CN101367690B - 一种改性的热固性树脂包膜尿素 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种经改性的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2～17％wt，养分释放期为1-12个月，采用以下方法生产：1) 把双酚A型环氧树脂及其固化剂混合均匀，加入包膜改性剂，配制混合液；2) 将颗粒尿素在造粒机中预热；3) 将混合液，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度，使造粒机继续运转，即涂布均匀并固化成膜；即得改性的热固性包膜尿素。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

一种改性的热固性树脂包膜尿素

技术领域

本发明属于化工产品领域，具体是涉及一种改性的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。

完全采用热固性树脂包膜制作控释肥，一方面生产成本较高，使得控释肥价格较高，不利于热固性控释肥的推广应用，另一方面，施用后树脂降解速度较慢，可能会对土壤生物造成一定影响，因此需要采取有效措施加速控释肥残膜降解。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种改性的热固性树脂包膜控释尿素，以改善作物品质，提高尿素利用率，较少农业污染，以利于农业的可持续发展。

本发明改性的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2-17％wt，养分释放期为1-12个月，用以下方法制得：

1)把热固性树脂双酚A型环氧树脂及其固化剂按质量比10:0.9-1.2混合均匀，加入重量为颗粒尿素重量0.5-3％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75-80℃；

3)将步骤1)中所述混合液，按占尿素重量2-6％的用量，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度75-80℃，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)，即得改性的热固性包膜尿素。

在优选的方案中，所述的改性的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2-17％wt，养分释放期为1-12个月，采用以下方法制得：

1)把热固性树脂双酚A型环氧树脂及其固化剂按质量比10:1-1.2混合均匀，加入重量为颗粒尿素重量1-3％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78-80℃；

3)将步骤1)中所述混合液，按占尿素重量2.5-5.5％的用量，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度，使造粒机继续运转3-5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)，即得改性的热固性包膜尿素。

在更为优选的方案中，所述的改性的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2-17％wt，养分释放期为1-12个月，采用以下方法制得：

1)把热固性树脂双酚A型环氧树脂及其固化剂按质量比10:1混合均匀，加入重量为颗粒尿素重量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80℃；

3)将步骤1)中所述混合液，按占尿素重量3％的用量，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度，使造粒机继续运转3-5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)，即得改性的热固性包膜尿素。

上述热固性树脂双酚A型环氧树脂的固化剂为本领域常规产品，优先选用环氧树脂固化剂T-31、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺或其混合物。

所述包膜改性剂选自橡胶粉、骨粉、谷物粉、矿物粉。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。

本发明的改性的热固性树脂包膜尿素，还可以添加颜料使其外观为绿色、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。

本发明热固性树脂包膜尿素的显著效果是：由于加入了橡胶粉、骨粉、谷物粉、矿物粉，减少了树脂的使用量，不但降低了生产成本，而且使土壤微生物易于分解控释肥残膜，加速了控释肥残膜的降解，有利于土壤安全。

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个月热固性树脂包膜控释肥43-0-0的养分累积释放曲线图。

图3是控释期9个月热固性树脂包膜控释肥42-0-0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。实施例所需原料皆为市售商品。本说明书诸如“0-0-60”的含义是N、P、K含量，属于本领域常规标示。

实施例1、生产控释期2个月的改性热固性树脂包膜尿素。

1)把18kg热固性树脂双酚A型环氧树脂及1.62kg环氧树脂固化剂T-31(天津燕海化学有限公司产售)混合均匀，加入5kg的包膜改性剂(含红薯粉3kg、橡胶粉1kg、骨粉1kg)，配制混合液；

2)将1000kg粒径范围为1.0-5.0mm的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5分钟，即涂布均匀并固化成膜；即得包膜率为2.5％、控释期为2个月的改性热固性包膜尿素。

实施例2、生产控释期10个月的改性热固性树脂包膜尿素。

1)把21kg热固性树脂双酚A型环氧树脂及2.1kg二乙烯三胺混合均匀，加入20kg的包膜改性剂(含矿物粉16kg、橡胶粉3kg、小麦粉1kg)，配制混合液；

2)将1000kg颗粒尿素在造粒机中预热至80℃；

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)两次即得包膜率约为13％、控释期为10个月的改性热固性包膜尿素。

实施例3、生产控释期12个月的改性热固性树脂包膜尿素。。

1)把23kg热固性树脂双酚A型环氧树脂及2.76kg三乙烯四胺混合均匀，加入30kg的包膜改性剂(含红薯粉22kg、沸石粉3kg、硅藻土5kg)，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)两次即得包膜率约为17％、控释期为12个月的改性热固性包膜尿素。

实施例4、生产控释期5个月的改性热固性树脂包膜尿素。

1)把21kg热固性树脂双酚A型环氧树脂及2.1kg多乙烯多胺(南京古田化工有限公司产售)混合均匀，加入10kg的包膜改性剂(含红薯粉8kg、橡胶粉1kg、骨粉1kg)，配制混合液；

2)将1000kg粒径范围为1.0-5.0mm的颗粒尿素在造粒机中预热至80℃；

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；再重复步骤3)一次，即得包膜率约为7％、控释期为5个月的改性热固性包膜尿素。

试验例

下面以生物试验来说明本产品的具体效果：

(1)水稻试验方案

试验设在临沂河东区汤和镇后坊坞村，供试水稻品种为中新1号，土壤是水稻土，控释肥处理为水稻专用控释掺混肥(20—5—20，控释氮占50％)，由热固性树脂尿素(43-0-0)、尿素(46-0-0)、磷酸二铵(18-46-0)、氯化钾(0-0-60)掺混制得；普通施肥处理为尿素(46-0-0)、磷酸二铵(18-46-0)、氯化钾(0-0-60)，水稻专用控释肥是在水稻移栽前作基肥一次施入，普通肥料施用按农民施肥习惯分基肥和追肥，具体做法是，尿素基施1/3，分蘖期和长穗结实期各追施1/3，其他肥料在水稻田翻耕后撤施，经耙地将肥料与土壤混合。专用控释肥设两个施肥水平，控释肥1是比普通肥料减少20％用量，控释肥2是比普通肥料减少35％用量。

(2)试验结果

水稻专用控释掺混肥在临沂河东区汤和镇后坊坞村水稻上的试验结果(表1)表明，在减少20％肥料用量的情况下，控释掺混肥一次性施肥比传统3次施肥水稻产量增加了21.8％，而在养分施用量减少35％的情况下，控释掺混肥比传统3次施肥水稻产量增加了12.5％。

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	20	21.8	增产效果好，投入成本较高，省时省力，可以推广。
				控释肥2	35	12.5	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。

本发明改性热固性树脂包膜尿素产品符合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。

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 (4)

1.一种改性的热固性树脂包膜尿素，其特征在于，其由粒径范围1.0-5.0mm的尿素核芯和热固性树脂包膜构成，总包膜率2-17％wt，养分释放期为1-12个月，采用以下方法制得：

1)把热固性树脂双酚A型环氧树脂及其固化剂按质量比10∶0.9～1.2混合均匀，加入重量为颗粒尿素重量0.5-3％的包膜改性剂，配制混合液，所述固化剂为环氧树脂固化剂T-31、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺或其混合物，所述包膜改性剂为橡胶粉、骨粉或谷物粉；

2)将颗粒尿素在造粒机中预热至75～80℃；

3)将步骤1)中所述混合液，按占尿素重量2-6％的用量，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度75～80℃，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)，即得改性的热固性包膜尿素。

2.根据权利要求1所述的改性的热固性树脂包膜尿素，其特征在于，采用以下方法制得：

1)把热固性树脂双酚A型环氧树脂及其固化剂按质量比10∶1-1.2混合均匀，加入重量为颗粒尿素重量1-3％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78-80℃；

3)将步骤1)中所述混合液，按占尿素重量2.5-5.5％的用量，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度，使造粒机继续运转3-5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)，即得改性的热固性包膜尿素。

3.根据权利要求2所述的改性的热固性树脂包膜尿素，其特征在于，采用以下方法制得：

1)把热固性树脂双酚A型环氧树脂及其固化剂按质量比10∶1混合均匀，加入重量为颗粒尿素重量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80℃；

3)将步骤1)中所述混合液，按占尿素重量3％的用量，加入造粒机中的颗粒尿素上，保持温度，使造粒机继续运转3-5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)，即得改性的热固性包膜尿素。

4.根据权利要求1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。

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