CN101362666A - 一种缓释粘结剂及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缓释粘结剂及其制备方法。该缓释粘结剂，由尿素、37％的甲醛、氧化淀粉在75－80℃下搅拌反应制得，其中尿素与甲醛的摩尔比1.2－1.6∶1，氧化淀粉用量是尿素重量的8－10％。这种缓释粘结剂可解决普通复合肥养分释放太快、产品硬度外观不理想等问题。用该缓释粘结剂制作的缓释复合肥提高了缓/控释复合(混)肥的养分含量。该工艺成球率高，肥料硬度大，颗粒外观好。
Description
技术领域
本发明属于缓/控释肥领域，具体是涉及一种缓释粘结剂及其制备方法。
背景技术
化肥在农业上得到了广泛应用，但常规速效肥料高达30-65％的损失率不仅提高了成本，而且给生态环境带来了不利影响。缓/控释肥通过对养分释放率的调控而使之与作物养分吸收基本同步，可以大大提高肥料养分利用率，改善农产品品质，减少环境污染，因此缓控释肥料已成为21世纪肥料产业发展的主要方向之一。
控释肥使用效果好，但价格较高；缓释肥如异丁叉二脲、脲甲醛、脲酶抑制剂等价格比控释肥稍低，但使用效果也差，且需与其他肥料掺混使用，使用很不方便。目前国内复合肥生产造粒方法主要有转鼓造粒、喷浆造粒、圆盘造粒和挤压造粒等，其产品皆是速效肥料，养分释放太快；应用最广的转鼓造粒产品存在颗粒硬度较低、形状不规则以及外观质量差等缺点，随着农业生产迅速发展和农业结构的调整，亟需一种价格与普通复合肥相当的长效缓/控释肥来解决以上问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种缓释粘结剂及其制备方法。
本发明的目的还在于提供该缓释粘结剂的用途，其用于缓释复合(混)肥的生产，解决普通复合肥养分释放太快、产品硬度外观不理想等问题。
本发明的缓释粘结剂，由尿素、37％的甲醛、氧化淀粉在75-80℃下搅拌反应制得，其中尿素与甲醛的摩尔比1.2-1.6：1，氧化淀粉用量是尿素重量的8-10％。
本发明的缓释粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入称量好的尿素，加水搅拌使尿素溶解，加水量为尿素质量的1.5-4倍，用硼砂和氢氧化钾调节pH8-9，按尿素与甲醛摩尔比1.2-1.6：1加入37％甲醛溶液，在75-80℃下搅拌反应0.5-1小时；然后，
(2)加入重量为尿素用量8-10％的氧化淀粉，搅拌15-20min，用酸性物质调反应釜溶液pH4-4.5，在85-90℃下继续搅拌反应0.5-1小时，用碱性物质调节pH至中性，制得缓释粘结剂。
在优选的方案中，所述缓释粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入称量好的尿素，加水搅拌使尿素溶解，加水量为尿素质量的2-3倍，用硼砂和氢氧化钾调节pH8-9，按尿素/甲醛摩尔比1.4-1.6：1加入37％甲醛溶液，在78-80℃下搅拌反应1小时；然后，
(2)加入重量为尿素用量8-10％的氧化淀粉，搅拌15min，用酸性物质调反应釜溶液pH4-4.5，在88-90℃下继续搅拌反应1小时，用碱性物质调节pH至中性，制得缓释粘结剂。
在更为优选的方案中，所述缓释粘结剂的制备方法包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入称量好的尿素，加水搅拌使尿素溶解，加水量为尿素质量的3倍，用硼砂和氢氧化钾调节pH9，按尿素/甲醛摩尔比1.5：1加入37％甲醛溶液，在80℃下搅拌反应1小时；然后，
(2)加入重量为尿素用量10％的氧化淀粉，搅拌15min，用酸性物质调反应釜溶液pH4，在90℃下继续搅拌反应1小时，用碱性物质调节pH至中性，制得缓释粘结剂。
前述方案中，步骤(2)中所述酸性物质为本领域常规产品，优选磷酸。搅拌转速优选为45-55r/min。所述碱性物质为本领域常规产品，优选CaO。
在另一优选的技术方案中，在步骤(1)完成后还可以加入中、微量元素，搅拌溶解后再进行步骤(2)，以满足作物生长对微肥的需求。
上述方法制备的缓释粘结剂用于生产缓释复合肥，既作为缓释营养剂也作为粘结剂。
本发明的有益效果是：
1.投资少，制作方便快捷，全程仅需2小时左右。
2.用该缓释粘结剂可以制作各种类型的缓、控释肥，且成球率高，肥料硬度大(>20牛顿)，颗粒外观好，能长期供给作物养分，特别是氮素的供给，减少氮素流失。
3.使用氧化淀粉改性，不但粘性适宜，而且无游离甲醛，解决了长期以来困扰的安全环保问题。
4.使用硼砂、氢氧化钾、磷酸和氧化钙调节反应液pH值，并添加微量元素，提高了缓/控释复合(混)肥的养分含量，能满足作物对中、微量元素的需求。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明提出的技术方案，但不限于此。各实施例所需原料皆为市售商品。
实施例1
按尿素与37％甲醛摩尔比U/F＝1.2、1.3、1.4、1.5、1.6反应，具体操作步骤如下：
第一步：向反应釜中加入水和称量好的尿素，搅拌溶解后用硼砂和氢氧化钾调节pH：9，按摩尔比加入37％甲醛溶液，在80℃下搅拌反应，0.5小时后；
第二步：加入重量为尿素用量10％的氧化淀粉，搅拌15min，用磷酸调反应釜溶液pH：4.5，在90℃下以转速50r/min继续搅拌反应，0.5小时后，用CaO调节pH至中性，制得缓释粘结剂。
实施例2
按尿素与37％甲醛摩尔比U/F＝1.2、1.3、1.4、1.5、1.6反应，具体操作步骤如下：
第一步：向反应釜中加入水和称量好的尿素，搅拌溶解后用硼砂和氢氧化钾调节pH9，按摩尔比加入37％甲醛溶液，在80℃下搅拌反应，1小时后；
第二步：加入重量为尿素用量10％的氧化淀粉，搅拌15min，用磷酸调反应釜溶液pH4，在90℃下以转速45r/min继续搅拌反应，1小时后，用CaO调节pH至中性，制得缓释粘结剂。
表1：不同U/F比的缓释剂产率及活性比较
| 编号 | U/F | 产率(％) | 缓释剂活性AI(％) |
| 1 | 1.2 | 92 | 56 |
| 2 | 1.3 | 90 | 68 |
| 3 | 1.4 | 86 | 72 |
| 4 | 1.5 | 78 | 65 |
| 5 | 1.6 | 69 | 53 |
实验例
用该缓释粘结剂制作的缓释复合肥与普通复合肥的对比试验：供试作物为玉米，品种T3-1，所用肥料养分N—P2O5—K2O皆为22—8—15，缓释复合肥采用U/F＝1.3、1.4、1.5的三种缓释剂制作；试验设4个处理，各处理皆按1020kg/hm2施肥，重复3次，每个小区面积为25m2(长6m，宽5m)。
表2：几种缓释复合肥与普通复合肥的肥效对比试验
结果证明，用该缓释粘结剂制作的缓释复合肥提高了缓/控释复合(混)肥的养分含量，能满足作物对中、微量元素的需求。该方法成球率高，肥料硬度大，颗粒外观好，能长期供给作物养分，特别是氮素的供给，减少氮素流失。
应当指出的是，具体实施方式只是本发明比较有代表性的例子，显然本发明的技术方案不限于上述实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员，以本发明所明确公开的或根据文件的书面描述毫无异议的得到的，均应认为是本专利所要保护的范围。
Claims (8)
1.一种缓释粘结剂，其特征在于，由尿素、37％的甲醛、氧化淀粉在75-80℃下搅拌反应制得，其中尿素与甲醛的摩尔比1.2-1.6：1，氧化淀粉用量是尿素重量的8-10％。
2.根据权利要求1所述缓释粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入称量好的尿素，加水搅拌使尿素溶解，加水量为尿素质量的1.5-4倍，用硼砂和氢氧化钾调节pH8-9，按尿素与甲醛摩尔比1.2-1.6：1加入37％甲醛溶液，在75-80℃下搅拌反应0.5-1小时；然后，
(2)加入重量为尿素用量8-10％的氧化淀粉，搅拌15-20min，用酸性物质调反应釜溶液pH4-4.5，在85-90℃下继续搅拌反应0.5-1小时，用碱性物质调节pH至中性，制得缓释粘结剂。
3.根据权利要求2所述缓释粘结剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入称量好的尿素，加水搅拌使尿素溶解，加水量为尿素质量的2-3倍，用硼砂和氢氧化钾调节pH：8-9，按尿素/甲醛摩尔比1.4-1.6：1加入37％甲醛溶液，在78-80℃下搅拌反应1小时；然后，
(2)加入重量为尿素用量8-10％的氧化淀粉，搅拌15min，用酸性物质调反应釜溶液pH：4-4.5，在88-90℃下继续搅拌反应1小时，用碱性物质调节pH至中性，制得缓释粘结剂。
4.根据权利要求3所述缓释粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入称量好的尿素，加水搅拌使尿素溶解，加水量为尿素质量的3倍，用硼砂和氢氧化钾调节pH：9，按尿素/甲醛摩尔比1.5：1加入37％甲醛溶液，在80℃下搅拌反应1小时；然后，
(2)后加入重量为尿素用量10％的氧化淀粉，搅拌15min，用酸性物质调反应釜溶液pH：4，在90℃下继续搅拌反应1小时，用碱性物质调节pH至中性，制得缓释粘结剂。
5.根据权利要求2-4任一所述缓释粘结剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述酸性物质为磷酸。
6.根据权利要求2-4任一所述缓释粘结剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述碱性物质为CaO。
7.根据权利要求2-4任一所述缓释粘结剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)完成后还加入中、微量元素，搅拌溶解后再进行步骤(2)。
8.权利要求2-4任一所述的方法制备的缓释粘结剂用于生产缓释复合肥，既作为缓释营养剂也作为粘结剂。
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