CN103044169A

CN103044169A - 以不饱和聚酯树脂包膜的控释肥料及其生产方法

Info

Publication number: CN103044169A
Application number: CN2012101500636A
Authority: CN
Inventors: 陆盘芳; 张民
Original assignee: Shandong Agricultural University
Current assignee: Shandong Agricultural University
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-05-15
Also published as: CN103044169B

Abstract

本发明涉及一种以不饱和聚酯树脂包膜的控释肥料及其生产方法，是先将转鼓中的尿素颗粒预热到一定温度后，然后将环氧树脂包膜液加入或喷涂到尿素颗粒表面上，固化成膜后形成底涂层。再将不饱和聚酯树脂包膜液逐渐分次加入或涂布于颗粒肥料的底涂层上，固化成膜后即可得不饱和聚酯树脂包膜控释肥料。通过底涂层的加入，改善了不饱和聚酯树脂包膜液与尿素之间的润湿性，增加了不饱和聚酯树脂对尿素颗粒的包涂效果，延长了包膜肥料的养分释放期。该产品不仅具有较好的抗冲击、耐磨等性能，而且还具有使膜内养分按照设定模式可控制释放的性能。养分控制释放期可以在1个月到6个月不等。

Description

以不饱和聚酯树脂包膜的控释肥料及其生产方法

（一）技术领域

本发明涉及一种以不饱和聚酯树脂包膜的控释肥料及其生产方法，属于控释肥料生产领域。

（二）背景技术

化肥是农业的主要生产资料之一。我国化肥消耗量约占世界化肥消耗总量的20-30%，居世界第一位，但是我国氮肥当季利用率平均仅为30-35%。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严重污染。包膜控释肥料是一种集配方施肥、控释技术为一体的物化高科技产品，不仅能提高肥料利用率，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肥料为核心，表面涂覆一层低水溶性或微溶性的无机物质或有机聚合物，改变肥料养分的溶出性，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。

目前国内外包膜控释肥料的类型主要有：无机物包膜肥料和有机物包膜肥料两大类。无机物包膜肥料以美国TVA公司开发的硫包衣尿素（SCU）（US3295950）为主，但由于硫磺的缓释效果不是十分理想，后来在原包膜尿素外再包一层有机聚合物层，成为有机聚合物包膜的硫包衣尿素。硫包衣尿素的改性增强了膜的抗水性和机械性能，提高了包膜材料的控释能力。在聚合物包膜的控释肥中，又有热塑性和热固性树脂两种类型的包膜控释肥料。例如：以热塑性树脂包膜的控释肥料以日本的“Meister”为代表，以热固性树脂包膜的控释肥料主要以美国的“Osmocote”为代表。中国专利“以喷涂尿素为底涂层的改性环氧树脂包膜控释肥料的制备方法”（CN1246264C）公开了一种将改性环氧树脂均匀涂布到复合肥上的方法。此方法无溶剂、制备简单、养分释放性能很好，但是昂贵的环氧树脂使其广泛应用受到一定限制，但关于价格较低的不饱和聚酯树脂包膜控释肥料的研究在国内外却鲜有报道。

（三）发明内容

为了开发出低成本、无溶剂、工艺简单，适合于快速大批量生产的控释包膜新工艺、新配方，本发明提供了一种以不饱和聚酯树脂包膜的控释肥料及其生产方法，是采用价格较低、无溶剂、制备工艺简单的不饱和聚酯树脂作为包膜材料，制备控释效果较好的不饱和聚酯树脂包膜控释肥料。

本发明的目的是提供一种无溶剂、成本低、工艺简单、适合于快速大批量生产的不饱和聚酯树脂包膜控释肥料及其生产工艺。

一种以不饱和聚酯树脂包膜的控释肥料，包括尿素颗粒肥料和喷涂在尿素颗粒肥料表面的环氧树脂底涂层及喷涂在底涂层外的不饱和聚酯树脂包膜液；所述的环氧树脂底涂层包括环氧树脂和固化剂；所述的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺或它们的混合物；所述的不饱和聚酯包膜液中不饱和聚酯、促进剂、引发剂分别占不饱和聚酯包膜液的重量的90-95%、1-4%、1-4%；所述的促进剂为环烷酸钴；所述的引发剂为过氧化环己酮；所述的环氧树脂底涂层的使用量占肥料总重量的1-6%；所述的喷涂于颗粒肥料表面的不饱和聚酯包膜液的重量占颗粒肥料总重量的4-10%。

一种以不饱和聚酯树脂包膜的控释肥料的生产方法，首先将尿素颗粒肥料加入转鼓流化床中预热，环氧树脂和固化剂混合均匀成环氧树脂包膜液，待转鼓温度预热到 50-90℃时，在肥料表面喷涂环氧树脂包膜液作为底涂层；所述的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺或它们的混合物；然后将不饱和聚酯、促进剂和引发剂混合均匀成不饱和聚酯包膜液，再将不饱和聚酯树脂包膜液喷涂在底涂层外；所述的不饱和聚酯包膜液中不饱和聚酯、促进剂和引发剂分别占不饱和聚酯包膜液重量的90-95%、1-4%、1-4%；所述的促进剂为环烷酸钴；所述的引发剂为过氧化环己酮；底涂层和不饱和聚酯树脂包膜过程各重复2-3次，所述的环氧树脂底涂层加入总重量占尿素颗粒肥料总重量的1-6%；不饱和聚酯包膜液加入总重量占颗粒肥料总重量的4-10%。

本发明也可使用复合肥颗粒制备，在使用复合肥制备时，先在复合肥颗粒表面直接喷涂所述的不饱和聚酯树脂包膜液，然后喷涂所述的环氧树脂包膜液形成多种热固性树脂包膜的控释复合肥料。

本发明的要点其一是先将转鼓中尿素颗粒肥料预热到一定温度后，喷涂环氧树脂包膜液，固化成膜后作为底涂层，以改善不饱和聚酯树脂与尿素颗粒之间的润湿性，可以通过调节环氧树脂包膜液中环氧树脂的含量来改变包膜控释肥产品的养分释放速率。其二是将不饱和聚酯、促进剂、引发剂按一定比例混合得到不饱和聚酯包膜液。其三是将不饱和聚酯包膜液分多次逐渐加入或喷涂到尿素颗粒的底涂层上，制得光滑致密的、具有不同养分释放性能的热固性树脂包膜控释尿素。

本发明的显著效果是先在尿素颗粒表面喷涂一层环氧树脂作为底涂层，减少了不饱和聚酯树脂与尿素颗粒之间表面张力的差异性，有利于不饱和聚酯树脂的包膜均匀，而且设备要求简单，操作方便。产品的养分控制释放时期可以根据包膜材料的厚度来调节，能够控制在1个月到6个月不等，另外还可将具有不同释放时期、不同释放特性的包膜控释肥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一致，达到养分精确控释的目的。

用此工艺生产的不饱和聚酯树脂包膜控释肥产品，已在国内多种作物上进行了大量的试验，结果表明，此产品具有显著的增产和增效作用，从性能和价格的角度来考虑，性价比要明显高于其他热固性树脂包膜控释肥料，具有极为广泛的推广应用前景。

（四）附图说明

图1：本发明的包膜控释肥料制作工艺流程图。

图中1首先将尿素加入转鼓中，2是在加热转鼓中使肥料预热到40-50℃,3是将环氧树脂体系各组分按比例计量放入容器中，混合均匀，喷涂到转鼓中连续滚动的肥料颗粒上，约几分钟后，形成底涂层。4然后将不饱和聚酯树脂包膜液混合均匀后，分多次逐渐喷涂到肥料颗粒的底涂层上。 5是将包膜后的肥料转移到冷却器中，使其冷却至室温，称量包装。

（五）具体实施方式

实施例1：

将94 kg直径为2-4 mm大颗粒尿素装入转鼓中，加热至50-70℃，先将环氧树脂约1.35 kg，固化剂三乙烯四胺约0.2 kg混合均匀后，逐渐加入到转鼓中的肥料颗粒表面上，转鼓转速约为40转/分，约5-6分钟后，环氧树脂即可在肥料表面固化成膜形成底涂层，此过程重复2次。然后将不饱和聚酯3301#约1.2 kg、不饱和聚酯FL-302约0.3 kg、促进剂约0.015 kg、引发剂约0.03 kg混合均匀后，逐渐喷涂到转鼓中的肥料颗粒上面，约5分钟后，不饱和聚酯即可在肥料颗粒表面固化成膜，此不饱和聚酯包膜过程重复2次。最后，肥料经冷却器冷却至室温，即可包装、贮存。所得控释肥膜占全部控释肥总重的6％左右，此肥料在25℃水或土壤中，养分控制释放时间约为60天。

实施例2：

将92 kg直径为2-5 mm颗粒复合肥装入转鼓中，加热至60-90℃；先将不饱和聚酯3301#约1.4 kg、不饱和聚酯FL-302约0.3 kg、促进剂约0.017 kg、引发剂约0.034 kg混合均匀后，逐渐加入到转鼓中的肥料颗粒上面，转鼓转速约为40转/分，约5分钟后，不饱和聚酯即可在肥料颗粒表面固化成膜，此过程重复3次。然后将环氧树脂约1.3 kg，固化剂三乙烯四胺约0.2 kg混合均匀后，逐渐喷涂到转鼓中的肥料颗粒表面上，约5-6分钟后，环氧树脂即可在肥料表面固化成膜；此不饱和聚酯包膜过程重复2次。最后，肥料经冷却器冷却至室温，即可包装、贮存。所得控释肥膜占全部控释肥总重的8％左右，此肥料在25℃水或土壤中，养分控制释放时间约为120天。复合肥颗粒可以先喷涂不饱和聚酯，然后喷涂环氧树脂。

实施例3：

将90 kg直径为2-5 mm颗粒复合肥装入转鼓中，加热至60-90℃，先将不饱和聚酯3301#约1.2 kg、不饱和聚酯FL-302约0.35 kg、促进剂约0.016 kg、引发剂约0.032 kg混合均匀后，逐渐加入到转鼓中的肥料颗粒上面，约8分钟后，不饱和聚酯即可在肥料颗粒表面固化成膜，此过程重复4次。然后将环氧树脂约1.8 kg，固化剂三乙烯四胺约0.2 kg混合均匀后，逐渐加入到转鼓中的肥料颗粒表面上，转鼓转速约为40转/分，约5-6分钟后，环氧树脂即可在肥料表面固化成膜，此过程重复2次。最后，肥料经冷却器冷却至室温，即可包装、贮存。所得控释肥膜占全部控释肥总重的10％左右，此肥料在25℃水或土壤中，养分控制释放时间约为180天。

Claims

1.一种以不饱和聚酯树脂包膜的控释肥料，其特征在于包括尿素颗粒肥料和喷涂在尿素颗粒肥料表面的环氧树脂底涂层及喷涂在底涂层外的不饱和聚酯树脂包膜液；所述的环氧树脂底涂层包括环氧树脂和固化剂；所述的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺或它们的混合物；所述的不饱和聚酯包膜液中不饱和聚酯、促进剂、引发剂分别占不饱和聚酯包膜液重量的90-95%、1-4%、1-4%；所述的促进剂为环烷酸钴；所述的引发剂为过氧化环己酮；所述的环氧树脂底涂层的使用量占肥料总重量的1-6%；所述的喷涂于颗粒肥料表面的不饱和聚酯包膜液的重量占颗粒肥料总重量的4-10%。

2.一种以不饱和聚酯树脂包膜的控释肥料的生产方法，其特征在于首先将尿素颗粒肥料加入转鼓流化床中预热，环氧树脂和固化剂混合均匀成环氧树脂包膜液，待转鼓温度预热到 50-90℃时，在肥料表面喷涂环氧树脂包膜液作为底涂层；所述的固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺或它们的混合物；然后将不饱和聚酯、促进剂和引发剂混合均匀成不饱和聚酯包膜液，再将不饱和聚酯树脂包膜液喷涂在底涂层外；所述的不饱和聚酯包膜液中不饱和聚酯、促进剂和引发剂分别占不饱和聚酯包膜液重量的90-95%、1-4%、1-4%；所述的促进剂为环烷酸钴；所述的引发剂为过氧化环己酮；底涂层和不饱和聚酯树脂包膜过程各重复2-3次，所述的环氧树脂底涂层加入总重量占尿素颗粒肥料总重量的1-6%；不饱和聚酯包膜液加入总重量占颗粒肥料总重量的4-10%。

3.如权利要求2所述的一种以不饱和聚酯树脂包膜的控释肥料的生产方法，其特征在于使用复合肥颗粒制备控释肥料时，先喷涂所述的不饱和聚酯树脂包膜液作为肥料底涂层，底涂层外再喷涂所述的环氧树脂包膜液。