有機油與一種粘合劑混合，該粘合劑選自細粘土、滑石、硅藻土、吸附性硅以及它們的混合物。
19.根據(jù)權利要求18的控制釋放肥料，其中有機油進一步與一種干燥劑混合，該干燥劑選自鈷錳、錳、鈷鈣、鋯鈷以及它們的混合物。
20.根據(jù)權利要求18的控制釋放肥料，其中有機油是生亞麻子油。
21.根據(jù)權利要求20的控制釋放肥料，其中粘合劑是一種細粘土。
22.根據(jù)權利要求21的控制釋放肥料，其中聚合物包膠涂層選自油性樹脂干燥油、聚酯、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、熱塑性樹脂、二聚環(huán)戊二烯改性的亞麻子油、二聚環(huán)戊二烯改性的醇酸樹脂、烴熱塑性樹脂以及它們的混合物。
23.根據(jù)權利要求22的控制釋放肥料，其中核具有50％或更低的球形度、并且該控制釋放肥料在包膠涂層是核重量的8PPH或更少時，在ART-80實驗室測試中，在兩個小時顯示出4％或更低的積累釋放。
24.一種控制釋放肥料，包括一個營養(yǎng)素核、一個亞麻子油的預涂層、一種粘合劑、一種干燥劑和一種含有二聚環(huán)戊二烯的聚合物包膠層，該肥料的制備包括下面的步驟(a)在140°F或更低用預涂層涂覆核；(b)用聚合物層包膠預涂層；和(c)在140°F或更高同時凝固預涂層和包膠聚合物層。
25.根據(jù)權利要求24的控制釋放肥料，其中核具有50％或更低的球形度，并且該控制釋放肥料在包膠涂層是核重量的8PPH或更少時，在ART-80實驗室測試中，在兩個小時顯示出4％或更低的積累釋放。
26.利用營養(yǎng)素核生產控制釋放肥料的方法，該方法包括以下步驟(a)用油預涂覆營養(yǎng)素核，油選自亞麻子油、豆油、桐油、二聚環(huán)戊二烯改性的干燥油、潤滑油以及它們的混合物；(b)將聚合物材料的包膠層涂覆到預涂覆的營養(yǎng)素核上面，聚合物層在預涂層凝固前涂覆；和(c)涂覆包膠層之后凝固預涂層。
27.根據(jù)權利要求26的方法，其中預涂層混合物進一步包括一種粘合劑和一種干燥劑，所述粘合劑選自細粘土、滑石、硅藻土、吸附性硅以及它們的混合物，所述干燥劑選自鈷錳、錳、鈷鈣、鋯鈷以及它們的混合物。
28.根據(jù)權利要求26的方法，其中預涂層和包膠層同時凝固。
29.根據(jù)權利要求26的方法，其中在涂覆包膠層以前將預涂層置于140°F或更低溫度下。
30.根據(jù)權利要求29的方法，其中所述的凝固是暴露在140°F或更高溫度下實現(xiàn)的。
31.根據(jù)權利要求27的方法，其中預涂層的涂覆量占營養(yǎng)素核重量的0.5至3.0PPH。
32.根據(jù)權利要求26的方法，其中包膠層的涂覆量占營養(yǎng)素核重量的5至10PPH。
33.根據(jù)權利要求26的方法，其中核具有50％或更低的球形度，并且所述控制釋放肥料在包膠涂層是核重量的8PPH或更少時，在ART-80實驗室測試中，在兩個小時顯示出4％或更低的積累釋放。
34.利用具有表面不連續(xù)性的營養(yǎng)素的核生產一種控制釋放肥料的方法，該方法概括以下步驟(a)用生亞麻子油、一種粘合劑和一種干燥劑的混合物預涂覆營養(yǎng)素核，預涂層的涂覆量占核重量的0.5至3.0PPH，并且將預涂層暴露在溫度140°F或更低的范圍；(b)在預涂層凝固前涂覆聚合物材料的包膠層，包膠層涂覆量為核重量的5至10PPH；和(c)在140°F或更高的溫度下凝固預涂層和包膠層。
35.根據(jù)權利要求34的方法，其中核具有50％或更低的球形度，并且該控制釋放肥料在包膠涂層是核重量的8PPH或更少時，在ART-80實驗室測試中，在兩個小時顯示出4％或更低的積累釋放。
全文摘要
在涂覆聚合物包膠涂層前,在營養(yǎng)素顆粒上涂覆有機油,例如生亞麻子油的中間層或預涂層,從而形成一種控制釋放的肥料。預涂層還可以包含一種粘合劑,例如細粘土,和一種干燥劑。本發(fā)明的肥料組合物由涂覆油預涂層的方法制造,在涂覆包膠涂層前油預涂層不凝固。在包膠涂層重量較低的條件下,預涂層提供了更滿意的控制(延緩)釋放特性,其特別適用于具有較大量的表面缺陷和不連續(xù)性的營養(yǎng)素核。
文檔編號A01N59/00GK1274261SQ99801277
公開日2000年11月22日 申請日期1999年6月9日 優(yōu)先權日1998年6月9日
發(fā)明者威廉·R·約翰遜, 哈維·M·格爾茨, 理查德·J·蒂蒙斯 申請人:Oms投資公司