CN101759497B - 一种聚氨酯树脂包膜控释肥 - Google Patents

一种聚氨酯树脂包膜控释肥 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯树脂包膜控释肥料，其粒径范围2.0-5.0mm，包膜率为2-9％，养分释放期是1-12个月，制作方法是：称量溶质加入到二甲苯中搅拌均匀，配置包膜溶液，然后在流化床中喷涂到颗粒肥料表面，二甲苯迅速挥发，溶质在肥料颗粒表面固化成膜，直到完成包膜过程制得聚氨酯树脂包膜控释肥料。该产品的控释性能非常好，具有良好的推广前景。

Description

一种聚氨酯树脂包膜控释肥
技术领域
本发明属于化工产品领域，具体涉及一种聚氨酯树脂包膜控释肥产品。
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。有机聚合物包膜控释肥因其优良的养分控释性能而广泛应用于花卉、景观植物、高尔夫球场等方面，效果十分显著。
有机聚合物类包膜材料价格一般较高，因此降低原料损耗率，或者通过工艺改进、在降低包膜率的情况下仍然达到优良的控释性能，对于控释肥料的推广应用具有十分重大的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚氨酯树脂包膜控释肥料，应用喷动流化床包膜，以降低原料损耗率，使包膜层喷涂效果更加均匀光滑，提高养分控释性能，能够在设施园艺、农作物上得到推广应用。
本发明的技术方案如下：
一种聚氨酯树脂包膜控释肥料，其粒径范围2.0-5.0mm，包膜率为2-9％，养分释放期是1-12个月，制作方法是：称量溶质加入到二甲苯中搅拌均匀，配置包膜溶液，然后在流化床中喷涂到预热至47-57℃流化的颗粒肥料表面，在热空气的作用下，二甲苯迅速挥发，溶质在肥料颗粒表面固化成膜，包裹在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，经过包膜液的连续喷涂，直到完成包膜过程制得聚氨酯树脂包膜控释肥料，所述溶质为聚合MDI、工业石蜡油、桐油和轻质碳酸钙的混合物。所述溶质中各材料质量比是聚合MDI∶工业石蜡油∶桐油∶轻质碳酸钙＝8-11∶2∶8∶1。挥发的溶剂可以回收循环利用。
前述的聚氨酯树脂包膜控释肥料，在优选的技术方案中，所述二甲苯用量为溶质质量的10-20％。
前述的聚氨酯树脂包膜控释肥料，在优选的技术方案中，所用轻质碳酸钙细度≥850目。
前述的聚氨酯树脂包膜控释肥，在优选的技术方案中，包膜率为3-6％。
前述的聚氨酯树脂包膜控释肥，在优选的技术方案中，养分释放期是2-6个月。
前述的聚氨酯树脂包膜控释肥，在优选的方案中，所述颗粒肥料选自硬度≥18N的尿素、碳酸氢铵、硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、磷酸二氢铵、硫酸钾、氯化钾或硝酸磷肥。
本发明聚氨酯树脂包膜控释肥的显著效果是：使用稀释剂配置包膜溶液，应用流化床包膜，由于生产工艺过程能够实现方便的精确控制，控释肥膜层的均匀度非常好，不但能够降低原料损耗率，而且能够实现降低包膜率并保证产品控释性能的目的；产品的养分控释期可以根据包膜厚度及膜材料配方来调节，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，做成各种作物专用包膜控释肥，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。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是实施例1控释期2个月44-0-0的养分累积释放曲线图。
图2是实施例2控释期4个月14-14-14的养分累积释放曲线图。
图3是实施例3控释期9个月20-8-10的养分累积释放曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例、实验例和附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。各实施例中所用原料皆为市售商品，所用聚合MDI购自烟台万华公司，型号PM-200，所用轻质碳酸钙购自淄博海诺化工厂，所使用的颗粒肥料选自尿素、碳酸氢铵、硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、磷酸二氢铵、硫酸钾、氯化钾或硝酸磷肥。实施例中诸如“(44-0-0)”的含义是肥料养分含量、配比，用以标识肥料种类，身份，行业常识。
实施例1控释期2个月聚氨酯控释尿素(44-0-0)的制作
称量13.5kg聚合MDI、3kg工业石蜡油、12kg桐油和1.5kg轻质碳酸钙，依次加入到3kg二甲苯中搅拌均匀，配置包膜液，将1000kg大颗粒尿素(2.0～4.75mm)在喷动流化床中利用热空气预热至45～48℃，在包膜设备中利用热气体的烘托，包膜液通过喷头喷涂到悬浮、流化的尿素颗粒表面上，在热风的作用下，溶剂迅速挥发，包膜材料包裹在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，经过包膜液的连续喷涂，直到完成包膜过程制得包膜率约3％控释期2个月的聚氨酯控释尿素(44-0-0)，挥发的溶剂可以回收循环利用。
实施例2控释期4个月聚氨酯控释复合肥(14-14-14)的制作
称量23.8kg聚合MDI、4.76kg工业石蜡油、19kg桐油和2.38kg轻质碳酸钙，依次加入到7.5kg二甲苯中搅拌均匀，配置包膜液，将1000kg颗粒复合肥(2.0～4.75mm)在喷动流化床中利用热空气预热至48～52℃，在包膜设备中利用热气体的烘托，包膜液通过喷头喷涂到悬浮、流化的尿素颗粒表面上，在热风的作用下，溶剂迅速挥发，包膜材料包裹在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，经过包膜液的连续喷涂，直到完成包膜过程制得包膜率约5％控释期4个月的聚氨酯控释复合肥(14-14-14)，挥发的溶剂可以回收循环利用。
实施例3控释期9个月聚氨酯控释复合肥(20-8-10)的制作
称量38.5kg聚合MDI、7kg工业石蜡油、28kg桐油和3.5kg轻质碳酸钙，依次加入到15.4kg二甲苯中搅拌均匀，配置包膜液，将1000kg颗粒复合肥(2.0～4.75mm)在喷动流化床中利用热空气预热至52～57℃，在包膜设备中利用热气体的烘托，包膜液通过喷头喷涂到悬浮、流化的尿素颗粒表面上，在热风的作用下，溶剂迅速挥发，包膜材料包裹在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，经过包膜液的连续喷涂，直到完成包膜过程制得包膜率约7％控释期9个月的聚氨酯控释复合肥(20-8-10)，挥发的溶剂可以回收循环利用。
实验例
控释肥养分释放率水中测定方法：称取10g肥料样品，准确至0.01g，放入用100目尼龙纱网做成的小袋中封口，将小袋放入250ml分液漏斗中，然后加蒸馏水250ml，密封后置于25℃的恒温培养箱中，做3次平行，同时做空白试验。在第1d、3d、7d、14d、28d、60d、90d、120d……取样测定，直到养分累积释放率达到80％。
图1是实施例1控释期2个月44-0-0的养分累积释放曲线图。图2是实施例2控释期4个月14-14-14的养分累积释放曲线图。图3是实施例3控释期9个月20-8-10的养分累积释放曲线图。由图1-3可知，本发明聚氨酯控释肥符合2007年10月1日起实施的国家缓控释肥料第HG/T 3931-2007行业标准，具有良好的控释效果，在提高肥料利用率、避免农业面源污染方面，取得了突出的技术效果。

Claims (5)

1.一种聚氨酯树脂包膜控释肥料，其特征在于，粒径范围2.0-5.0mm，包膜率为2-9％，养分释放期是1-12个月，制作方法是：称量溶质加入到二甲苯中搅拌均匀，配置包膜溶液，然后在流化床中喷涂到预热至47-57℃流化的颗粒肥料表面，在热空气的作用下，二甲苯迅速挥发，溶质在肥料颗粒表面固化成膜，包裹在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，通过包膜溶液的连续多次喷涂包裹，最终制得聚氨酯树脂包膜控释肥料，所述溶质为聚合MDI、工业石蜡油、桐油和轻质碳酸钙的混合物，其质量比：聚合MDI∶工业石蜡油∶桐油∶轻质碳酸钙＝8-11∶2∶8∶1，所述二甲苯用量为溶质质量的10-20％。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯树脂包膜控释肥，其特征在于，所用轻质碳酸钙细度≥850目。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯树脂包膜控释肥，其特征在于，包膜率为3-6％。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯树脂包膜控释肥，其特征在于，养分释放期是2-6个月。
5.根据权利要求1-4任一所述的聚氨酯树脂包膜控释肥，其特征在于，所述颗粒肥料选自硬度≥18N的尿素、碳酸氢铵、硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、磷酸二氢铵、硫酸钾、氯化钾或硝酸磷肥。
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