CN101343204B - 环保硫磺包膜型缓释化肥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种环保硫磺包膜型缓释化肥。本发明环保硫磺包膜型缓释化肥由化肥芯1和化肥芯外包膜组成,包膜包含(a)硫磺膜层2,(b)可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层3,有或无(c)可降解聚合物膜层4;其中,硫磺膜层为整个包膜的里层或中间层,包膜外层为可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层、且包膜外表面为存在有有机聚合物粉凸起的凹凸不平表面。可降解聚合物可以是氨基树脂、聚乙烯醇及其共聚物的缩醛树脂、不饱和油树脂、生物降解型聚酯和天然聚合物及其衍生物等中一种或一种以上。有机聚合物粉为植物粉、动物粉和合成型聚合物粉中一种或一种以上。本发明包膜型缓释化肥释放期稳定,包膜体对环境无污染或污染小。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种包膜型缓释化肥,特别涉及一种环保硫磺包膜型缓释化肥,属于化肥工业领域。
二、背景技术
缓释化肥是世界化肥工业的发展方向。环保硫磺包膜型缓释化肥是重要的缓释化肥类型,是目前应用最广泛的包膜型缓释化肥。
由于硫磺性脆抗冲击性差、成膜性不好而易存在孔洞,单纯采用硫磺包膜制得的缓释化肥释放期短且稳定性差,因此环保硫磺包膜型缓释化肥通常是采用在硫磺膜层外再包覆有机聚合物膜层,采用的有机聚合物有环氧树脂、聚氨酯、不饱和聚酯、聚烯烃和可降解聚合物等,这种硫磺-有机聚合物双(多)层包膜的环保硫磺包膜型缓释化肥的释放期较长且稳定性较好。但是,这种环保硫磺包膜型缓释化肥的抗冲击性还不是很好,释放期还不是很稳定,或者要达到好的释放期稳定性,采用的环氧树脂、聚氨酯、不饱和聚酯、聚烯烃或可降解聚合物等聚合物用量仍然偏大,成本偏高。
三、发明内容
本发明的目的在于公开一种抗冲击性好、释放期稳定性好和包膜(基本)无害的环保硫磺包膜型缓释化肥。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种环保硫磺包膜型缓释化肥,由化肥芯和化肥芯外包膜组成,包膜包含(a)硫磺膜层,(b)可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层,有或无(c)可降解聚合物膜层;其中,硫磺膜层为整个包膜的里层或中间层,包膜外层为可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层、且包膜外表面为存在有有机聚合物粉凸起的凹凸不平表面。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层中有机聚合物粉平均粒径最好大于该可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层折合厚度。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,可降解聚合物是非水溶性的可降解聚合物,可以是氨基树脂、聚乙烯醇及其共聚物的缩醛树脂、不饱和油树脂、生物降解型聚酯和天然聚合物及其衍生物等中的一种或一种以上。其中,生物降解型聚酯可以是聚乳酸、聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯、聚脂肪族二元羧酸二元醇酯以及它们的共聚物等中的一种或一种以上。天然聚合物及其衍生物可以是硝酸纤维素、紫胶、醋酸纤维素、交联淀粉、甲壳素衍生物、木质素衍生物等中的一种或一种以上。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,有机聚合物粉可以是植物粉、动物粉和合成型聚合物粉中的一种或一种以上。植物粉可以是木粉、竹粉、稻壳粉、花生壳粉、植物茎粉和淀粉等中的一种或一种以上。动物粉优选甲壳素粉。合成型聚合物粉优选硫化橡胶粉和/或热塑性弹性体粉,特别是硫化橡胶粉中以回收橡胶粉为最优选。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层中有机聚合物粉的质量分数以20%~80%为优选。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,包膜中可以还有高阻透有机膜层。高阻透有机膜层优选是非极性有机膜层,形成非极性有机膜层的包膜材料为非极性低分子量有机物和/或非极性聚合物。非极性有机膜层以仅采用非极性低分子量有机物为优选。非极性低分子量有机物最好是熔点>室温的蜡、熔点或软化点>室温且分子量≤2000的聚烯烃或聚苯乙烯、软化点>室温的石油树脂以及软化点>室温的芳烃树脂等中的一种或一种以上。非极性聚合物可以是聚烯烃、聚苯乙烯、顺丁橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶及三元乙丙橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物等中的一种或一种以上。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,包膜总厚度可以为20~130μm,其中硫磺膜层厚度可以为10~80μm,处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层折合厚度可以为10~50μm,可降解聚合物膜层厚度可以为0~110μm,高阻透有机膜层厚度可以为0~10μm。
与现有技术相比,本发明具有以下显著优点。
(1)本发明中包膜外表面存在有有机聚合物粉凸起,有机聚合物粉颗粒为韧性体(不像无机粉末是刚性体),有机聚合物粉颗粒凸起相当于增加了膜厚,使复合物膜层对硫磺膜层具有比其折合厚度更厚的抗冲击保护效果。特别是硫化橡胶粉和/或热塑性弹性体粉等高韧性合成型聚合物粉,它们的抗冲击性能很好,木粉、竹粉、稻壳粉、花生壳粉和植物茎粉等天然有机聚合物粉,由于组织疏松,它们的抗冲击性能也很好。因此,本发明环保硫磺包膜型缓释化肥在包装、运输和施用等过程中硫磺膜层不易破坏,释放期稳定。
(2)回收橡胶粉的价格低廉,通常比可降解聚合物价格低,特别是可降解聚合物的透肥速度通常较快,而橡胶粉(比如顺丁橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶及三元乙丙橡胶等非极性橡胶粉以及低丙烯腈含量的丁腈橡胶等极性橡胶粉)对化肥的阻透能力通常比可降解聚合物强,即可降解聚合物-橡胶粉粉复合物膜层对化肥的阻透能力比纯可降解聚合物膜层强。因此,本发明环保硫磺包膜型缓释化肥的释放期可以更长,成本更低。
(3)木粉、竹粉、稻壳粉、花生壳粉和植物茎粉等天然粉价格很价廉,比可降解聚合物的价格低得多,甚至比化肥价格低得多,尤其是稻壳粉、花生壳粉和植物茎粉,它们常常是农业废弃物,价格极低,将其利用还可以消除处理它们时产生的环境污染,比如避免农村焚烧农作物秸杆粉产生的浓烟和怪味污染,因此其与可降解聚合物复合的膜层成本很低。特别地,木粉、竹粉、稻壳粉、花生壳粉和植物茎粉等天然粉本身是肥分,当采用价廉的、本身是缓释氮肥的脲醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂为可降解聚合物与它们复合形成膜层的成本很低,而且膜层力学强度好,包膜量可以较小。因此,以脲醛树脂或三聚氰胺-甲醛树脂与木粉、竹粉、稻壳粉、花生壳粉、植物茎粉等复合的本发明环保硫磺包膜型缓释化肥可以是完全以肥包肥型缓释化肥,肥分很高,成本很低。
(4)本发明环保硫磺包膜型缓释化肥的包膜中包含有高阻透有机膜层,特别是当高阻透有机膜层为非极性有机膜层时,释放期可以很长。
(5)本发明环保硫磺包膜型缓释化肥采用的包膜材料硫磺和可降解聚合物对环境无污染,天然有机聚合物粉对环境无污染。如果采用低分子量有机物为阻透性有机膜层时,比如蜡、分子量≤2000的聚烯烃或聚苯乙烯以及石油树脂等,低分子量有机物一般在环境中也可生物降解。因此,本发明环保硫磺包膜型缓释化肥可以是完全环保型缓释化肥,包膜对环境无危害或危害小(基本无危害)。
四、附图说明
图1是本发明环保硫磺包膜型缓释化肥的结构示意图。
五、具体实施方式
本发明环保硫磺包膜型缓释化肥由化肥芯1和化肥芯外包膜组成,包膜包含(a)硫磺膜层2,(b)可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层3,有或无(c)可降解聚合物膜层4;其中,硫磺膜层为整个包膜的里层或中间层,包膜外层为可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层、且包膜外表面为存在有有机聚合物粉凸起的凹凸不平表面。
本发明环保硫磺包膜型缓释化肥的化肥芯,可以是氮肥、磷肥、钾肥或复混肥等。化肥芯的形状可以是粒状、片状等,但以粒状为佳,最好是球状。
本发明环保硫磺包膜型缓释化肥的包膜外表面存在有有机聚合物粉凸起,有机聚合物粉凸起在包膜外表面上占据的表面最好应不小于15%,并且最好基本均匀地分布在包膜表面,这样有机聚合物粉凸起可以全方位地发挥抗冲击保护作用。但是,有机聚合物粉凸起在包膜外表面上占据的表面不宜太高,比如大于80%,这样利用有机聚合物粉凸起提高抗冲击性或减少包膜用量的本发明优势表现就没那么显著了。当然,采用极其价廉的天然聚合物粉时,表面整个被其包裹也是具有应用价值的。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层中有机聚合物粉平均粒径最好大于该可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层折合厚度。这样,处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层中的大部分有机聚合物粉都可以凸起于包膜外表面。本发明中所述折合厚度是指按可降解聚合物与有机聚合物粉两者的体积量均匀铺平在化肥表面时的厚度(即不考虑有机聚合物粉凸出膜层问题)。对于整个包膜表面涂敷可降解聚合物包膜液后,在可降解聚合物包膜液具有粘接力时粘裹有机聚合物粉而形成的包膜外层,由于此时有机聚合物粉事实上必然陷入可降解聚合物包膜液中,因此本发明把它看成所述的处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层,并且有机聚合物粉自然凸出包膜外表面,包膜外表面必然为存在有有机聚合物粉凸起的凹凸不平表面。即,对于整个包膜表面涂敷可降解聚合物包膜液后,在可降解聚合物包膜液具有粘接力时粘裹有机聚合物粉而形成的包膜外层,看作具有本发明所述特征,为本发明保护范围。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,可降解聚合物膜层可以处于硫磺膜层往里和/或往外。即,硫磺膜层往里可以有可降解聚合物膜层,硫磺膜层往外也可以有可降解聚合物膜层,硫磺膜层往里和往外都可以同时有可降解聚合物膜层。这里所述可降解聚合物膜层是指由可降解聚合物包膜形成的、不含有机聚合物粉的膜层。对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,硫磺膜层往里也可以有可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层,但是其中有机聚合物粉平均粒径以小于该复合膜层为佳。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,可降解聚合物是非水溶性的可降解聚合物,可以是氨基树脂、聚乙烯醇及其共聚物的高缩醛度缩醛树脂、不饱和油树脂、生物降解型聚酯和天然聚合物及其衍生物等中的一种或一种以上。其中,生物降解型聚酯可以是聚乳酸、聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯、聚脂肪族二元羧酸二元醇酯以及它们的共聚物等中的一种或一种以上。天然聚合物及其衍生物可以是硝酸纤维素、紫胶、醋酸纤维素、交联淀粉、甲壳素衍生物、木质素衍生物等中的一种或一种以上。本发明环保硫磺包膜型缓释化肥包膜中的可降解聚合物是非水溶性的,或者尽管采用的预聚物是水溶性的,但是最终形成的膜层中可降解聚合物成为非水溶性的,比如形成脲醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂的预聚物可以是水溶性的,但是经固化交联形成的脲醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂成为非水溶性的。
在所述的可降解聚合物中,氨基树脂是优选之一,尤其是脲醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂(包括改性脲醛树脂和改性三聚氰胺-甲醛树脂)的价格低,采用它们作为可降解聚合物包膜材料制备的本发明环保硫磺包膜型缓释化肥可以是完全的以肥包肥型缓释化肥。同时,脲醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂本身是木材等植物用胶粘剂,与木粉、竹粉、稻壳粉、花生壳粉和植物茎粉等结合强度大,形成的膜层力学强度好,包膜量可以较小;而且脲醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂包膜时采用的是水溶液,木粉、竹粉、稻壳粉、花生壳粉和植物茎粉等的添加量可以很大,添加量很大时仍然可以保证低的流动粘度和好的包膜操作性。其次,不饱和油树脂也可以是优选。不饱和油树脂是由不饱和油交联反应而成,不饱和油是指分子结构中含有双键、可以发生交联反应的天然油,比如桐油、大豆油、亚麻油和脱水蓖麻油等。其中,桐油是价格较低的天然不饱和油,它也是木材等植物用胶粘剂,与木粉、竹粉、稻壳粉、花生壳粉和植物茎粉等结合强度大,形成的膜层力学强度好,而且其交联形成的桐油树脂膜层对水和化肥阻透的能力也较强,是不饱和油中的优选。此外,非水溶性的聚乙烯醇及其共聚物的缩醛树脂(缩醛度≥50%)和硝酸纤维素也是可考虑选用的可降解包膜材料。聚乙烯醇及其共聚物的缩醛树脂可以是聚乙烯醇及其共聚物的缩甲醛树脂、缩乙醛树脂或缩丁醛树脂等。聚乳酸、聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯、聚脂肪族二元羧酸二元醇酯以及它们的共聚物等生物降解型聚酯由于对水和化肥阻透的能力也较强,尽管它们需采用溶液进行包膜,但也是可以考虑选用的可降解包膜材料。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,所述有机聚合物粉在可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层的形成过程中必须始终是呈固体状,即在其复合物膜层的形成过程中有机聚合物粉不能熔化或溶解而发生流动变形,保证有机聚合物粉可以凸起于包膜外表面。对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,有机聚合物粉的抗冲击强度最好不低于处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层中所采用可降解聚合物的抗冲击强度。这样,有机聚合物粉凸起发挥的抗冲击作用更突出。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,有机聚合物粉可以是植物粉、动物粉和合成型聚合物粉中的一种或一种以上。有机聚合物粉最好是植物粉,比如木粉、竹粉、稻壳粉、花生壳粉、植物茎粉或淀粉等,因为木粉、竹粉、稻壳粉、花生壳粉和植物茎粉等天然植物材料来源丰富,价格极低廉,稻壳、花生壳和植物茎等甚至是废弃物。动物粉优选甲壳素粉,因为甲壳素的来源很丰富,目前没有完全被充分使用,价格也较低廉。本发明所述的合成型聚合物粉包括采用小分子化合物为最初原料通过聚合得到的合成型聚合物粉和天然有机聚合物通过化学改性变成产品的人造型聚合物粉。合成型聚合物粉可以是热塑性聚合物粉,也可以是热固性聚合物粉。热塑性聚合物粉优选抗冲击韧性较好者,比如抗冲击聚苯乙烯粉、ABS粉;尤其是抗冲击韧性较好的热塑性弹性体粉为优,比如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物等粉末。对于热塑性聚合物粉末来说,在其复合物膜层形成过程中热塑性聚合物粉必须是呈固体状(即热塑性聚合物的熔点或流动温度应高于包膜温度,热塑性聚合物粉不能发生流动变形)。合成型聚合物粉可以是专门通过乳液聚合或(微)悬浮聚合得到的聚合物粉末,也可以是聚合物经粉碎得到的聚合物粉末。合成型聚合物粉以交联型聚合物粉为优选,比如热固性塑料粉和硫化橡胶粉,特别是抗冲击韧性好的硫化橡胶粉。热固性塑料粉比如可以是交联型聚苯乙烯粉,比如共聚有丁二烯等柔性单体的交联型共聚聚苯乙烯粉或共混有橡胶等柔性聚合物的交联型共混聚苯乙烯粉。由于回收橡胶粉价格低廉,同时回收利用橡胶废品,因此硫化橡胶粉中回收橡胶粉是最优选。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层中有机聚合物粉的质量分数最好为20%~80%。有机聚合物粉用量太低,则包膜表面形成的有机聚合物粉凸起较少,形成的有机聚合物粉凸起难以全方位地对硫磺膜层发挥抗冲击保护作用。用量太高,则可降解聚合物难以将有机聚合物粉粘住,难以形成复合物膜层或者复合物膜层强度较差,与硫磺膜层的结合强度也较差,并且包膜操作性也较差。
对于本发明环保硫磺包膜型缓释化肥,包膜中还可以有高阻透有机膜层5。高阻透有机膜层以紧贴硫磺膜层为佳,可以处于硫磺膜层往外,也可以处于硫磺膜层往里。高阻透有机膜层是指对水和化肥的透过率低于纯可降解聚合物膜层的膜层,即高阻透有机膜层材料对水和化肥的透过率低于包膜中所采用可降解聚合物对水和化肥的透过率,高阻透有机膜层材料对水和化肥的透过率最好低于包膜中所采用可降解聚合物对水和化肥的透过率的二分之一或更低。高阻透有机膜层材料可以是聚合物,但是优选低分子量有机物。本发明将分子量≤5000的有机物视为低分子量有机物,而将分子量>5000的有机物视为聚合物,即将有机物划为低分子量有机物和聚合物两类。高阻透性低分子量有机物可以是沥青及其混合物、松香(酯)及其混合物、古马隆-茚树脂、苯乙烯-茚树脂等低透过性有机物(相对于所采用可降解聚合物而言),高阻透性极性聚合物可以是聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁腈橡胶、不饱和聚酯、聚氨酯和环氧树脂等低透过性聚合物(相对于所采用可降解聚合物而言)。由于非极性有机膜层对水和化肥的透过率很低,水和化肥主要从膜缺陷处透过,因此本发明环保硫磺包膜型缓释化肥包膜中高阻透有机膜层最好为非极性有机膜层。形成非极性有机膜层的材料可以是非极性低分子量有机物和/或非极性聚合物。其中,非极性有机膜层以仅采用分子量≤5000(最好是分子量≤2000)的非极性低分子量有机物为优选。非极性低分子量有机物最好是熔点>室温的蜡、熔点或软化点>室温且分子量≤2000的聚烯烃或聚苯乙烯、软化点>室温的石油树脂以及软化点>室温的芳香烃树脂等中的一种或一种以上;非极性聚合物可以是聚烯烃、聚苯乙烯、顺丁橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶及三元乙丙橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物等中的一种或一种以上。
本发明环保硫磺包膜型缓释化肥结构示意图如图1所示。图中1是化肥芯,2是硫磺膜层,3是可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层,4是可降解聚合物膜层,5是高阻透有机膜层,F是可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层中有机聚合物粉。图1中4(5)表示该层为膜层4或者为膜层5或者同时有膜层4和膜层5两种膜层。当然,硫磺膜层与化肥芯之间还可以有可降解聚合物膜层、高阻透有机膜层和/或可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层。需要说明的是,图1中将有机聚合物粉示意为球体,该示意并不表示有机聚合物粉必须是球体。本发明环保硫磺包膜型缓释化肥所述有机聚合物粉可以是包括球体等各种形状的粉末体,比如通过粉碎制得的有机聚合物粉是非规则状的粉末体。
本发明环保硫磺包膜型缓释化肥包膜应能承担化肥芯吸水膨胀所产生的撑胀力,而不致整体包膜被撑破,因此包膜总厚度可以在20~130μm之间。本发明中硫磺膜层最好为主要膜层,其厚度相对较厚,而可降解聚合物-天然有机聚合物粉复合物膜层主要起对硫磺膜层的保护作用,存在的可降解聚合物膜层和/或高阻透有机膜层主要起封闭硫磺膜层中包膜缺陷的作用,这样整个包膜的成本较低。当然,本发明中也可以是可降解聚合物膜层和/或可降解聚合物-天然有机聚合物粉复合物膜层作为主要膜层(即膜层厚),硫磺膜层(或者同时有高阻透有机膜层)作为阻透膜层(即膜层薄),使整个包膜成本较低和抗冲击性好,同时又有所需要的较长释放期。因此,硫磺膜层厚度最好为10~80μm,处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层折合厚度最好为10~30μm,可降解聚合物膜层厚度可以为0~110μm,高阻透有机膜层厚度最好为0~10μm。
当然,本发明环保硫磺包膜型缓释化肥的包膜总厚度、硫磺膜层厚度、可降解聚合物膜层厚度、处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层折合厚度以及高阻透有机膜层厚度等都可以比上述提出的各自高限值更大。这些厚度愈大,则释放期会愈长。
由于硫磺、可降解聚合物、有机聚合物粉和高阻透有机材料之间的表面性质不同,为了调节它们之间相互润湿铺展成膜性,可以在可降解聚合物和高阻透有机包膜液中加入表面活性剂或相容剂。
此外,本发明环保硫磺包膜型缓释化肥包膜中的硫磺膜层、可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层、可降解聚合物膜层和高阻透有机膜层中都可以添加各种添加物,以达到调节各膜层的某种性能或降低成本等的目的。比如,在可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层中可以加入增塑剂或无机填料;在可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层和可降解聚合物膜层中加入降低可降解聚合物降解速度的助剂以及杀菌剂或抑菌剂(最好为非水溶性杀菌剂或抑菌剂),或者加入抑制化肥分解的抑制剂(比如尿素抑制剂);等。
下面以尿素作为化肥芯的本发明环保硫磺包膜型缓释尿素为例说明本发明环保硫磺包膜型缓释化肥的具体实施方法,测定通过包膜过程直接得到的包膜型缓释尿素在水中的释放期和测定将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期以说明发明效果。测定在水中的释放期采用水中溶出法,具体做法是:取10克包膜型缓释尿素浸泡于200毫升水中,25℃恒温浸泡,测定初期溶出率和平均微分溶出率。初期溶出率是指最初开始浸泡的24h内溶出的尿素质量占所取10克包膜型缓释尿素中尿素总质量的百分数,而平均微分溶出率则是从浸泡第2天到第7天每天平均溶出的尿素质量占所取10克包膜型缓释尿素中尿素总质量的百分数。根据初期溶出率ψ1和平均微分溶出率ψm计算释放期t(天):
实施例1
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在90℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的11%(厚度约40μm)。然后,再在硫磺膜层表面喷涂含杨木粉(平均粒径150μm)的脲醛树脂预聚物水溶液(脲醛树脂预聚物是尿素∶甲醛摩尔比为1∶1.5的尿素与甲醛反应所制备,杨木粉∶脲醛树脂预聚物质量比为3∶2),喷涂直到脲醛树脂/杨木粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的5%(折合厚度约30μm)。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中脲醛树脂固化充分,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为93天和84天。
实施例2
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在90℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂含甘蔗渣粉(平均粒径150μm)的三聚氰胺-甲醛树脂预聚物水溶液(三聚氰胺-甲醛树脂预聚物是三聚氰胺∶甲醛摩尔比为1∶3的三聚氰胺与甲醛反应所制备,甘蔗渣粉∶三聚氰胺-甲醛树脂预聚物之质量比为7∶3),喷涂直到三聚氰胺-甲醛树脂/甘蔗渣粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的6%(折合厚度约38μm)。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中三聚氰胺-甲醛树脂固化充分,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为104天和93天。
实施例3
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在90℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂三聚氰胺-甲醛树脂预聚物水溶液(三聚氰胺-甲醛树脂预聚物是三聚氰胺∶甲醛摩尔比为1∶3的三聚氰胺与甲醛反应所制备),喷涂直到三聚氰胺-甲醛树脂膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的1%。随后,再喷涂含回收硫化顺丁橡胶粉(平均粒径74μm)的三聚氰胺-甲醛树脂预聚物水溶液(三聚氰胺-甲醛树脂预聚物是三聚氰胺∶甲醛摩尔比为1∶3的三聚氰胺与甲醛反应所制备,硫化顺丁橡胶粉∶三聚氰胺-甲醛树脂预聚物之质量比为3∶2),喷涂直到三聚氰胺-甲醛树脂/硫化顺丁橡胶粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的2.5%(折合厚度约15μm)。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中三聚氰胺-甲醛树脂固化充分,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为115天和107天。
实施例4
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在60℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,在硫磺膜层表面喷涂桐油(含有桐油质量0.4%的催干剂,桐油为市售品,酸值为5.0mgKOH/g,下同),喷涂直到桐油树脂膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的1%。随后,再喷涂含竹粉(平均粒径74μm)的桐油(竹粉∶桐油之质量比为3∶7),喷涂直到桐油树脂/竹粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的2.5%(折合厚度约15μm)。使膜层中桐油树脂固化充分,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为102天和88天。
实施例5
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在60℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂含稻壳粉(平均粒径150μm)的硝酸纤维素溶液(溶剂为乙醇、丙酮和乙酸戊酯三者的混合溶剂,稻壳粉∶硝酸纤维素之质量比为3∶2),喷涂直到硝酸纤维素/稻壳粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的6%。充分干燥除去膜层中溶剂,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为110天和97天。
实施例6
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在60℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂含淀粉(平均粒径150μm)的聚乙烯醇缩甲醛树脂(聚乙烯醇牌号为1799型、缩醛度为85%)溶液(溶剂为乙醇-甲苯混合溶剂,淀粉∶聚乙烯醇缩甲醛树脂之质量比为1∶1),喷涂直到聚乙烯醇缩甲醛树脂/淀粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的5%。充分干燥除去溶剂,并使聚乙烯醇缩甲醛树脂充分固化,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为107天和92天。
实施例7
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在55℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂含甲壳素粉(平均粒径150μm)的聚乳酸丙酮溶液(聚乳酸牌号PLA3051D,苏州优利科技材料有限公司,甲壳素粉∶聚乳酸之质量比为1∶1),喷涂直到聚乳酸/甲壳素粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的5%。充分干燥除去膜层中溶剂,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为120天和105天。
实施例8
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入转鼓包膜设备中,并使转鼓包膜设备转动(转速50r/min)以使球状尿素处于运动状态,球状尿素温度保持在90℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的18%(厚度约70μm)。然后,在硫磺膜层表面喷涂聚乙烯醇改性脲醛树脂预聚物水溶液(聚乙烯醇改性脲醛树脂预聚物是尿素∶甲醛∶聚乙烯醇之质量比为100∶89∶3的尿素、甲醛、聚乙烯醇1799反应所制备),直到聚乙烯醇改性脲醛树脂预聚物喷涂质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的3.5%,在喷涂的聚乙烯醇改性脲醛树脂预聚物包膜液呈粘性时,喷入环保硫磺包膜型缓释尿素总质量2%的杨木粉(平均粒径74μm)粘在包膜表面上。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中聚乙烯醇改性脲醛树脂固化充分,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为135天和124天。
实施例9
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在60℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,将温度为90℃的石蜡(熔点75℃)熔体喷涂在硫磺膜层表面,喷涂直到石蜡膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的0.8%(厚度约5μm)。最后,再在石蜡膜层表面喷涂含硫化天然橡胶粉(平均粒径74μm)的聚乙烯醇缩丁醛树脂(聚乙烯醇牌号为1799型、缩醛度为90%)乙醇溶液(硫化天然橡胶粉∶聚乙烯醇缩丁醛树脂质量比为3∶2),喷涂直到聚乙烯醇缩丁醛树脂/硫化天然橡胶粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的3.5%(折合厚度约22μm)。充分干燥除去膜层中乙醇,并使膜层中聚乙烯醇缩丁醛树脂固化充分,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为131天和121天。
实施例10
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在80℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,将聚乙烯蜡(分子量为1500)苯溶液喷涂在硫磺膜层表面,喷涂直到聚乙烯蜡膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的1.2%(厚度约8μm),充分干燥除去苯。最后,再在聚乙烯蜡膜层表面慢慢喷涂含稻草粉(平均粒径150μm)的正丁醇改性脲醛树脂预聚物水溶液(正丁醇改性脲醛树脂预聚物是尿素∶甲醛∶正丁醇之摩尔比为1∶1.37∶1的尿素、甲醛、正丁醇反应所制备,稻草粉∶正丁醇改性脲醛树脂预聚物质量比为3∶2),喷涂直到正丁醇改性脲醛树脂/稻草粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的5%。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中正丁醇改性脲醛树脂固化充分,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为147天和131天。
实施例11
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在70℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(牌号Kraton D1101)环己烷溶液喷涂在硫磺膜层表面,喷涂直到苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的0.5%(折合厚度约3μm),充分干燥除去溶剂环己烷。最后,将流化床中球状尿素温度升至90℃,再在苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物膜层表面喷涂含竹粉(平均粒径74μm)的乙醇-聚乙烯醇改性三聚氰胺-甲醛树脂预聚物水溶液(乙醇-聚乙烯醇改性三聚氰胺-甲醛树脂预聚物是三聚氰胺∶甲醛∶乙醇∶聚乙烯醇之质量比为100∶67∶12∶2.5的三聚氰胺、甲醛、乙醇、聚乙烯醇1788反应所制备,竹粉∶乙醇-聚乙烯醇改性三聚氰胺-甲醛树脂预聚物之质量比为7∶3),喷涂直到乙醇-聚乙烯醇改性三聚氰胺-甲醛树脂/竹粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的5%。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中乙醇-聚乙烯醇改性三聚氰胺-甲醛树脂固化充分,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为140天和132天。
实施例12
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在90℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的3%(厚度约10μm)。然后,再在硫磺膜层表面喷涂脲醛树脂预聚物水溶液(脲醛树脂预聚物是尿素∶甲醛摩尔比为1∶1.6的尿素与甲醛反应所制备),喷涂直到脲醛树脂膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的10%。然后,再喷涂含杨木粉(平均粒径74μm)的脲醛树脂预聚物水溶液(脲醛树脂预聚物是尿素∶甲醛摩尔比为1∶1.6的尿素与甲醛反应所制备,杨木粉∶脲醛树脂预聚物质量比为1∶2),喷涂直到脲醛树脂/杨木粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的5%。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中脲醛树脂固化充分,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为42天和37天。
实施例13
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在90℃。将脲醛树脂预聚物水溶液(脲醛树脂预聚物是尿素∶甲醛摩尔比为1∶1.5的尿素与甲醛反应所制备)慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到脲醛树脂膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的3%(厚度约18μm)。然后,将150℃左右熔融硫磺喷涂在脲醛树脂膜层表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的7%(厚度约25μm)。最后,再在硫磺膜层表面喷涂含杨木粉(平均粒径74μm)的脲醛树脂预聚物水溶液(脲醛树脂预聚物是尿素∶甲醛摩尔比为1∶1.5的尿素与甲醛反应所制备,杨木粉∶脲醛树脂预聚物质量比为1∶1),喷涂直到脲醛树脂/杨木粉复合物膜层质量达到最终成品环保硫磺包膜型缓释尿素总质量的6%。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中脲醛树脂固化充分,即得环保硫磺包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的环保硫磺包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为81天和73天。
比较例1
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在90℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂脲醛树脂预聚物水溶液(脲醛树脂预聚物是尿素∶甲醛摩尔比为1∶1.5的尿素与甲醛反应所制备),喷涂直到脲醛树脂膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的3.5%。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中脲醛树脂固化充分,即得复合包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的复合包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为95天和58天。
比较例2
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在90℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂脲醛树脂预聚物水溶液(脲醛树脂预聚物是尿素∶甲醛摩尔比为1∶1.5的尿素与甲醛反应所制备),喷涂直到脲醛树脂膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的5%。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中脲醛树脂固化充分,即得复合包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的复合包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为99天和65天。
比较例3
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在90℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂三聚氰胺-甲醛树脂预聚物水溶液(三聚氰胺-甲醛树脂预聚物是三聚氰胺∶甲醛摩尔比为1∶3的三聚氰胺与甲醛反应所制备),喷涂直到三聚氰胺-甲醛树脂膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的3.5%。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中三聚氰胺-甲醛树脂固化充分,即得复合包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的复合包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为106天和70天。
比较例4
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在60℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂桐油(含有桐油质量0.4%的催干剂,桐油为市售品,酸值为5.0mgKOH/g),喷涂直到桐油树脂膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的3.5%。使膜层中桐油树脂固化充分,即得复合包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的复合包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为125天和82天。
比较例5
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在60℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂硝酸纤维素溶液(溶剂为乙醇、丙酮和乙酸戊酯三者的混合溶剂),喷涂直到硝酸纤维素膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的3.5%。充分干燥除去膜层中溶剂,即得复合包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的复合包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为118天和93天。
比较例6
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在60℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂聚乙烯醇缩甲醛树脂(聚乙烯醇牌号为1799型、缩醛度为85%)溶液(溶剂为乙醇-甲苯混合溶剂),喷涂直到聚乙烯醇缩甲醛树脂膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的3.5%。充分干燥除去膜层中溶剂,并使聚乙烯醇缩甲醛树脂充分固化,即得复合包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的复合包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为110天和82天。
比较例7
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在55℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的11%。然后,再在硫磺膜层表面喷涂聚乳酸丙酮溶液(聚乳酸牌号PLA 3051D,苏州优利科技材料有限公司),喷涂直到聚乳酸膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的3.5%。充分干燥除去膜层中溶剂,即得复合包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的复合包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为130天和101天。
比较例8
将粒径为2.9~3.1mm的球状尿素加入流化床包膜设备中,并使球状尿素处于沸腾状态,流化床中球状尿素温度保持在90℃。将150℃左右熔融硫磺慢慢喷涂于尿素表面,喷涂直到硫磺膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的3%。然后,在硫磺膜层表面喷涂脲醛树脂预聚物水溶液(脲醛树脂预聚物是尿素∶甲醛摩尔比为1∶1.6的尿素与甲醛反应所制备),喷涂直到脲醛树脂膜层质量达到最终成品复合包膜型缓释尿素总质量的14%。充分干燥除去膜层中含水,并使膜层中脲醛树脂固化充分,即得复合包膜型缓释尿素。通过包膜过程直接得到的复合包膜型缓释尿素在水中的释放期和将其从高度2米、倾斜角30°的木制斜坡自然滚下后在水中的释放期分别为43天和25天。
上述实施例和比较例中,通常在(改性)脲醛树脂或者(改性)三聚氰胺-甲醛树脂预聚物水溶液中加入预聚物质量2%的氯化铵固化剂。
上述实施例和比较例中,将质量分数换算得到膜层大约厚度时,是将尿素芯视为球体,并且考虑到化肥芯半径比包膜厚度大得多,故将球体表面包膜近似看作平膜,根据尿素、硫磺、天然有机聚合物粉和可降解聚合物的密度,通过球体体积和表面积公式进行换算所得。
Claims (8)
1.一种环保硫磺包膜型缓释化肥,由化肥芯[1]和化肥芯外包膜组成,其特征在于:包膜包含(a)硫磺膜层[2],(b)可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层[3],有或无(c)可降解聚合物膜层[4];其中,硫磺膜层为整个包膜的里层或中间层,包膜外层为可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层、且包膜外表面为存在有有机聚合物粉凸起的凹凸不平表面;可降解聚合物为氨基树脂、聚乙烯醇及其共聚物的缩醛树脂、不饱和油树脂、生物降解型聚酯和天然聚合物及其衍生物中的一种或一种以上,天然聚合物及其衍生物为硝酸纤维素、紫胶、醋酸纤维素、交联淀粉、甲壳素衍生物、木质素衍生物中的一种或一种以上;有机聚合物粉为植物粉、动物粉和合成型聚合物粉中的一种或一种以上。
2.根据权利要求1所述的环保硫磺包膜型缓释化肥,其特征在于:处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层中有机聚合物粉平均粒径大于该可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层折合厚度。
3.根据权利要求1所述的环保硫磺包膜型缓释化肥,其特征在于:植物粉为木粉、竹粉、稻壳粉、花生壳粉、植物茎粉和淀粉中的一种或一种以上;动物粉为甲壳素粉;合成型聚合物粉为硫化橡胶粉和/或热塑性弹性体粉。
4.根据权利要求1所述的环保硫磺包膜型缓释化肥,其特征在于:处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层中有机聚合物粉的质量分数为20%~80%。
5.根据权利要求1所述的环保硫磺包膜型缓释化肥,其特征在于:包膜中还有高阻透有机膜层[5]。
6.根据权利要求5所述的环保硫磺包膜型缓释化肥,其特征在于:高阻透有机膜层为非极性有机膜层,形成非极性有机膜层的包膜材料为非极性低分子量有机物和/或非极性聚合物。
7.根据权利要求6所述的环保硫磺包膜型缓释化肥,其特征在于:非极性低分子量有机物为熔点>室温的蜡、熔点或软化点>室温且分子量≤2000的聚烯烃或聚苯乙烯、软化点>室温的石油树脂以及软化点>室温的芳烃树脂中的一种或一种以上;非极性聚合物为聚烯烃、聚苯乙烯、顺丁橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶及三元乙丙橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或一种以上。
8.根据权利要求1~7任一项所述的环保硫磺包膜型缓释化肥,其特征在于:包膜总厚度为20~130μm,其中硫磺膜层厚度为10~80μm,处于整个包膜外层的可降解聚合物-有机聚合物粉复合物膜层折合厚度为10~30μm,可降解聚合物膜层厚度为0~110μm,高阻透有机膜层厚度为0~10μm。
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