CN100537491C - 一种新型热固性树脂包膜尿素 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型热固性树脂包膜尿素，由尿素核芯和热固性树脂包膜构成，总包膜率3～14%wt，养分释放期为1-12个月，采用以下方法生产：将多亚甲基多苯基多异氰酸酯与固化剂混合，加入包膜改性剂，配制混合液；将混合液，加到颗粒尿素上，保持温度，使造粒机继续运转，即涂布均匀并固化成膜，即得不同控释期的新型热固性包膜尿素。该控释肥具有良好的增产效果和控释性能，极具推广价值。
Description
技术领域
本发明属于化工产品领域，具体是涉及一种新型热固性树脂包膜尿素产品。
背景技术
我国化肥消耗量约占世界化肥消费总量的20-30％，居世界第一位，发达国家化肥当季利用率平均为50-60％，我国化肥当季利用率平均仅为30-35％。大量营养元素的流失浪费不仅给社会带来巨大的经济损失，而且还会造成严重的环境污染。目前，随着化肥用量的不断增加，在农产品追求产量与质量并重，以及环境友好的多重目标要求下，肥料的改性问题就显得更为重要。开发缓释、控释肥料，提高肥料利用率，减少环境污染，是简单易行的措施，特别适合中国的国情。我国化肥利用率低于发达国家的原因之一，就是在发达国家所采取的系列科学施肥技术在中国难以奏效。我国农民的教育水平低，农户土地面积小而分散，种植体系复杂，机械化程度低，农化服务体系难以建立和到位，配方施肥和其它技术措施很难为农民提供方便的服务；另外，在经济发达地区，农民已不愿意在追肥等农艺操作上花费太多的时间和精力。因此，急需一种集配方施肥、控释技术为一体的物化肥料产品。新型控释复合肥料的出现，不仅能提高肥料利用率，保证粮食安全，减少环境污染，也满足了农民的实际需求。
包膜控释肥料是以颗粒化肥为核心，表层涂覆一层低水溶性或微溶性的无机物质或有机聚合物，改变化肥养分的溶出性，延长或控制肥料养分释放，使土壤养分的供应与作物需肥要求协调的新型肥料剂型。包膜控释肥料的种类，从包膜材料来分，可分为无机物包膜肥料和有机聚合物包膜肥料，前者多数是以含有一定养分的无机肥料或土壤调理剂之类物质，后者包括有机聚合物、低水溶性或难溶性的有机合成物等作为包膜材料。从包膜控释肥料的营养元素种类来看，氮、磷、钾大量元素及一些微量元素均在研究之列，但是，目前主要是以氮、磷、钾包膜化肥为主。
目前，国内外包膜控释肥的研究已经发展到了一个较高的高度，工艺技术已日趋成熟，养分控释性能良好，生产成本高的问题得到了初步解决，包膜控释肥产品已经在大田作物上得到了初步推广，取得了阶段性成果。在现阶段所有肥料中，氮肥是最易流失的肥料，且尿素相对复合(混)肥低廉的价格、易吸收性使其倍受农民青睐，因此发展包膜控释尿素具有重要的现实意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型热固性树脂包膜控释尿素，以提高尿素利用率，较少农业污染，利于农业的可持续发展。
本发明新型热固性树脂包膜尿素，由粒径范围1.0-5.0mm的尿素核芯和热固性树脂包膜构成，总包膜率3-14％wt，养分释放期为1-12个月，采用以下方法制备：
1)将多亚甲基多苯基多异氰酸酯与固化剂按重量比1:0.5-1混合，加入重量为颗粒尿素重量1-2％的包膜改性剂，配制混合液；
2)将颗粒尿素在造粒机中预热至65-75℃；
3)将步骤1)中所述混合液，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度65-75℃，使造粒机继续运转3-5分钟，即涂布均匀并固化成膜；
根据控释期的要求重复步骤3)，即得不同控释期的新型热固性包膜尿素。
在优选的方案中，所述的新型热固性树脂包膜尿素，由粒径范围1.0-5.0mm的尿素核芯和热固性树脂包膜构成，总包膜率3-14％wt，养分释放期为1-12个月，采用以下方法制备：
1)将多亚甲基多苯基多异氰酸酯与固化剂按重量比1:0.8-1混合，加入重量为颗粒尿素重量1-1.5％的包膜改性剂，配制混合液；
2)将颗粒尿素在造粒机中预热至70-75℃；
3)将步骤1)中所述混合液，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度70-75℃，使造粒机继续运转3-5分钟，即涂布均匀并固化成膜；
根据控释期的要求重复步骤3)，即得新型热固性包膜尿素。
在更为优选的方案中，所述的新型热固性树脂包膜尿素由粒径范围1.0-5.0mm的尿素核芯和热固性树脂包膜构成，总包膜率3-14％wt，养分释放期为1-12个月，采用以下方法制备：
1)将多亚甲基多苯基多异氰酸酯与固化剂按重量比1:1混合，加入重量为颗粒尿素重量1％的包膜改性剂，配制混合液；
2)将颗粒尿素在造粒机中预热至75℃；
3)将步骤1)中所述混合液，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度75℃，使造粒机继续运转3-5分钟，即涂布均匀并固化成膜；
根据控释期的要求重复步骤3)，即得新型热固性包膜尿素。
本发明新型热固性树脂包膜尿素，所述固化剂为本领域常规产品，优选为豆油、菜籽油或桐油。
所述包膜改性剂为本领域产品，优选橡胶粉、骨粉、谷物粉、矿物粉。在更为优选的方案中，所述谷物粉选自小麦粉、稻米粉、玉米粉或红薯粉。所述矿物粉选自沸石粉、硅藻土、轻质碳酸钙或滑石粉。
本发明的新型热固性树脂包膜尿素，还可以添加颜料使其外观为无色、绿色、黄色或橙色。本发明的技术方案中，所述的造粒机可以是转鼓或流化床或其他造粒装置。
本发明新型热固性树脂包膜尿素的显著效果是：产品的养分控释期可以根据包膜厚度及添加调理剂来调节，可以精确地控制在1个月到12个月不等，另外还可将具有不同释放时期、不同释放特性的产品按一定的比例混合起来，模拟各种作物对养分的需求，做成各种专用包膜控释肥，使控释肥的养分释放曲线与作物对养分的吸收曲线相吻合，达到养分精确控释的目的。包膜肥料的膜壳由于在包膜材料中加入了可诱导其快速老化和降解的橡胶粉、矿物粉和谷物粉等调理剂，使其残膜能快速老化和被土壤微生物降解，不致在土壤中长期残留，极为适合目前国际和国内肥料发展和环境保护的趋势，具有及其广阔的市场开发前景。此产品已在水稻、玉米、烟草、花生、小麦、棉花、草莓、马铃薯、多种花卉、蔬菜、果树、草坪等作物上进行了大量的盆栽试验、田间试验和示范，试验结果表明，此产品在上述作物上均具有显著的增产和增效作用，具有极为广泛的推广应用前景。
附图说明
图1是热固性树脂包膜尿素的产品结构示意图。其中，1是包膜层，2是尿素核芯。
图2是控释期4个月43-0-0在25℃水中的养分累积释放曲线图。
图3是控释期6个月42-0-0在25℃水中的养分累积释放曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的技术方案，但不限于此。实施例中所用原料皆为市售商品。本说明书诸如“43-0-0”等的含义是“N、P、K”的含量，属于本领域常规描述。
实施例1 生产控释期2个月的新型热固性树脂包膜尿素。
1)把18kg多亚甲基多苯基多异氰酸酯(南京中旭化工有限公司产售)及9kg豆油混合均匀，加入10kg的包膜改性剂(含红薯粉5kg、橡胶粉3kg、骨粉2kg)，配制混合液；
2)将直径1.0-5.0mm的1000kg颗粒尿素在造粒机中预热至65℃；
3)将步骤1)中所述混合液，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度，使造粒机继续运转5分钟，即涂布均匀并固化成膜；即得总包膜率为3.7％wt、控释期为2个月的新型热固性包膜尿素。
热固性树脂包膜尿素，根据需要，还可以添加不同颜料使其外观为绿色、黄色或橙色。
实施例2 生产控释期7个月的新型热固性树脂包膜尿素。
1)把21kg多亚甲基多苯基多异氰酸酯及16.8kg菜籽油混合均匀，加入15kg的包膜改性剂(含矿物粉10kg、橡胶粉3kg、小麦粉2kg)，配制混合液；
2)将1000kg颗粒尿素在造粒机中预热至70℃；
3)将步骤1)中所述混合液，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度，使造粒机继续运转3分钟，即涂布均匀并固化成膜；
再重复步骤3)一次即得总包膜率约为11％wt、控释期为7个月的新型热固性包膜尿素。
热固性树脂包膜尿素，根据需要，还可以添加不同颜料使其外观为绿色、黄色或橙色。
实施例3 生产控释期11个月的新型热固性树脂包膜尿素。。
1)把25kg多亚甲基多苯基多异氰酸酯及25kg桐油混合均匀，加入20kg的包膜改性剂(含红薯粉17kg、沸石粉2kg、硅藻土1kg)，配制混合液；
2)将1000kg颗粒尿素在造粒机中预热至75℃；
3)将步骤1)中所述混合液，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度，使造粒机继续运转4分钟，即涂布均匀并固化成膜；
再重复步骤3)一次即得总包膜率约为14％wt、控释期为11个月的新型热固性包膜尿素。
热固性树脂包膜尿素，根据需要，还可以添加不同颜料使其外观为绿色、黄色或橙色。
实施例4 生产控释期6个月的新型热固性树脂包膜尿素。
1)把21kg多亚甲基多苯基多异氰酸酯及21kg菜籽油混合均匀，加入10kg的包膜改性剂(含矿物粉5kg、橡胶粉3kg、小麦粉2kg)，配制混合液；
2)将粒径范围1.0-5.0mm的1000kg颗粒尿素在造粒机中预热至75℃；
3)将步骤1)中所述混合液，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度，使造粒机继续运转3分钟，即涂布均匀并固化成膜；
再重复步骤3)一次即得总包膜率约为10％wt、控释期为6个月的新型热固性包膜尿素。
试验例
下面以生物试验来说明本产品的具体效果：
(1)试验材料和设计
试验设在山东省泰安新泰，供试品种为济麦19；供试控释肥处理为控释掺混肥(24—10—18，控释氮占57％)，由热固性树脂尿素(43-0-0)、氯化钾复合肥(18-18-18)、氯化钾(0-0-60)掺混制得，供试普通肥料为普通尿素(46-0-0)、氯化钾复合肥(18-18-18)、氯化钾(0-0-60)。普通肥料按225kg/hm2纯氮量施肥(N：P2O5：K2O＝2.4：1：1.8)，控释肥1与普通肥料施用量相同，控释肥2比普通肥料施用量减少33％，控释肥是在小麦播种前作基肥一次施入，普通肥料施用按农民施肥习惯分别基肥和在小麦拔节期追施。
(2)试验结果：不同施肥处理对小麦产量的影响见表1。
表1 不同施肥处理效果评价
| 处理 | 比普通肥料减少施用量(％) | 比普通肥料增产率(％) | 效果评价 |
| 普通肥料 | 0 | 0 | 肥料利用率低，建议增加施肥次数或施用新型肥料。 |
| 控释肥1 | 0 | 25.2 | 增产效果好，投入成本较高，省时省力，可以推广。 |
| 控释肥2 | 35 | 9.8 | 增产效果明显，投入少，省时省力，值得推广，推荐。 |
附图2-3是通过测定试验得出的本发明热固性树脂包膜尿素的养分累积释放曲线。结果表明该热固性树脂包膜控释肥具有良好的养分控释性能。
本发明新型热固性包膜尿素产品符合2007年10月1日起实施的国家缓控释肥料第HG/T3931-2007行业标准，在提高作物产量、降低包膜控释肥生产成本及提高控释效果等方面，取得了突出的技术效果。为了更好的在大田作物上推广应用，可以采用控释肥与普通肥料掺混控释BB(掺混)肥的方法，达到控释肥良好养分控释性能与产品价格的完美统一。
Claims (5)
1、一种热固性树脂包膜尿素，其特征在于，由粒径范围1.0-5.0mm的尿素核芯和热固性树脂包膜构成，总包膜率3-14％wt，养分释放期为1-12个月，采用以下方法制备：
1)将多亚甲基多苯基多异氰酸酯与固化剂按重量比1:0.5-1混合，加入重量为颗粒尿素重量1-2％的包膜改性剂，配制混合液；
2)将颗粒尿素在造粒机中预热至65-75℃；
3)将步骤1)中所述混合液，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度65-75℃，使造粒机继续运转3-5分钟，即涂布均匀并固化成膜；
所述固化剂为豆油、菜籽油或桐油；
所述包膜改性剂为橡胶粉、骨粉、谷物粉或矿物粉；
根据控释期的要求重复步骤3)，即得热固性包膜尿素。
2、根据权利要求1所述的热固性树脂包膜尿素，其特征在于，采用以下方法制备：
1)将多亚甲基多苯基多异氰酸酯与固化剂按重量比1:0.8-1混合，加入重量为颗粒尿素重量1-1.5％的包膜改性剂，配制混合液；
2)将颗粒尿素在造粒机中预热至70-75℃；
3)将步骤1)中所述混合液，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度70-75℃，使造粒机继续运转3-5分钟，即涂布均匀并固化成膜；
根据控释期的要求重复步骤3)，即得热固性包膜尿素。
3、根据权利要求2所述的热固性树脂包膜尿素，其特征在于，采用以下方法制备：
1)将多亚甲基多苯基多异氰酸酯与固化剂按重量比1:1混合，加入重量为颗粒尿素重量1％的包膜改性剂，配制混合液；
2)将颗粒尿素在造粒机中预热至75℃；
3)将步骤1)中所述混合液，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度75℃，使造粒机继续运转3-5分钟，即涂布均匀并固化成膜；
根据控释期的要求重复步骤3)，即得热固性包膜尿素。
4、根据权利要求1-3任一所述的热固性树脂包膜尿素，其特征在于，所述谷物粉选自小麦粉、稻米粉、玉米粉或红薯粉。
5、根据权利要求1-3任一所述的热固性树脂包膜尿素，其特征在于，所述矿物粉选自沸石粉、硅藻土、轻质碳酸钙或滑石粉。
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