一種熱塑性樹脂包膜肥料及其制備方法與包膜材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種熱塑性樹脂包膜肥料及其制備方法與包膜材料，所述大顆粒尿素和樹脂包膜層組成，構(gòu)成包膜層的材料包括乙烯—醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、無(wú)機(jī)礦物粉末、表面活性劑；有機(jī)溶劑為雙戊烯。本發(fā)明的制備方法為：使用雙戊烯作有機(jī)溶劑，將乙烯—醋酸乙烯共聚物和聚丙烯熔融，然后加入無(wú)機(jī)礦物粉末，制成包膜材料的均勻分散懸浮液，在噴流塔中，將其噴涂至大顆粒尿素表面，然后隨即再噴涂一層表面活性劑，即獲得熱塑性樹脂包膜肥料；可以根據(jù)不同用戶的要求，選用不同用量比例的乙烯—醋酸乙烯共聚物和聚丙烯以及選用不同的無(wú)機(jī)礦物粉末的用量，加工出溶出率和緩釋效果不同的包膜緩釋肥料，以適應(yīng)不同作物和不同耕作目標(biāo)的需要。
【專利說明】一種熱塑性樹脂包膜肥料及其制備方法與包膜材料
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種熱塑性樹脂包膜肥料及其制備方法與包膜材料 【背景技術(shù)】:
我國(guó)的緩/控釋肥技術(shù)總體水平不及發(fā)達(dá)國(guó)家，尤其在產(chǎn)業(yè)化方面差距較大，國(guó)際市場(chǎng)緩/控釋肥的價(jià)格一般為普通肥料的3-9倍。日本窒素公司于1987年(騰田利雄，1987)在中國(guó)連續(xù)申請(qǐng)了三個(gè)關(guān)于樹脂包膜肥料生產(chǎn)工藝的專利，其包膜層物質(zhì)由兩部分組成，一部分是控制物質(zhì)樹脂成分，另一部分是輔助材料礦物粉末和谷物淀粉；日本專利所用材料以低密度聚乙烯為主，對(duì)每種樹脂材料的物化性質(zhì)都有嚴(yán)格要求，價(jià)格昂貴。另外，所述產(chǎn)品生產(chǎn)中使用的有機(jī)溶劑如苯、二甲苯及鹵代烴(如四氯乙烯等)均為劇毒化學(xué)品。其生產(chǎn)裝置的密封要求非常嚴(yán)格，因此，增加了工程建設(shè)投資和項(xiàng)目環(huán)保壓力。當(dāng)前，影響緩/控釋肥發(fā)展的最主要原因是價(jià) 格問題，由于售價(jià)高，除日本外，美國(guó)、西歐90%的緩/控釋肥料用于草坪、苗圃等非農(nóng)業(yè)市場(chǎng)。降低生產(chǎn)成本、走向大田，是緩/控釋肥料研制和生產(chǎn)的重要方向。
[0002]我國(guó)對(duì)緩/控釋肥料的研究起步較晚，樹脂包膜控釋肥的研制，我國(guó)主要借鑒日本的經(jīng)驗(yàn)。上世紀(jì)九十年代，北京市農(nóng)科院(徐秋明等)在國(guó)內(nèi)率先系統(tǒng)開展了樹脂包膜控釋肥的研究，并于2009年公開了 “一種S型包膜復(fù)合肥及其制備方法”，其構(gòu)成包膜層的材料各組分為:低密度聚乙烯母料(注塑級(jí)，純品)、聚丙烯(回收顆粒料)、廢舊聚苯乙烯泡沫、無(wú)機(jī)礦物粉末(滑石粉)、改性玉米淀粉，有機(jī)溶劑為松節(jié)油；其實(shí)施例1-6所列舉的制備方法均為小試裝置。上述S型包膜復(fù)合肥存在的主要缺點(diǎn)是:注塑級(jí)、純品低密度聚乙烯母料價(jià)格較高(通常是再生料的兩倍)，天然的松節(jié)油價(jià)格較高(均價(jià)16000-19000元/噸)，另外，由于天然松節(jié)油為多組分混合物，物化常數(shù)變動(dòng)范圍較大，且含有一定量的不揮發(fā)物(遺留殘?jiān)?，容易堵塞噴嘴孔，不利于產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)。其單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本相對(duì)較高，基于我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，當(dāng)前很難被廣大農(nóng)民所接受，制約了包膜復(fù)合肥的產(chǎn)業(yè)化推廣。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種熱塑性樹脂包膜肥料及其制備方法與包膜材料。
[0004]本發(fā)明所提供的樹脂包膜肥料由大顆粒尿素和包裹在所述大顆粒尿素表面的樹脂包膜層組成，
所述的大顆粒尿素的粒徑為2.5-5.0mm ；
所述的樹脂包膜層材料與大顆粒尿素的質(zhì)量份數(shù)用量比為:8-14/100;優(yōu)選11/100。
[0005]所述構(gòu)成樹脂包膜層的材料包含如下各組分:
乙烯一醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、無(wú)機(jī)礦物粉末、表面活性劑。
[0006]所述構(gòu)成樹脂包膜層的材料各組分的質(zhì)量份數(shù)用量比為:
乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)30-50
聚丙烯(PP)30-50
無(wú)機(jī)礦物粉末20-30表面活性劑I-7
上述樹脂包膜層的材料各組分優(yōu)選的質(zhì)量份數(shù)用量比為:
乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)40
聚丙烯(PP)40
無(wú)機(jī)礦物粉末26
表面活性劑4
本發(fā)明所選用的包膜樹脂材料為熱塑性樹脂包膜材料；
所述乙烯一醋酸乙烯共聚物:熔點(diǎn)99°C、相對(duì)密度0.92-0.98、平均分子量2000 ;在彈性、柔性、光澤性、透氣性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性等方面優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的聚乙烯；
所述聚丙烯:熔點(diǎn)164-170°C、密度0.90-0.91、分子量為IO4-IO6 ;在熔融流動(dòng)性、拉伸強(qiáng)度、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性等方面優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的聚乙烯和聚苯乙烯。
[0007]本發(fā)明所選用的用于熔融乙烯一醋酸乙烯共聚物和聚丙烯的有機(jī)溶劑為雙戊烯，其沸點(diǎn)175-178°C，相對(duì)密度0.84±0.03，存在于各種植物香精油，特別是檸檬油、橙子油、蒔蘿油、佛手柑油中，為天然植物精油分餾提取菔烯、莰烯后的副產(chǎn)物，不含有不揮發(fā)物、無(wú)殘?jiān)?、無(wú)毒；在80°C以上對(duì)聚丙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物有溶解和溶脹作用，實(shí)驗(yàn)測(cè)得乙烯一醋酸乙烯共聚物和聚丙烯溶于有機(jī)溶劑雙戊烯中，所形成的混合物其低共熔點(diǎn)為115±5°C ;這一低共熔點(diǎn)溫度比聚丙烯的熔點(diǎn)溫度低約40°C，在原料溶解過程中可節(jié)約大量能源，有利于降低成本。與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)業(yè)的有機(jī)溶劑松節(jié)油相比較:松節(jié)油為多組分混合物，物化常數(shù)變動(dòng)范圍較大，且含有一定量的不揮發(fā)物(遺留殘?jiān)?，容易堵塞噴嘴孔，不利于產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)；實(shí)驗(yàn)測(cè)得松節(jié)油與乙烯一醋酸乙烯共聚物、聚丙烯形成的混合物其低共熔點(diǎn)為145±5°C，比本發(fā)明高約30°C。現(xiàn)有技術(shù)常用的溶劑苯、二甲苯及鹵代烴如四氯乙烯等，均為劇毒化學(xué)品，個(gè)別有機(jī)溶劑如四氯乙烯甚至國(guó)內(nèi)外現(xiàn)已禁用，本發(fā)明選用雙戊烯作有機(jī)溶劑在生產(chǎn)成本和環(huán)保生產(chǎn)安全方面均具有優(yōu)異效果。
[0008]
本發(fā)明所選用的溶劑雙戊烯的用量為:與成膜樹脂——乙烯一醋酸乙烯共聚物和聚丙烯的用量比例為:
每1000L溶劑雙戊烯溶解30-50Kg乙烯一醋酸乙烯共聚物和聚丙烯，優(yōu)選每1000L溶劑雙戊烯溶解40Kg乙烯一醋酸乙烯共聚物和聚丙烯.本發(fā)明分別對(duì)采用雙戊烯作溶劑或松節(jié)油作溶劑與乙烯一醋酸乙烯共聚物和聚丙烯分別形成的混合物的低共熔點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)定，結(jié)果如表I所示
【權(quán)利要求】
1.一種熱塑性樹脂包膜肥料，由大顆粒尿素和包裹在所述大顆粒尿素表面的樹脂包膜層組成；其特征在于:所述構(gòu)成樹脂包膜層的材料包含如下各組分:乙烯一醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、無(wú)機(jī)礦物粉末、表面活性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂包膜肥料，其特征在于:所述包膜材料的質(zhì)量份數(shù)用量比分別為:乙烯一醋酸乙烯共聚物30-50，聚丙烯30-50，無(wú)機(jī)礦物粉末20-30，表面活性劑I-7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂包膜肥料，其特征在于:所述包膜材料的質(zhì)量份數(shù)優(yōu)選用量比分別為:乙烯一醋酸乙烯共聚物優(yōu)選40，聚丙烯優(yōu)選40，無(wú)機(jī)礦物粉末優(yōu)選26，表面活性劑優(yōu)選4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂包膜肥料，其特征在于:所述構(gòu)成樹脂包膜層的材料與所述大顆粒尿素的質(zhì)量份數(shù)比為:8-14/100。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂包膜肥料，其特征在于:所述構(gòu)成樹脂包膜層的材料與所述大顆粒尿素的質(zhì)量份數(shù)優(yōu)選比為:11/100。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂包膜肥料，其特征在于:所述的乙烯一醋酸乙烯共聚物、聚丙烯均為回收再生顆粒料，無(wú)機(jī)礦物粉末為凹凸棒或斜長(zhǎng)石，細(xì)度2000±500目，表面活性劑為木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鈣，大顆粒尿素粒徑2.5-5.0mm ;用于熔融乙烯一醋酸乙烯共聚物和聚丙烯的有機(jī)溶劑為雙戊烯，比重0.84±0.03。
7.權(quán)利要求1-6中所述的樹脂包膜肥料的制備方法，其特征在于包括如下步驟: ⑴包膜液的配制:①選用雙戊烯作為熔融乙烯一醋酸乙烯共聚物和聚丙烯的有機(jī)溶齊[J，在1000L有機(jī)溶劑雙戊烯中加入30-50Kg乙烯一醋酸乙烯共聚物和聚丙烯，攪拌狀態(tài)下加熱至100-130°C，制得樹脂熔融液；然后加入凹凸棒粉或斜長(zhǎng)石粉攪拌均勻，配制成濃度為50-60g/L均勻的分散懸浮液，115±5°C保溫備用；②將表面活性劑加入到中性水中，攪拌狀態(tài)下加熱至60-90°C,配制成濃度為180-200 g/L的木質(zhì)素磺酸鹽溶液,75±5°C保溫備用； ⑵采用噴流塔噴涂包膜材料的具體方法:從噴流塔底部送入溫度95-105°C的循環(huán)熱空氣，使尿素顆粒處于懸浮流動(dòng)狀態(tài)，①將分散懸浮液加壓至0.6-0.8 MPa,流量:8-12 L/min，配以0.6-0.8 MPa的壓縮空氣，流量:1.0-1.5 M3/ min，以霧化狀態(tài)噴涂到大顆粒尿素表面，形成均勻緊密的樹脂包膜層；②待分散懸浮液噴涂完畢，將木質(zhì)素磺酸鹽溶液加壓至0.6-0.8 MPa，流量:3-6 L/min，配以0.6-0.8 MPa的壓縮空氣，流量:1.0-1.5 M3/ min,以霧化狀態(tài)噴涂到高溫樹脂包膜肥料表面，得到所述樹脂包膜肥料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:所述噴流塔底部熱風(fēng)控制工藝參數(shù):風(fēng)量7000 -9000 M3/h、風(fēng)壓 7 -9 KPa、風(fēng)速 40 -50 m/s。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:所述噴流塔型號(hào)為DN1300x3900，噴槍為氣、液雙相壓力噴霧式。
【文檔編號(hào)】C08L23/12GK103449939SQ201310383965
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】高建國(guó), 李錦選, 尤瑞璽, 朱孟奎, 劉曉晨 申請(qǐng)人:山東華墾化肥進(jìn)出口有限公司