采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬緩釋肥料領域，涉及一種采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法，是取尿素、甲醛混勻并溶解在溶劑中，然后采用兩步法反應：第一步在堿性條件下進行加成反應生成羥基亞甲基脲，第二步在酸性條件下進行縮合反應生成聚亞甲基脲；反應結束調pH值至6.5～7.5，然后加入乳化劑進行乳化，得到溶膠狀的脲醛緩釋肥乳液。本發(fā)明工藝簡單，反應過程易于控制，通過二步法脲醛合成工藝條件的改變，并在制備過程中加入助劑生成高粘結性的脲醛緩釋肥乳液，解決了普通脲醛緩釋肥粉料單獨造粒困難的問題，所得脲醛緩釋肥乳液既可直接噴漿用于脲醛緩釋肥的造粒，也可在脲醛緩釋肥粉料造粒中作為粘結劑使用。
【專利說明】采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬緩釋肥料領域，涉及一種脲醛緩釋肥乳液制備方法，具體地說，是采用兩步反應法來制備具有高粘結性、溶膠狀的脲醛緩釋肥乳液的方法。
【背景技術】
[0002]脲醛緩釋肥是尿素和甲醛的縮合物，是一類可為植物生長提供緩慢釋放的氮營養(yǎng)素的固體化肥的通稱。現(xiàn)有脲醛緩釋肥的生產方法有一步法和兩步法兩種:一步法是將尿素和甲醛在酸性條件下的直接縮合；兩步法是將尿素和甲醛在堿性條件下首先生成羥基亞甲基脲，然后羥基亞甲基脲在酸性條件下和尿素進行縮合，從而得到脲醛緩釋肥。
[0003]美國專利US2644806介紹了脲醛緩釋肥的一步法合成工藝，其工藝條件為:pH0.9~1.7，溫度25°C~45°C，尿素/甲醛摩爾比為2.5~4，反應時間為0.5~1.5小時，反應釜中的反應物物料濃度為15~30%。
[0004]CN1789207A公開了“一種甲醛尿素及其生產工藝”的脲醛緩釋肥一步法合成工藝，其工藝條件為:pH4.0~9.0，溫度30°C~90°C，尿素/甲醛摩爾比為3~1，反應時間為
0.5~3小時。
[0005]CN101353270B發(fā)明公開了“一種低醛長效脲醛緩釋肥的制備方法”，其過程是配置尿素與甲醛水溶液，然后加入活性助劑，穩(wěn)定后調節(jié)溶液PH值至0.9~4.5，聚合反應結束后再調節(jié)溶液PH值至6.5~7.5，然后加入除醛劑，脲醛漿液過濾烘干后得到低醛長效的脲醛緩釋肥。
`[0006]CN102870219A公開了 “高塔脲醛緩釋復合肥及其制備方法”，以尿素40~60份、磷酸一銨20~36份、氯化鉀15~30份、甲醛2~6份、添加劑I~3份為原料，經尿素熔融、與甲醛反應、與氣化鉀和磷酸一銨混合，造粒塔噴灑造粒即得高塔脲醛復合肥。
[0007]上述專利所制備得到的脲醛緩釋肥烘干后為白色粉狀固體，可作為肥料使用，以脲醛緩釋復合肥和脲醛單質肥存在，但脲醛粉料不具有粘結性，單獨造粒困難，而且貯運不方便。
[0008]在專利CN102870219A中公開了“高塔脲醛緩釋復合肥及其制備方法”，該法采用高塔造粒制備脲醛緩釋復合肥，但存在緩釋氮氮營養(yǎng)素含量較低，以脲醛緩釋肥計其質量百分比小于10%，在植物生長過程中為其提供氮營養(yǎng)素的緩釋效果不佳。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法，通過二步法脲醛合成工藝條件的改變，并在制備過程中加入助劑生成高粘結性的脲醛緩釋肥乳液，脲醛乳液處于混溶狀態(tài)，既可直接噴漿用于脲醛緩釋肥的造粒，也可在脲醛緩釋肥粉料造粒中作為粘結劑使用。
[0010]本發(fā)明所采用的技術方案:
[0011]一種采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法，是取尿素、甲醛混勻，其中尿素與甲醛的摩爾比為I~5，然后將混合物溶解在溶劑中，并控制尿素和甲醛總質量濃度在25~50% ;采用兩步法反應:第一步調整pH值在7~10.5，在堿性條件下進行加成反應生成羥基亞甲基脲，反應溫度40°C~95°C，反應時間為I~4小時，第二步調整pH值在1.8~
5.0，在酸性條件下進行縮合反應生成聚亞甲基脲，反應溫度20~70°C，反應時間0.2~
1.5小時，反應結束調pH值至6.5~7.5 ;然后按重量百分比計加入總量1%~5%的乳化劑，乳化時間0.2~2小時后得到溶膠狀的脲醛緩釋肥乳液。
[0012]所述乳化劑是烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、黃原膠或可溶性糖類。
[0013]上述脲醛緩釋肥乳液可直接用于脲醛緩釋肥的噴漿造粒，從而得到脲醛單質顆粒肥?；虬?%~30%的比例噴灑到脲醛緩釋復合肥粉料中進行轉鼓造粒，均勻混合后脲醛復合粉料形成團粒，烘干后得到脲醛緩釋復合肥顆粒。
[0014]本發(fā)明工藝簡單，反應過程易于控制，通過二步法脲醛合成工藝條件的改變，并在制備過程中加入助劑生成高粘結性的脲醛緩釋肥乳液，解決了普通脲醛緩釋肥粉料單獨造粒困難的問題，所得脲醛緩釋肥乳液既可直接噴漿用于脲醛緩釋肥的造粒，也可在脲醛緩釋肥粉料造粒中作為粘結劑使用。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制 本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。
[0016]實施例一
[0017]原料:脫鹽水400kg,尿素100kg, 37%甲醒40kg,烷基苯磺酸鈉3kg。將尿素、甲醒加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應在堿性條件下進行，加NaOH溶液調節(jié)pH為9.0，反應溫度為70°C，反應I小時結束，進入第二步縮合反應，加磷酸調pH為2.0，反應溫度為70°C，30mins后反應結束，用NaOH溶液調節(jié)pH為7.0,加入乳化劑烷基苯磺酸鈉3kg，乳化時間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約20.5%，總氮(干基)含量39.5%。
[0018]實施例二
[0019]原料:脫鹽水400kg,尿素100kg, 37%甲醒60kg,烷基苯磺酸鈉3kg。將尿素、甲醒加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應在堿性條件下進行，加NaOH溶液調節(jié)pH為9.0，反應溫度為70°C,反應I小時結束，進入第二步縮合反應，加磷酸調pH為2.0,反應溫度為40°C,30mins后反應結束，用NaOH溶液調節(jié)pH為7.0,加入乳化劑烷基苯磺酸鈉3kg，乳化時間30mins,制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約21 %，總氮(干基)含量39.1%。
[0020]實施例三
[0021]原料:脫鹽水400kg，尿素100kg，37%甲醛75kg，聚丙烯酰胺3kg。將尿素、甲醛加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應在堿性條件下進行，加NaOH溶液調節(jié)pH為9.0，反應溫度為70°C,反應I小時結束,進入第二步縮合反應，加磷酸調pH為2.0,反應溫度為700C，30mins后反應結束，用NaOH溶液調節(jié)pH為7.0，加入乳化劑聚丙烯酰胺3kg，乳化時間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約22%，總氮(干基)含量38.9%。
[0022]實施例四[0023]原料:脫鹽水400kg，尿素100kg，37%甲醛90kg，脂肪醇聚氧乙烯醚3kg。將尿素、甲醛加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應在堿性條件下進行，加NaOH溶液調節(jié)pH為9.0，反應溫度為70°C,反應I小時結束，進入第二步縮合反應，加磷酸調pH為2.0,反應溫度為70°C，30mins后反應結束，用NaOH溶液調節(jié)pH為7.0，加入乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚3kg，乳化時間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約22.5%，總氮(干基)含量38.5%。
[0024]實施例五
[0025]原料:脫鹽水300kg,尿素100kg, 37%甲醒40kg,脂肪胺聚氧乙烯醚5kg。將尿素、甲醛加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應在堿性條件下進行，加NaOH溶液調節(jié)pH為7.5，反應溫度為70°C,反應2小時結束,進入第二步縮合反應,加磷酸調pH為4.0,反應溫度為40°C，60mins后反應結束，用NaOH溶液調節(jié)pH為7.0，加入乳化劑脂肪胺聚氧乙烯醚5kg，乳化時間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約26%，總氮(干基)含量39.5。
[0026]實施例六
[0027]原料:脫鹽水300kg，尿素100kg，37%甲醛75kg，烷基苯磺酸鈉5kg。將尿素、甲醛加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應在堿性條件下進行，加NaOH溶液調節(jié)pH為7.5，反應溫度為70°C，反應2小時結束，進入第二步縮合反應，加磷酸調pH為4.0，反應溫度為40°C，60mins后反應結束，用NaOH溶液調節(jié)pH為7.0，加入乳化劑烷基苯磺酸鈉5kg，乳化時間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約26.5%，總氮(干基)含量38.9%。
[0028]實施例七
[0029]原料:脫鹽水200kg,尿素100kg, 37%甲醒40kg,黃原膠5kg。將尿素、甲醒加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應在堿性條件下進行，加NaOH溶液調節(jié)pH為9.0，反應溫度為700C，反應2小時結束，進入第二步縮合反應，加磷酸調pH為4.0，反應溫度為70°C，60mins后反應結束，用NaOH溶液調節(jié)pH為7.0，加入乳化劑黃原膠5kg，乳化時間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約26%，總氮(干基)含量39.5%。
[0030]實施例八
[0031]原料:脫鹽水200kg，尿素100kg，37%甲醛75kg，聚丙烯酰胺5kg。將尿素、甲醛加入脫鹽水中，混勻。第一步加成反應在堿性條件下進行，加NaOH溶液調節(jié)pH為9.0，反應溫度為70°C,反應2小時結束,進入第二步縮合反應,加磷酸調pH為4.0,反應溫度為700C，60mins后反應結束，用NaOH溶液調節(jié)pH為7.0，加入乳化劑聚丙烯酰胺5kg，乳化時間30mins，制得脲醛緩釋肥乳液，固含量約26%，總氮(干基)含量38.9%。
[0032]測試:
[0033]1、粘度測試
[0034]以現(xiàn)有生產工藝生產的脲醛緩釋肥漿液為對照，測試實施例所得脲醛緩釋肥乳液的粘度，粘度測量根據(jù)脲醛乳液的粘度范圍采用不同轉速，溫度恒溫為30.(TC。測試結果見表1:
[0035]表1不同轉速下粘度對比
[0036]
【權利要求】
1.一種采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法，其特征在于:是取尿素、甲醛混勻，其中尿素與甲醛的摩爾比為I~5，然后將混合物溶解在溶劑中，并控制尿素和甲醛總質量濃度在25~50% ;采用兩步法反應:第一步調整pH值在7~10.5，在堿性條件下進行加成反應生成羥基亞甲基脲，反應溫度40°C~95°C，反應時間為I~4小時，第二步調整pH值在1.8~5.0，在酸性條件下進行縮合反應生成聚亞甲基脲，反應溫度20~70°C，反應時間0.2~1.5小時，反應結束調pH值至6.5~7.5 ;然后按重量百分比計加入總量1%~5%的乳化劑，乳化時間0.2~2小時后得到溶膠狀的脲醛緩釋肥乳液。
2.根據(jù)權利要求1所述的采用兩步法制備高粘性脲醛緩釋肥乳液的方法，其特征在于:所述乳化劑是烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、黃原膠或可溶性糖類。
【文檔編號】C08G12/12GK103641969SQ201310616056
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權日:2013年11月27日
【發(fā)明者】郭濤, 王國忠, 陳朋, 傅送保, 鄭厚超, 吳麗娟, 張昕照 申請人:海洋石油富島有限公司