CN103044143B - 一种包硫控释肥增韧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包硫控释肥增韧方法，包括如下步骤：（1）将环氧树脂与增韧剂按混合均匀，制得增韧树脂预混液；（2）将增韧树脂预混液与固化剂混合均匀，制得混合液；（3）将液体硫磺喷涂到核芯肥料表面，制得包硫肥料颗粒；（4）将混合液在喷涂于包硫肥料颗粒表面，制得增韧包硫控释肥。本发明采用端羧基超支化聚酯HBP-SA或端羧基液体丁腈橡胶为增韧剂，该两种增韧剂不仅能起到增韧作用，同时还能够起到增强膜材料封闭效果的作用，达到包硫控释肥喷涂增韧树脂后，无需再喷涂封闭剂的目的，从而减少喷涂步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种包硫控释肥增韧方法，属于控释肥生产技术领域。
背景技术
包硫控释肥是在尿素或复混肥料颗粒表面涂一层约20μm硫膜，再涂以封闭剂，可使肥料释放速度变缓，同时可以通过包硫厚度的不同，控制肥料的释放周期，一般可控制在1～4个月，若再给包硫控释肥再包一层树脂，控释期可达12个月。
如中国专利文献CN1569774A（申请号200410024050.x）公开了一种将热固性高分子树脂均匀涂布到涂硫尿素颗粒上，并可快速固化成膜的包膜控释肥料及其制法。此高分子聚合物膜具有防止硫膜氧化、抗冲击、耐磨等性能。该发明是先将尿素颗粒预热至一定的温度后，转移到转鼓中，将已熔融的液硫经双流体喷嘴均匀的喷涂到尿素颗粒上，形成一层光滑致密的硫膜，所得产品为涂硫尿素。再在涂硫尿素上,逐渐分次加入热固性树脂组分，该热固性树脂组份可均匀地分布到涂硫尿素颗粒表面并快速固化成膜，所得最终产品为高分子聚合物包膜涂硫控释尿素（PSCU）。
中国专利文献CN101376614A（申请号200810140365.9）公开了一种包硫控释肥的工业化生产方法和装置。是将颗粒肥料经斗提机提升至筛分机筛分后，经原料皮带机送入原料料仓,然后经定量给料称计量进入转鼓；液硫贮罐中的液硫进入液硫地下槽，经液硫泵加压经液硫流量计计量进入转鼓；将封闭剂加入封闭剂溶解槽中加热溶解后放至封闭剂贮槽,再经封闭剂计量泵计量进入转鼓；在转鼓内，颗粒肥料在预热区预热，然后在包硫区将液硫雾化肥料颗粒表面上逐渐成膜，最后在涂封闭剂区涂以封闭剂；从转鼓出来的包硫控释肥经成品皮带机送入成品料仓，包装入库。
上述技术存在的问题是，硫磺凝固后脆性较大，肥料颗粒表面约20μm硫膜受外力极易破坏，造成包硫控释肥脱壳现象严重，影响了包硫控释肥的控释效果，现有生产工艺中在硫膜外部涂布的热固树脂、微晶蜡或者环氧树脂对该问题有缓解，但仍然存在脱壳现象，影响控释肥使用效果。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种包硫控释肥增韧方法，该方法可解决包硫控释肥硫膜脱壳现象。
发明概述
本发明将环氧树脂与环氧增韧剂按比例混合均匀，配置增韧树脂预混液，该增韧树脂预混液再与固化剂进行混合成增韧树脂和固化剂混合液，直接喷涂到包硫肥料颗粒上，在包硫控释肥表面形成一层具备一定韧性的环氧树脂膜，从而解决包硫控释肥硫膜脱壳问题。
发明详述
一种包硫控释肥增韧方法，包括如下步骤：
（1）将环氧树脂与增韧剂按1:0.08～0.12的重量比混合均匀，制得增韧树脂预混液；
所述增韧剂为数均分子质量为2500g/mol的端羧基超支化聚酯HBP-SA或分子量为3000～4500的端羧基液体丁腈橡胶；
（2）将步骤（1）制得的增韧树脂预混液与固化剂按1:0.2～0.25的重量比混合均匀，制得混合液；
（3）将液体硫磺喷涂到核芯肥料表面，制得包硫肥料颗粒；
（4）将步骤（2）制得的混合液在温度65～85℃的条件下喷涂于步骤（3）制得的包硫肥料颗粒表面，混合液用量为包硫肥料颗粒重量的0.3～2%，制得增韧包硫控释肥。
根据本发明优选的，所述步骤（1）中的环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂，环氧当量210～280g/eq。
根据本发明优选的，所述步骤（1）中的端羧基超支化聚酯HBP-SA的酸值为0.46～0.48mol/100g。
根据本发明优选的，所述步骤（1）中的端羧基液体丁腈橡胶40℃时粘度≤30Pa·S。
根据本发明优选的，所述步骤（2）中的固化剂为T-99弹韧柔固化剂或二乙烯三胺。
根据本发明优选的，所述步骤（3）中喷涂温度为65～85℃。
根据本发明优选的，所述步骤（3）中液体硫磺喷涂量为核心肥料重量的0.6～1.0%。
根据本发明进一步优选的，所述步骤（3）中液体硫磺喷涂量为核心肥料重量的0.6%。
根据本发明优选的，所述步骤（3）中核心肥料为按常规生产方法造粒制得的普通肥料颗粒。
有益效果
1、本发明采用端羧基超支化聚酯HBP-SA为增韧剂时，效果明显，其冲击强度和拉伸强度分别提高512%和187%，并且不降低玻璃化温度和弹性模量，达到增韧效果；
2、本发明采用端羧基液体丁腈橡胶时，端羧基液体丁腈橡胶分子链上含有能与基体树脂反应的活性基团，形成网络结构，增加一部分柔性链，从而提高复合材料的抗冲击性能，同时网状结构增加了硫膜与包膜核芯肥料的附着牢固程度；
3、本发明采用端羧基超支化聚酯HBP-SA或端羧基液体丁腈橡胶为增韧剂，该两种增韧剂不仅能起到增韧作用，同时还能够起到增强膜材料封闭效果的作用，达到包硫控释肥喷涂增韧树脂后，无需再喷涂封闭剂的目的，从而减少喷涂步骤；
4、本发明所述方法工艺简单、适合于在现有包硫装置上进行改造，不增加任何设备；
5、生产的包硫控释肥在后续的掺混、转运、机械化播肥过程中不会产生破坏脱壳现象，保证了控释效果。
附图说明
图1是实施例1制得的包硫控释肥的养分释放曲线；
图2是实施例2制得的包硫控释肥的养分释放曲线；
图3是实施例3制得的包硫控释肥的养分释放曲线；
图4是实施例4制得的包硫控释肥的养分释放曲线；
图5是实施例5制得的包硫控释肥的养分释放曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。
原料说明
环氧树脂岳阳巴陵石化有限公司有售，其中实施例1、2的环氧树脂型号为E-42，实施例3～5的环氧树脂型号为E-44，环氧当量均为210～280g/eq；
端羧基超支化聚酯烟台天贵环保材料有限公司有售，数均分子质量为2500g/mol，酸值0.47mol/100g；
端羧基液体丁腈橡胶深圳市和平化工产品有限公司有售，分子量为3000～4500，40℃时粘度≤30Pa·S；
T-99弹韧柔固化剂沈阳市东南化工研究所有售；
二乙烯三胺南京古田化工有限公司有售；
实施例中的核心肥料为尿素肥料颗粒，山东华鲁恒升集团有限公司有售，粒径2.0～5.0mm。
实施例中的检测标准按照GB/T23348-2009《缓控释肥国家标准》检测。
实施例1：
一种包硫控释肥增韧方法，包括如下步骤：
（1）将环氧树脂与端羧基超支化聚酯HBP-SA按1:0.12的重量比混合均匀，制得增韧树脂预混液；
（2）将步骤（1）制得的增韧树脂预混液与T-99弹韧柔固化剂按1:0.2的重量比混合均匀，制得混合液；
（3）将液体硫磺在温度80℃的条件下喷涂到核芯肥料表面，制得包硫肥料颗粒；
（4）将步骤（2）制得的混合液在温度80℃的条件下喷涂于步骤（3）制得的包硫肥料颗粒表面，混合液用量为包硫肥料颗粒重量的0.6%，制得增韧包硫控释肥。
经检测，制得的增韧包硫控释肥冲击强度为20.41kj/m2，拉伸强度为43.62MPa，控释期为2个月，养分释放曲线如图1所示。
实施例2：
一种包硫控释肥增韧方法，包括如下步骤：
（1）将环氧树脂与端羧基超支化聚酯HBP-SA按1:0.08的重量比混合均匀，制得增韧树脂预混液；
（2）将步骤（1）制得的增韧树脂预混液与T-99弹韧柔固化剂按1:0.25的重量比混合均匀，制得混合液；
（3）将液体硫磺在温度65℃的条件下喷涂到核芯肥料表面，制得包硫肥料颗粒；
（4）将步骤（2）制得的混合液在温度70℃的条件下喷涂于步骤（3）制得的包硫肥料颗粒表面，混合液用量为包硫肥料颗粒重量的0.8%，制得增韧包硫控释肥。
经检测，制得的增韧包硫控释肥冲击强度为26.51kj/m2，拉伸强度为54.35MPa，控释期为4个月，养分释放曲线如图2所示。
实施例3：
一种包硫控释肥增韧方法，包括如下步骤：
（1）将环氧树脂与端羧基液体丁腈橡胶按1:0.1的重量比混合均匀，制得增韧树脂预混液；
（2）将步骤（1）制得的增韧树脂预混液与二乙烯三胺按1:0.2的重量比混合均匀，制得混合液；
（3）将液体硫磺在温度65℃的条件下喷涂到核芯肥料表面，制得包硫肥料颗粒；
（4）将步骤（2）制得的混合液在温度70℃的条件下喷涂于步骤（3）制得的包硫肥料颗粒表面，混合液用量为包硫肥料颗粒重量的0.6%，制得增韧包硫控释肥。
经检测，制得的增韧包硫控释肥冲击强度为27.89kj/m2，拉伸强度为59.36MPa，控释期为9个月，养分释放曲线如图3所示。
实施例4：
一种包硫控释肥增韧方法，包括如下步骤：
（1）将环氧树脂与端羧基液体丁腈橡胶按1:0.09的重量比混合均匀，制得增韧树脂预混液；
（2）将步骤（1）制得的增韧树脂预混液与二乙烯三胺按1:0.22的重量比混合均匀，制得混合液；
（3）将液体硫磺在温度85℃的条件下喷涂到核芯肥料表面，制得包硫肥料颗粒；
（4）将步骤（2）制得的混合液在温度80℃的条件下喷涂于步骤（3）制得的包硫肥料颗粒表面，混合液用量为包硫肥料颗粒重量的0.8%，制得增韧包硫控释肥。
经检测，制得的增韧包硫控释肥冲击强度为29.42kj/m2，拉伸强度为60.76MPa，控释期为12个月，养分释放曲线如图4所示。
实施例5：
一种包硫控释肥增韧方法，包括如下步骤：
（1）将环氧树脂与端羧基液体丁腈橡胶按1:0.09的重量比混合均匀，制得增韧树脂预混液；
（2）将步骤（1）制得的增韧树脂预混液与二乙烯三胺按1:0.22的重量比混合均匀，制得混合液；
（3）将液体硫磺在温度85℃的条件下喷涂到核芯肥料表面，制得包硫肥料颗粒；
（4）将步骤（2）制得的混合液在温度80℃的条件下喷涂于步骤（3）制得的包硫肥料颗粒表面，混合液用量为包硫肥料颗粒重量的2%，制得增韧包硫控释肥。
经检测，制得的增韧包硫控释肥冲击强度为29.8kj/m2，拉伸强度为64.66MPa，控释期为18个月，养分释放曲线如图5所示。
对比例1
将核心肥料按中国专利文献CN101376614A（申请号200810140365.9）中实施例2所述步骤制备包硫控释肥。
经检测，制得的包硫控释肥冲击强度为4.87kj/m2，拉伸强度为23.1MPa，控释期为3个月。
对比例2
将核心肥料按中国专利文献CN1569774A（申请号200410024050.x）中实施例1所述步骤制备包膜控释肥。
经检测，制得的包硫控释肥冲击强度为13.17kj/m2，拉伸强度为28.21MPa，控释期为3个月。
通过结果对比可以发现，本发明制得的包硫控释肥在冲击强度、拉伸轻度强度具有显著提高。其中冲击强度和拉伸强度最高可分别提高512%和187%。
Claims (2)
1. 一种包硫控释肥增韧方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将环氧树脂与增韧剂按1:0.08～0.12的重量比混合均匀，制得增韧树脂预混液；
所述增韧剂为数均分子质量为2500g/mol的端羧基超支化聚酯HBP-SA或分子量为3000～4500的端羧基液体丁腈橡胶；
所述步骤（1）中的环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂，环氧当量210～280g/eq；
（2）将步骤（1）制得的增韧树脂预混液与固化剂按1:0.2～0.25的重量比混合均匀，制得混合液；
所述步骤（2）中的固化剂为T-99弹韧柔固化剂或二乙烯三胺；
（3）将液体硫磺喷涂到核芯肥料表面，制得包硫肥料颗粒；
（4）将步骤（2）制得的混合液在温度65～85℃的条件下喷涂于步骤（3）制得的包硫肥料颗粒表面，混合液用量为包硫肥料颗粒重量的0.3～2%，制得增韧包硫控释肥。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的端羧基超支化聚酯HBP-SA的酸值为0.46～0.48mol/100g。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的端羧基液体丁腈橡胶40℃时粘度≤30Pa·S。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中喷涂温度为65～85℃。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中液体硫磺喷涂量为核心肥料重量的0.6～1.0%。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中液体硫磺喷涂量为核心肥料重量的0.6%。
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Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: SHANDONG KINGENTA BIO-ENGINEERING STOCK CO., LTD. TO: KINGENTA ECOLOGICAL ENGINEERING GROUP CO., LTD. |
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Application publication date: 20130417 Assignee: KINGENTA NORSTERRA CHEMICAL Co.,Ltd. Assignor: KINGENTA ECOLOGICAL ENGINEERING GROUP Co.,Ltd. Contract record no.: X2021370000006 Denomination of invention: A toughening method of sulfur coated controlled release fertilizer Granted publication date: 20140903 License type: Common License Record date: 20210127 Application publication date: 20130417 Assignee: HEZE KINGENTA ECOLOGICAL ENGINEERING Co.,Ltd. Assignor: KINGENTA ECOLOGICAL ENGINEERING GROUP Co.,Ltd. Contract record no.: X2021370000004 Denomination of invention: A toughening method of sulfur coated controlled release fertilizer Granted publication date: 20140903 License type: Common License Record date: 20210127 |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211111 Address after: 463000 No. 66, Zhongyuan Avenue, Zhumadian City, Henan Province Patentee after: Henan Yuyou Jindadi Technology Service Co., Ltd Address before: 276700 No. 19, Xingda West Street, Linshu County, Linyi City, Shandong Province Patentee before: Jinzhengda Ecological Engineering Group Co., Ltd |