CN103012019B - 一种尿素缓释膜材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种尿素缓释膜材料及其制备方法，属于农业技术领域。本发明的目的是提供一种采用无机物和有机物混合涂层包膜肥料的尿素缓释膜材料及其制备方法。本发明构成缓释膜材料的重量份组成为：水泥 、封闭剂--液体石蜡、固化剂--双氰胺、植物油--蓖麻油。本发明成本低、生产工艺简单、环保，具有良好的耐水性，有效控制肥料养分释放的包膜缓释肥料。无机包膜材料对土壤不构成危害，同时为植物提供多种盐基离子无机物包膜缓释肥料既控制了养分的释放、又可为作物提供缓效养分。可以协调作物生长周期内的养分供给，提高机械化施肥能力，减少施肥频次和强度。无机包膜的优点是材料来源广，价格低廉；而有机物包膜具有更好的阻水性，包膜表面膜薄且光滑，缓释效果更好。本发明以，其缓释效果更佳。
Description
技术领域
本发明属于农业技术领域，涉及肥料的包覆技术。
背景技术
我国是农业大国，化肥在我国农业具有很重要的地位，增加氮肥投入是我国农业生产中不可缺少的关键措施之一，氮肥的施用对我国的农业生产和粮食安全发挥了重要的作用。肥料利用率低不仅造成资源的巨大浪费, 还给人类赖以生存的环境造成了严重污染。提高土壤肥力是提高粮食产量和增加粮食供应的主要手段。因此，国内外均在大力发展包膜缓释肥料技术。
其中包膜肥料研究得最多，1961 年美国TVA公司开始生产以硫磺为包膜的包膜肥料；1972 年英国 ICI 公司的硫包尿素；德国 Launa－Werke A·G 利用生石灰、硬脂酸钙、聚乙烯醇、PMSM 共聚物涂层生产的缓控释肥料；日本中央玻璃株式会社利用石蜡及EVA树脂混合物生产的涂层包膜缓控释肥料；中国农科院土壤肥料研究所和西北农林科技大学共同研制出保水包膜尿素肥料等。
CN201010230156中公开了一种光降解膜树脂包膜肥料及其制备方法，该肥料虽可以适用于各种作物，但其生产价格昂贵，包膜过程复杂。
日本专利公告昭60-3040/1985公开了在树脂包膜肥料膜材料中加入水不溶性无机物等降低树脂包膜的强度，使其更容易崩解，但其实际效果并不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用无机物和有机物混合涂层包膜肥料的尿素缓释膜材料及其制备方法。
本发明构成缓释膜材料的重量份组成为：
水泥 40—50
封闭剂--液体石蜡 2—6
固化剂--双氰胺 8—10
植物油--蓖麻油 2—6 。
本发明尿素缓释膜材料包覆尿素颗粒的方法：
筛选尿素肥料，倒入包衣机中，设置转速50r/min，预热到50--60℃，通过高压喷头同时喷入植物油、液体石蜡，使肥料在包衣机中自由滚动5min，用药匙振臂向滚动的肥料撒入水泥，打开水雾化器，再次撒入水泥，关闭水雾化器，使尿素在包衣锅中转动10min，水泥均匀包覆在肥料颗粒表面，待包覆在肥料颗粒的水泥干燥，再次打开高压喷头将液体石蜡均匀喷涂在包有水泥的肥料颗粒表面，干燥后用烧杯向包衣锅中倒入固化剂双氰胺，使其均匀包覆在肥料颗粒表面，通风干燥，制备出包膜缓释肥料。
本发明成本低、生产工艺简单、环保，具有良好的耐水性，有效控制肥料养分释放的包膜缓释肥料。无机包膜材料对土壤不构成危害，同时为植物提供多种盐基离子无机物包膜缓释肥料既控制了养分的释放、又可为作物提供缓效养分。可以协调作物生长周期内的养分供给，提高机械化施肥能力，减少施肥频次和强度。无机包膜的优点是材料来源广，价格低廉；而有机物包膜具有更好的阻水性，包膜表面膜薄且光滑，缓释效果更好。本发明以，其缓释效果更佳。
附图说明：
图1是尿素包膜肥料颗粒放大150倍扫描电镜图；
图2是实例1、实例2、实例3、实例4、实例5、实例6包膜肥料在土壤中的氮素释放曲线图。
具体实施方式
本发明构成缓释膜材料的重量份组成为：
水泥 40—50
封闭剂--液体石蜡 2—6
固化剂--双氰胺 8—10
植物油--蓖麻油 2—6 。
本发明尿素缓释膜材料包覆尿素颗粒的方法：
筛选尿素肥料，倒入包衣机中，设置转速50r/min，预热到50--60℃，通过高压喷头同时喷入植物油、液体石蜡，使肥料在包衣机中自由滚动5min，用药匙振臂向滚动的肥料撒入水泥（SN），打开水雾化器，再次撒入水泥（SN），关闭水雾化器，使尿素在包衣锅中转动10min，水泥（SN）均匀包覆在肥料颗粒表面，待包覆在肥料颗粒的水泥（SN）干燥，再次打开高压喷头将液体石蜡均匀喷涂在包有水泥（SN）的肥料颗粒表面，干燥后用烧杯向包衣锅中倒入固化剂双氰胺，使其均匀包覆在肥料颗粒表面，通风干燥，制备出包膜缓释肥料。
本发明提供的无机物和有机物混合包膜肥料，由肥料颗粒和包裹在所述肥料颗粒表面的无机物和有机物相结合包膜层组成；所述肥料颗粒为水溶性单质肥料；构成所述无机物和有机物相结合包膜层的材料包括SN、植物油、封闭剂和固化剂。
本发明一种技术方案是：在肥料颗粒的表面喷涂一层无机物和有机物包膜材料，通过加热及一定比例的水分调节使其均匀包覆在颗粒肥料表面，所述包膜占肥料总质量的10-20%。
实施例1：
筛选粒径2.00-3.50mm的尿素肥料200g，倒入包衣机中，设置转速50r/min，预热到50--60℃，通过高压喷头同时喷入植物油2g,液体石蜡2g，使肥料在包衣机中自由滚动5min，用药匙振臂向滚动的肥料撒入SN30g，打开水雾化器，再次撒入SN15g，关闭水雾化器，使尿素在包衣锅中转动10min，SN均匀包覆在肥料颗粒表面，待包覆在肥料颗粒的SN干燥，再次打开高压喷头将3g液体石蜡均匀喷涂在包有SN的肥料颗粒表面，干燥后用烧杯向包衣锅中倒入9g固化剂，使其均匀包覆在肥料颗粒表面，通风干燥，制备出包膜缓释肥料。（包覆过程是在包膜机中完成，温度保持在50-60℃，转筒一直保持转动）。
实施例2
筛选粒径2.00-3.50mm的尿素肥料200g，倒入包衣机中，设置转速50r/min，预热到50--60℃，通过高压喷头同时喷入植物油2g,液体石蜡2g，使肥料在包衣机中自由滚动5min，用药匙振臂向滚动的肥料撒入SN31g，打开水雾化器，再次撒入SN10g，关闭水雾化器，使尿素在包衣锅中转动10min，SN均匀包覆在肥料颗粒表面，待包覆在肥料颗粒的SN干燥，再次打开高压喷头将1g液体石蜡均匀喷涂在包有SN的肥料颗粒表面，干燥后用烧杯向包衣锅中倒入8g固化剂，使其均匀包覆在肥料颗粒表面，通风干燥，制备出包膜缓释肥料。（包覆过程是在包膜机中完成，温度保持在50-60℃，转筒一直保持转动）。
实施例3
筛选粒径2.00-3.50mm的尿素肥料200g，倒入包衣机中，设置转速50r/min，预热到50--60℃，通过高压喷头同时喷入植物油2g,液体石蜡2g，使肥料在包衣机中自由滚动5min，用药匙振臂向滚动的肥料撒入SN32g，打开水雾化器，再次撒入SN10g，关闭水雾化器，使尿素在包衣锅中转动10min，SN均匀包覆在肥料颗粒表面，待包覆在肥料颗粒的SN干燥，再次打开高压喷头将2g液体石蜡均匀喷涂在包有SN的肥料颗粒表面，干燥后用烧杯向包衣锅中倒入9g固化剂，使其均匀包覆在肥料颗粒表面，通风干燥，制备出包膜缓释肥料。（包覆过程是在包膜机中完成，温度保持在50-60℃，转筒一直保持转动）。
实施例4
筛选粒径2.00-3.50mm的尿素肥料200g，倒入包衣机中，设置转速50r/min，预热到50--60℃，通过高压喷头同时喷入植物油3g,液体石蜡3g，使肥料在包衣机中自由滚动5min，用药匙振臂向滚动的肥料撒入SN33g，打开水雾化器，再次撒入SN11g，关闭水雾化器，使尿素在包衣锅中转动10min，SN均匀包覆在肥料颗粒表面，待包覆在肥料颗粒的SN干燥，再次打开高压喷头将2g液体石蜡均匀喷涂在包有SN的肥料颗粒表面，干燥后用烧杯向包衣锅中倒入10g固化剂，使其均匀包覆在肥料颗粒表面，通风干燥，制备出包膜缓释肥料。（包覆过程是在包膜机中完成，温度保持在50-60℃，转筒一直保持转动）。
实施例5
筛选粒径2.00-3.50mm的尿素肥料200g，倒入包衣机中，设置转速50r/min，预热到50--60℃，通过高压喷头同时喷入植物油3g,液体石蜡3g，使肥料在包衣机中自由滚动5min，用药匙振臂向滚动的肥料撒入SN34g，打开水雾化器，再次撒入SN10g，关闭水雾化器，使尿素在包衣锅中转动10min，SN均匀包覆在肥料颗粒表面，待包覆在肥料颗粒的SN干燥，再次打开高压喷头将3g液体石蜡均匀喷涂在包有SN的肥料颗粒表面，干燥后用烧杯向包衣锅中倒入10g固化剂，使其均匀包覆在肥料颗粒表面，通风干燥，制备出包膜缓释肥料。（包覆过程是在包膜机中完成，温度保持在50-60℃，转筒一直保持转动）。
实施例6
筛选粒径2.00-3.50mm的尿素肥料200g，倒入包衣机中，设置转速50r/min，预热到50--60℃，通过高压喷头同时喷入植物油3g,液体石蜡3g，使肥料在包衣机中自由滚动5min，用药匙振臂向滚动的肥料撒入SN35g，打开水雾化器，再次撒入SN10g，关闭水雾化器，使尿素在包衣锅中转动10min，SN均匀包覆在肥料颗粒表面，待包覆在肥料颗粒的SN干燥，再次打开高压喷头将3g液体石蜡均匀喷涂在包有SN的肥料颗粒表面，干燥后用烧杯向包衣锅中倒入10g固化剂，使其均匀包覆在肥料颗粒表面，通风干燥，制备出包膜缓释肥料。（包覆过程是在包膜机中完成，温度保持在50-60℃，转筒一直保持转动）。
通过肉眼观察，尿素包膜肥料为表面光滑的颗粒肥料，但包膜前肥料颗粒表面略显粗糙，在150倍的放大率成像由图1可以看出本发明包膜缓释肥料，包膜层薄厚均匀，可与尿素肥接合紧密，成膜性好。
将本发明制备得到的尿素包膜缓释肥料包膜层量不同的六个实例比较。
表1缓释性能比较(%)
Table 1 Slow release performance comparison(%)
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 初溶率% | 9.32 | 10.51 | 10.47 | 9.20 | 9.17 | 9.12 |
| 微溶率% | 1.94 | 2.30 | 2.21 | 1.89 | 1.80 | 1.75 |
欧洲标准化委员会提出的初期溶出率小于15%、微分溶出率为0.25—2.5%为标准。由表1可以看出，随着包膜量的增加，膜越厚，其养分释放率越低，缓释效果越好。因此，改变包膜材料的包膜量对于包膜肥料的释放具有明显的调节作用。
与在水中氮素溶出率相比，土壤淋溶法更接近实际，采用土壤淋溶法研究氮素的释放行为见图2。其方法得到的结果更接实际情况，避免了肥料大量的流失，更好的体现出包膜尿素经薄膜扩散、渗透到土壤的缓慢释放的过程。
不同包膜量的包膜肥料的氮含量（%）
Table 2 Fertilizer coated with different coating amount of nitrogen content
| 实例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 全氮量 | 32.20 | 33.58 | 33.12 | 31.74 | 31.51 | 31.28 |
表3 不同包膜量的包膜肥料在土壤中的氮素积累释放质量分数（kg/kg）
Table 3 Effect of different coating amount of coated fertilizer on soil nitrogen release
Claims (1)
1.一种尿素缓释膜材料，其特征在于：构成缓释膜材料的重量份组成为：
水泥 40—50
封闭剂--液体石蜡 2—6
固化剂--双氰胺 8—10
植物油--蓖麻油 2—6 ；
上述尿素缓释膜材料包覆尿素颗粒的制备方法，
筛选尿素肥料，倒入包衣机中，设置转速50r/min，预热到50--60℃，通过高压喷头同时喷入植物油、液体石蜡，使肥料在包衣机中自由滚动5min，用药匙振臂向滚动的肥料撒入水泥，打开水雾化器，再次撒入水泥，关闭水雾化器，使尿素在包衣机中转动10min，水泥均匀包覆在肥料颗粒表面，待包覆在肥料颗粒的水泥干燥，再次打开高压喷头将液体石蜡均匀喷涂在包有水泥的肥料颗粒表面，干燥后用烧杯向包衣机中倒入固化剂双氰胺，使其均匀包覆在肥料颗粒表面，通风干燥，制备出包膜缓释肥料。
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| EP0255665A2 (en) * | 1986-08-01 | 1988-02-10 | Norsk Hydro A/S | Coating for reducing dust formation and hygroscopicity of nitrate-containing fertilizer and method for its manufacture |
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