Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung eines umhüllten Düngemittels.
In letzter Zeit wird umhüllten Düngemittel, die durch Beschichten der Oberfläche der Düngemittelkörnchen beispielsweise mit einem Syntheseharz hergestellt werden, zunehmende Beachtung geschenkt. Durch diese Beschichtung wird die Auflösung des Düngemittels verlangsamt und eine gesteuerte Abgabe der Düngemittelkomponenten erreicht.
Die bisher zum Beschichten von Düngemittelteilchen verwendeten Harze besitzen verschiedene Nachteile. Beispielsweise erfordern sie die Verwendung teurer Lösungsmittel, so dass die Herstellungskosten hoch sind, oder sie benötigen ein kompliziertes Beschichtungsverfahren. Bei manchen Harzen springt die Oberfläche der Düngemittelteilchen leicht.
Ziel vorliegender Erfindung ist daher ein Verfahren zum Beschichten von Düngemittelteilchen, bei denen eine leichte Steuerung der Abgabe der Düngemittelkomponenten gegeben ist. Mit dem Verfahren soll ein billiges und gleichmässig um hülltes Düngemittel erzeugt werden können. Das Verfahrensprodukt soll ein umhülltes Düngemittel mit verbesserter Wasserbeständigkeit sein, dessen Teilchen auch nach längerer Verweilzeit im Boden nicht springen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Umhüllen von Düngemittel ist dadurch gekenrrzeichnet, dass man auf feste Düngemittelteilchen eine Überzugsmasse aufbringt, welche ein wasserlösliches Phenolharz mit einer Wasseraufnahme gemäss japanischer Norm JIS-K 6802-1973 von 1 oder mehr, eine organische Säure mit einer Dissoziationskonstanten von nicht mehr als 2 x 10 und einen Füllstoff enthält, und die Überzugsmasse durch Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 100 und 1300C verfestigt.
Bei dem erfindungsgemässen Beschichtungsverfahren wird die Bildung feiner Poren entsprechender Grösse im Produkt sichergestellt durch die Anwesenheit eines Füllstoffs wie Talk, Kieselsäurepuiver oder Weizenmehl, der bevorzugt nicht mit dem Harz reagiert. Zur Beschleunigung der Härtung des Harzes ist eine organische Säure wie z.B. Essigsäure oder Oxalsäure zugesetzt, deren Dissoziationskonstante nicht mehr als 2 x 10-4 beträgt.
Die Phenolharze können grob unterteilt werden in die Harze vom Resol-Typ und die Harze vom Novolak-Typ, entsprechend dem Verhältnis von Formalin zu Phenol, der jeweiligen Katalysatorart und dgl.
Die erfindungsgemäss eingesetzten Phenolharze sind insbesondere kondensierte, wasserlösliche Harze vom Resol-Typ mit einer Wasseraufnahme gemäss japanischer Norm JIS-K 6802-1973 von 1 oder mehr. Sie werden zB. erhalten, indem man 100 Teile Phenol und 130-300 Teile Formalin in Gegen wart von Natriumhydroxyd als Katalysator umsetzt. Dieses Harz kann direkt eingesetzt werden und muss nicht in einem organischen Lösungsmittel zur Lösung gebracht werden. Es ist ferner billig und sicher hinsichtlich Brennbarkeit und Explosionsfähigkeit. Verwendet man anstelle des obigen Phenolharzes ein Vinylacetatharz oder ein Harnstoffharz, so treten leicht Sprünge im Überzug auf und das Düngemittel löst sich rasch, so dass eine gesteuerte Abgabe unmöglich wird.
Die obige Phenolharze sind jedoch von niedriger Viskosität. Werden sie allein zum Umhüllen des Düngemittels eingesetzt, so dringt der grössere Teil in das Düngemittel ein und ein hinreichender Überzug wird nicht gebildet. Um die Viskosität des Harzes zu steigern und gleichzeitig die Bildung feiner Poren geeigneter Grösse im Überzug sicherzustellen, wird dem Harz ein Füllstoff zugesetzt wie z.B. Talk, Weizenmehl oder gepulverte Kieselsäure, d.h. ein Füllstoff, der nicht mit dem Harz reagiert. Gelangt das so umhüllte Düngemittel in den Boden, so dringt das dort vorhandene Wasser allmählich durch die unzähligen Poren im Überzug in das Düngemittelkorn ein und löst die Düngemittelkomponenten, die dann allmählich in den Boden wandern.
Um zu ermitteln, wie das Verhältnis von Füllstoff zu Harz die Geschwindigkeit bestimmt, mit welcher sich die Düngemittelkomponenten lösen und aus dem Düngemittelkorn austreten, wurde Talk in verschiedenen Mengen zwischen 0,5 und 30 Teilen pro 10 Teilen des wasserlöslichen Phenol- harzes zugegeben. Mit jedem dieser Präparate wurde die Oberfläche eines festen Düngemittels (eiförmig, jeweils 40 g) durch Aufbürsten zweimal beschichtet, und das fertige DünW gemittel wurde 60 Minuten lang auf 1200C erhitzt, um den Überzug zu härten. Jede so erhaltene Probe wurde in leichtes Baumwollgewebe eingewickelt, auf einen Metallträger gelegt und in ein Becherglas getaucht, welches mit 1 1 destillierten Wassres gefüllt war, dann liess man stehen.
Im Verlauf einer Woche wurde täglich eine 5 ml-Probe der Flüssigkeit aus dem Becherglas entnommen, und die Abgabegeschwindigkeit bezw. -menge wurde anhand der Gewichtsmenge der getrokkneten Düngemittelkomponenten in dieser Flüssigkeitsprobe ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
TABELLE 1
Teile Talk/ Abgabemenge (%)
10 Teile Tage
Phenolharz 1 3 5 7
0,5 19,9 40,5 60,5 64,7
1,0 19,5 43,3 62,6 68,6
2,0 19,4 39,0 56,6 62,0
3,0 19,3 43,6 61,0 68,0
4,0 19,3 46,6 70,0 74,7
10,0 19,4 46,8 57,2 65,3
15,0 18,6 39,2 58,2 62,5
20,0 18,7 45,2 60,5 71,2
25,0 19,2 42,3 63,8 68,6
30,0 Da die Überzugsmasse pastös wurde, konnte keine Beschichtung erfolgen.
Aus obiger Tabelle ersieht man, dass auch bei Verwendung des Füllstoffs in grosser Menge die prozentuale Abgabe kaum verändert wird, die Überzugsmasse daher wirksam ist. Werden jedoch 30 Teile Füllstoff zugesetzt, so kann mit der Überzugsmasse kein Überzug mehr auf dem Düngemittel erzielt werden, dieses Präparat ist daher unbrauchbar.
Obgleich wasserlösliche Phenolharze schneller härten, falls man unter Druck erhitzt, ist die Anwendung von Druck im vorliegenden Fall der Beschichtung von Düngemitteln unw zweckmässig. Da es aus technischen und wirtschaftlichen Gründen jedoch wichtig ist, die Härtungszeit zu verkürzen, wurde nach einem Katalysator gesucht, der den Härtungsvorgang beschleunigt. Versuche wurden angestellt mit anorganischen Säuren wie Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure und Phosphorsäure sowie mit organischen Säuren wie Ameisensäure, Essigsäure, Buttersäure und Oxalsäure. Mit Ausnahme von Ameisensäure, Essigsäure und Buttersäure zeigten alle versuchten Katalysatoren folgenden Nachteil: ihre katalytische Wirkung war so gross, dass das Harz in wenigen Sekun den bei Raumtemperatur gehärtet wurde, wodurch die Beschichtung äusserst schwierig verlief.
Der so erhaltene Über- zug war wasserabstossend, zeigte Schrumpfung und fehlende
Wasserbeständigkeit.
Bei Verwendung von Ameisensäure, Essigsäure oder But tersäure hingegen wurde die Härtungsreaktion bei Raumtem peratur nur wenig beschleunigt und das Harz schied sich nicht aus dem Wasser ab. Die vollständige Härtung des Überzugs wurde durch Erhitzen bewirkt.
Der mit diesen Katalysatoren gebldete Überzug auf der
Oberfläche von Düngemittelteilchen besitzt eine gute Flexibi lität und ist gut wasserbeständig.
Die Oxalsäure wirkt von Ameisensäure, Essigsäure und
Buttersäure verschieden. Es wurde gefunden, dass die Unter schiede auf die Dissoziationskonstante der Säuren zurückge hen. Ameisensäure besitzt eine Dissoziationskonstante von
2 x 10-4, die Dissoziation der Essigsäure beträgt 19 x 10-5, die der Buttersäure 1,5 x 10-5 und die der Oxalsäure 4 x 10-2.
Wurden Säuren mit einer Dissoziationskonstanten unterhalb
4 x 10-2 eingesetzt, wie z.B. Acrylsäure, Crotonsäure, Iso -crotonsäure, Bernsteinsäure, Glycolsäure, Milchsäure und dgl., so lieferten sie analoge Ergebnisse wie Essigsäure.- Auf grund der leichten Zugänglichkeit und des Preises wird jedoch die Verwendung von Essigsäure der Verwendung dieser ge nannten Säuren vorgezogen.
Zur Ermittlung der Katalysatormenge, die zweckmässig zum wasserlöslichen Phenolharz zugesetzt wird, kann wie folgt vorgegangen werden:
Zu einem Gemisch, welches zwei Teile Talk in 10 Teilen des wasserlöslichen Phenolharzes enthält, wird Essigsäure in ver schiedenen Mengen zwischen 0 und 6%, bezogen auf das
Phenolharz, zugesetzt. Die so erhaltenen Überzugsmassen wurden nach 3 Methoden appliziert: (a) Einmaliger Überzug durch Tauchen, (b) zwei Überzüge durch Tauchen und (c) ein Überzug durch Aufbürsten. Die Härtung erfolgte durch halb stündiges Erhitzen auf 1300C. Die Abgabegeschwindigkeit wurde wie bei den in Tabelle 1 zusammengefassten Versuchen ermittelt. Die abgegebene Menge an Düngemittelkomponen ten wurde nach einer Woche bestimmt, die Werte sind aus
Tabelle 2 ersichtlich.
TABELLE 2 Pro- Über- Essigsäurezusatz (Gew.-%) be dicke 0 0,2 0,5 2 4 6 (a) 110 100 92,7 82,5 76,7 81,1 84,3 (b) 150 100 75,5 33,7 32,9 35,6 51,8 (c) 100 100 100 73,8 73,2 74,6 80,9
Tabelle 2 zeigt, dass die abgegebene Düngemittelmenge sich mit dem Prozentgehalt an Essigsäure verändert. Bei der
Probe ohne Essigsäure war die Härtung nicht ausreichend, und sämtliches Düngemittel wurde gelöst. Auch mit 0,2%
Essigsäure trat praktisch keine Härtung ein.
Wie aus der Tabelle ersichtlich, werden die besten Abga benwerte mit Essigsäuremengen zwischen 0,5 und 6 Gew.- % erzielt.
Wie bereits erwähnt, besteht eine Beziehung zwischen Ka talysatormenge und Härtungszeit. Je höher die Katalysator menge, desto kürzer ist natürlich die Härtungszeit. Die je weilige Katalysatormenge kann damit unter Berücksichtigung des genauen Verwendungszwecks bestimmt werden.
Auch zwischen der Härtungstemperatur und der Abgabe menge bzw. -geschwindigkeit besteht eine Beziehung, wie nachstehend erläutert wird. Eine Überzugsmasse aus 10 Tei len wasserlöslichem Phenolharz, 2 Teilen Talk und 0,2 Teilen Essigsäuren wurde zweimal mit einem Pinsel auf eiförmige, feste Düngemittelproben (Gewicht jeweils 40 g) aufgetragen, die Proben wurden dann 60 Minuten lang auf verschiedene Temperaturen von 100, 110, 120 und 1300C erhitzt. Nach der in Zusammenhang mit Tabelle 1 beschriebenen Methode wurde die Abgabemenge bzw. -geschwindigkeit der Düngemittelkomponente für jede Probe bestimmt.
Die Überzugsdicke betrug in allen Fällen 200
TABELLE 3
Abgabemenge (%)
Temperatur T a g e
2 7 16 26 30 100"C 1,2 5,2 20,5 43,3 50,1 110 C 0,6 3,4 4,5 16,8 20,7 1200C 0,5 0,9 1,9 3,3 5,1 1300C 0,3 0,8 1,9 2,9 4,3
Die obige Tabelle zeigt, dass im Bereich der Härtungstemperaturen von 100 bis 1300C ein zunehmender Härtungsgrad eintritt und damit verminderte Abgabe nach höheren Temperaturen erfolgt. Obgleich die höchste angewandte Temperatur in diesem Versuch 1300C betrug, kann der Härtungsgrad noch weiter erhöht werden durch Erhöhung der Temperatur auf mehr als 140"C, unter Berücksichtigung des Siedepunkts der organischen Säure.
Wie bereits erwähnt, erfolgt die Beschichtung durch Tauchen, Aufstreichen und dgl., oder durch folgende Methode: Zunächst wird das Düngemittel in eine Rotationstrommel eingefüllt, dann wird die entsprechende Menge an Überzug masse in die rotierende Trommel eingetropft. Sobald die Überzugsmasse die gesamte Oberfläche der Düngemittelteilchen bedeckt und daran haftet, wird Wärme zugeführt.
Beispiel 1
Ein Gemisch aus 10 Teilen wasserlöslichem Phenolharz, 2 Teilen Talk und 0,2 Teilen Essigsäure wird gleichmässig auf die Oberfläche von fertigem Düngemittel (eiförmig, jedes Teil 40 g) aufgebürstet. Der Überzug wird 60 Minuten bei 1200C gehärtet. Von 2 Proben (A) und (B) wurden die Abgabemengen bestimmt, folgende Ergebnisse wurden ermittelt:
TABELLE 4
Tage 1 3 4 5 7 8 (A) 1,1% 14,7 19,8 27,9 37,3 42,5 (B) 0,8 16,8 18,9 23,6 31,2 35,9
11 14 18 24 27 31 (A) 52,1 57,7 65,1 70,2 74,6 80,9 (B) 45,6 52,7 57,9 64,3 68,4 74,5
Beispiel 2
Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurde ein festes Düngemittel zweimal beschichtet.
Die Abgabemenge wurde verglichen mit der Abgabemenge bei folgenden anderen Produkten: (A): unbeschichtetes festes Düngemittel (B): nach Beispiel 2 beschichtetes Düngemittel (C): nach der Methode von Beispiel 2, jedoch unter Verwendung von Weizenmehl anstelle von Talk als Füllstoff be schichtetes Düngemittel.
TABELLE 5
Tage 1 2 7 17 21 28 (A) 58,6% 73,2 97,2 100 (B) 1,1 1,9 2,4 3,3 3,5 10,2 (C) 1,9 2,1 8,4 11,6 20,0 24,4
Beispiel 3
Einem Gemisch aus 10 Teilen wasserlöslichem Phenolharz und 2 Teilen Talk wurden in verschiedenen Ansätzen 0,2 Teile Ameisensäureç 0,2 Teile Buttersäure bzw. 0,2 Teile Milchsäure zugegeben. Jede Überzugsmasse wurde zweimal auf die Oberfläche eiförmiger Düngemittelteilchen appliziert und dann 60 Minuten lang bei 1200C gehärtet.
TABELLE 6
2 6 7 16 26 30 (A) (Ameisens.) 1,4% 1,8 2,8 14,4 33,1 40,0 (B) (Butters.) 0,7 7,8 9,9 39,5 65,6 69,9 (C) (Milchs.) 0,7 9,4 14,6 57,5 81,2 83,4
Beispiel 4
5 kg eines hochwertigem Düngemittels (N: 12,4%, P,O,: 12,3%, K2O: 12,5%, Teilchendurchmesser 4-6 mm) wurden in eine geneigt aufgestellt Beschichtungstrommel eingefüllt.
Dann wurden Überzugsmassen aus 10 Teilen wasserlöslichem Resol- artigem Phenolzharz, 0,2 Teilen Essigsäure und 20 Teilen Talk in Mengen von 200, 400 bzw. 600 g unter Rotieren der Trommel mit 30 Umdrehungen pro Minute auf die jeweiligen Ansätze aufgesprüht. Nach dem Beschichten wurde 60 Minuten bei 1200C gehärtet. Dann wurde die Abgabegeschwindigkeit bzw. -menge ermittelt:
TABELLE 7
Menge an Über- T a g e zugsmasse (%) 1 7 14 21 24
4 42,5 63,3 74,5 86,2 98,5
8 22,4 35,3 52,1 75,2 83,3
12 5,2 11,3 25,8 42,2 56,1
Analysenmethode: 15 g der Probe wurden in einen 500 ml-Erlenmeyer-Kolben gegeben, dann wurden 300 ml Wasser von 300C zugesetzt und die Probe wurde bei konstanter Badtemperatur von 3o0C stehen gelassen.
Es wurde auf Ammoniumnitrat analysiert und die Abgabemenge wurde gemäss folgender Gleichung erhalten:
Ammoniumnitrat in Lösung Abgabemenge = X 100
Ammoniumnitrat im Düngemittel
Die Wasseraufnahme des Phenolharzes wird nach der genannten japanischer Norm wie folgt bestimmt:
In einen Kolben bringt man eine Harzprobe und thermo; statisiert den Kolben auf 25 t 1 C. Unter Rühren wird tropfenweise Wasser zugegeben, bis eine Trübung auftritt, welche als Endpunkt angesehen wird. Die Wasseraufnahme ist die Anzahl zugegebener ml Wasser, auf 1 g Harzprobe umgerechnet.
PATENTANSPRUCH I
Verfahren zum Umhüllen von Düngemittel, dadurch gekennzeichnet, dass man auf feste Düngemittelteilchen eine überzugmasse aufbringt, welche ein wasserlösliches Phenolharz mit einer Wasseraufnahme gemäss japanischer Norm JIS-K 6802-1973 von 1 oder mehr, eine organische Säure mit einer Dissoziationskonstanten von nicht mehr als 2 x 10-4 und einen Füllstoff enthält, und die Überzugmasse durch Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 100 und 1300C verfestigt.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als organische Säure Ameisensäure, Essigsäure oder Buttersäure einsetzt.
2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man 0,05 bis 0,6 Gewichtsteile Säure pro 10 Gewichtsteile Harz verwendet.
3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man auf 10 Gewichtsteile Harz 0,5 bis 25 Gewichtsteile Füllstoff verwendet.
PATENTANSPRUCH II
Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestelltes, umhülltes Düngemittel.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.
The present invention relates to the manufacture of a coated fertilizer.
Recently, coated fertilizers made by coating the surface of the fertilizer granules with a synthetic resin, for example, have received increasing attention. This coating slows down the dissolution of the fertilizer and achieves a controlled release of the fertilizer components.
The resins heretofore used to coat fertilizer particles have several disadvantages. For example, they require the use of expensive solvents so that the manufacturing cost is high, or they require a complicated coating process. With some resins, the surface of the fertilizer particles cracks easily.
The present invention therefore aims to provide a method of coating fertilizer particles in which there is easy control of the dispensing of the fertilizer components. The method should be able to produce a cheap and uniformly coated fertilizer. The process product should be a coated fertilizer with improved water resistance, the particles of which do not jump even after a long period in the soil.
The method according to the invention for coating fertilizers is characterized in that a coating composition is applied to solid fertilizer particles, which is a water-soluble phenolic resin with a water absorption according to Japanese standard JIS-K 6802-1973 of 1 or more, an organic acid with a dissociation constant of not more than 2 x 10 and contains a filler, and the coating mass solidified by heating to a temperature between 100 and 1300C.
In the coating process according to the invention, the formation of fine pores of a corresponding size in the product is ensured by the presence of a filler such as talc, silica powder or wheat flour, which preferably does not react with the resin. To accelerate the hardening of the resin, an organic acid such as e.g. Acetic acid or oxalic acid added, the dissociation constant of which is not more than 2 x 10-4.
The phenolic resins can be roughly classified into the resole type resins and the novolak type resins according to the ratio of formalin to phenol, the type of catalyst and the like.
The phenolic resins used in the present invention are, in particular, condensed, water-soluble resins of the resole type with a water absorption according to Japanese standard JIS-K 6802-1973 of 1 or more. You will e.g. obtained by converting 100 parts of phenol and 130-300 parts of formalin in the presence of sodium hydroxide as a catalyst. This resin can be used directly and does not have to be dissolved in an organic solvent. It is also cheap and safe in terms of flammability and explosiveness. If a vinyl acetate resin or a urea resin is used in place of the above phenolic resin, cracks easily occur in the coating and the fertilizer dissolves quickly, so that controlled dispensing becomes impossible.
However, the above phenolic resins are low in viscosity. If they are used solely to coat the fertilizer, the greater part penetrates into the fertilizer and a sufficient coating is not formed. In order to increase the viscosity of the resin and at the same time ensure the formation of fine pores of a suitable size in the coating, a filler is added to the resin, e.g. Talc, wheat flour or powdered silica, i.e. a filler that does not react with the resin. If the fertilizer coated in this way gets into the soil, the water present there gradually penetrates through the innumerable pores in the coating into the fertilizer grain and dissolves the fertilizer components, which then gradually migrate into the soil.
To determine how the ratio of filler to resin determines the rate at which the fertilizer components dissolve and emerge from the fertilizer granule, talc was added in various amounts between 0.5 and 30 parts per 10 parts of the water soluble phenolic resin. With each of these preparations, the surface of a solid fertilizer (egg-shaped, 40 g each) was coated twice by brushing, and the finished fertilizer was heated at 120 ° C. for 60 minutes to cure the coating. Each sample obtained in this way was wrapped in light cotton fabric, placed on a metal support and immersed in a beaker filled with 1 liter of distilled water, then left to stand.
Over the course of a week, a 5 ml sample of the liquid was taken from the beaker every day, and the delivery rate respectively. amount was determined on the basis of the amount by weight of the dry-kneaded fertilizer components in this liquid sample. The results are summarized in Table 1.
TABLE 1
Parts talc / delivery amount (%)
10 parts days
Phenolic resin 1 3 5 7
0.5 19.9 40.5 60.5 64.7
1.0 19.5 43.3 62.6 68.6
2.0 19.4 39.0 56.6 62.0
3.0 19.3 43.6 61.0 68.0
4.0 19.3 46.6 70.0 74.7
10.0 19.4 46.8 57.2 65.3
15.0 18.6 39.2 58.2 62.5
20.0 18.7 45.2 60.5 71.2
25.0 19.2 42.3 63.8 68.6
30.0 Since the coating mass became pasty, no coating could take place.
It can be seen from the table above that even when the filler is used in large quantities, the percentage release is hardly changed and the coating composition is therefore effective. If, however, 30 parts of filler are added, the coating mass can no longer be used to coat the fertilizer, and this preparation is therefore unusable.
Although water-soluble phenolic resins harden more quickly if heated under pressure, the use of pressure in the present case of coating fertilizers is undesirable. However, since it is important for technical and economic reasons to shorten the hardening time, a catalyst was sought which accelerates the hardening process. Experiments have been made with inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid and with organic acids such as formic acid, acetic acid, butyric acid and oxalic acid. With the exception of formic acid, acetic acid and butyric acid, all of the catalysts tried showed the following disadvantage: their catalytic effect was so great that the resin was cured in a few seconds at room temperature, making the coating extremely difficult.
The coating thus obtained was water-repellent, showed shrinkage and lack of it
Water resistance.
When using formic acid, acetic acid or butyric acid, on the other hand, the hardening reaction was only slightly accelerated at room temperature and the resin did not separate from the water. Complete curing of the coating was effected by heating.
The coating formed with these catalysts on the
The surface of fertilizer particles has good flexibility and good water resistance.
The oxalic acid acts from formic acid, and acetic acid
Butyric acid different. It was found that the differences are due to the dissociation constant of the acids. Formic acid has a dissociation constant of
2 x 10-4, the dissociation of acetic acid is 19 x 10-5, that of butyric acid 1.5 x 10-5 and that of oxalic acid 4 x 10-2.
Were acids with a dissociation constant below
4 x 10-2 used, e.g. Acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, succinic acid, glycolic acid, lactic acid and the like, they gave results analogous to those of acetic acid. However, due to its easy accessibility and price, the use of acetic acid is preferred to the use of these acids.
To determine the amount of catalyst that is expediently added to the water-soluble phenolic resin, the following procedure can be used:
To a mixture containing two parts of talc in 10 parts of the water-soluble phenolic resin, acetic acid is added in various amounts between 0 and 6%, based on the
Phenolic resin, added. The coating compositions thus obtained were applied by 3 methods: (a) single coating by dipping, (b) two coats by dipping and (c) one coating by brushing. The hardening took place by heating at 1300C for half an hour. The delivery rate was determined as in the tests summarized in Table 1. The amount of fertilizer components released was determined after one week, the values are off
Table 2 can be seen.
TABLE 2 Pro- Over- Acetic Acid Addition (wt%) be thick 0 0.2 0.5 2 4 6 (a) 110 100 92.7 82.5 76.7 81.1 84.3 (b) 150 100 75.5 33.7 32.9 35.6 51.8 (c) 100 100 100 73.8 73.2 74.6 80.9
Table 2 shows that the amount of fertilizer dispensed changes with the percentage of acetic acid. In the
Sample without acetic acid failed to cure and all of the fertilizer was dissolved. Even with 0.2%
There was practically no hardening in acetic acid.
As can be seen from the table, the best output values are achieved with amounts of acetic acid between 0.5 and 6% by weight.
As already mentioned, there is a relationship between the amount of catalyst and the curing time. Of course, the higher the amount of catalyst, the shorter the curing time. The respective amount of catalyst can thus be determined taking into account the exact intended use.
There is also a relationship between the curing temperature and the discharge rate, as will be explained below. A coating composition of 10 parts of water-soluble phenolic resin, 2 parts of talc and 0.2 parts of acetic acid was applied twice with a brush to egg-shaped, solid fertilizer samples (each weighing 40 g), the samples were then heated to various temperatures of 100, 110 for 60 minutes , 120 and 1300C heated. According to the method described in connection with Table 1, the amount or rate of release of the fertilizer component was determined for each sample.
The coating thickness was 200 in all cases
TABLE 3
Discharge amount (%)
Temperature day
2 7 16 26 30 100 "C 1.2 5.2 20.5 43.3 50.1 110 C 0.6 3.4 4.5 16.8 20.7 1200C 0.5 0.9 1.9 3.3 5.1 1300C 0.3 0.8 1.9 2.9 4.3
The above table shows that in the range of curing temperatures from 100 to 1300C an increasing degree of curing occurs and thus a reduced release takes place at higher temperatures. Although the highest temperature used in this experiment was 1300C, the degree of hardening can be increased still further by increasing the temperature to more than 140 "C, taking into account the boiling point of the organic acid.
As already mentioned, the coating is done by dipping, brushing and the like. Or by the following method: First, the fertilizer is poured into a rotating drum, then the appropriate amount of coating mass is dripped into the rotating drum. Once the coating mass covers and adheres to the entire surface of the fertilizer particles, heat is applied.
example 1
A mixture of 10 parts of water-soluble phenolic resin, 2 parts of talc and 0.2 parts of acetic acid is brushed evenly onto the surface of the finished fertilizer (egg-shaped, each part 40 g). The coating is cured for 60 minutes at 1200C. The release quantities of 2 samples (A) and (B) were determined, the following results were obtained:
TABLE 4
Days 1 3 4 5 7 8 (A) 1.1% 14.7 19.8 27.9 37.3 42.5 (B) 0.8 16.8 18.9 23.6 31.2 35.9
11 14 18 24 27 31 (A) 52.1 57.7 65.1 70.2 74.6 80.9 (B) 45.6 52.7 57.9 64.3 68.4 74.5
Example 2
Following the procedure of Example 1, a solid fertilizer was coated twice.
The delivery amount was compared with the delivery amount for the following other products: (A): uncoated solid fertilizer (B): according to example 2 coated fertilizer (C): according to the method of example 2, but using wheat flour instead of talc as filler layered fertilizer.
TABLE 5
Days 1 2 7 17 21 28 (A) 58.6% 73.2 97.2 100 (B) 1.1 1.9 2.4 3.3 3.5 10.2 (C) 1.9 2, 1 8.4 11.6 20.0 24.4
Example 3
A mixture of 10 parts of water-soluble phenolic resin and 2 parts of talc was added in various batches to 0.2 part of formic acid, 0.2 part of butyric acid and 0.2 part of lactic acid. Each coating was applied twice to the surface of egg-shaped fertilizer particles and then cured at 1200C for 60 minutes.
TABLE 6
2 6 7 16 26 30 (A) (Ants.) 1.4% 1.8 2.8 14.4 33.1 40.0 (B) (Butters.) 0.7 7.8 9.9 39, 5 65.6 69.9 (C) (Milk s.) 0.7 9.4 14.6 57.5 81.2 83.4
Example 4
5 kg of a high-quality fertilizer (N: 12.4%, P, O,: 12.3%, K2O: 12.5%, particle diameter 4-6 mm) were poured into a coating drum set up at an angle.
Coating compositions composed of 10 parts of water-soluble resol-type phenolic resin, 0.2 part of acetic acid and 20 parts of talc were then sprayed onto the respective batches in amounts of 200, 400 and 600 g while the drum was rotating at 30 revolutions per minute. After the coating, curing was carried out at 1200C for 60 minutes. Then the delivery rate or amount was determined:
TABLE 7
Amount of pull-over mass (%) 1 7 14 21 24
4 42.5 63.3 74.5 86.2 98.5
8 22.4 35.3 52.1 75.2 83.3
12 5.2 11.3 25.8 42.2 56.1
Analysis method: 15 g of the sample were placed in a 500 ml Erlenmeyer flask, then 300 ml of water at 30 ° C. were added and the sample was left to stand at a constant bath temperature of 30 ° C.
It was analyzed for ammonium nitrate and the amount released was obtained according to the following equation:
Ammonium nitrate in solution Discharge amount = X 100
Ammonium nitrate in fertilizer
The water absorption of the phenolic resin is determined according to the Japanese standard mentioned as follows:
A sample of resin is placed in a flask and thermo; statizes the flask at 25 t 1 C. While stirring, water is added dropwise until turbidity occurs, which is regarded as the end point. The water absorption is the number of ml of water added, converted to 1 g resin sample.
PATENT CLAIM I
Process for coating fertilizers, characterized in that a coating material is applied to solid fertilizer particles which contains a water-soluble phenolic resin with a water absorption according to Japanese standard JIS-K 6802-1973 of 1 or more, an organic acid with a dissociation constant of not more than 2 x 10-4 and contains a filler, and the coating mass solidifies by heating to a temperature between 100 and 1300C.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim 1, characterized in that the organic acid used is formic acid, acetic acid or butyric acid.
2. The method according to dependent claim 1, characterized in that 0.05 to 0.6 parts by weight of acid is used per 10 parts by weight of resin.
3. The method according to claim I, characterized in that 0.5 to 25 parts by weight of filler is used per 10 parts by weight of resin.
PATENT CLAIM II
Coated fertilizer produced by the process according to claim I.
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