CN104725135B - 一种伊利石包衣及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伊利石包衣及其应用，属于包衣材料领域。所述伊利石包衣包括以下重量份的组分：废旧高分子成膜材料3‑5份、伊利石粉15‑35份、聚乳酸5‑20份、氮肥10‑20份、钾肥10‑15份、磷肥3‑5份、木质纤维素1‑5份、粘合剂10‑15份；所述伊利石粉包括以下质量百分含量的成分：64.28％‑72％的SiO₂、12.80％‑16.30％的A1₂O₃、0.61％‑1.95％的MgO、3.61％‑5.21％的K₂O、1.92％‑3.98％的Na₂O、3.20％‑5.08％的CaO、0.39％‑0.94％的TiO₂、1.95％‑4.79％的Fe₂O₃。本发明提供的包衣不仅具有优良的缓释性，还能作为土壤改良剂优化土壤结构。

Description

一种伊利石包衣及其应用

技术领域

本发明涉及包衣材料领域，特别涉及一种伊利石包衣及其应用。

背景技术

在医药、肥料领域，通常在药物或者肥料表面包被一层包衣作为保护层，以能够提高药物或者肥料的缓释能力，防止其分解速度过快及活性成分流失。所以，提供一种包被性能及缓蚀性能良好的包衣十分必要。

举例来说，CN103524238A提供了一种有机聚合物包衣材料，按质量百分含量计组成为：10-32％的聚酰胺固化剂，8-20％的石蜡，余量为脂环族环氧树脂。CN103553849A提供了一种硫包衣尿素缓释肥料及其制造方法，包括步骤1)：用熔融的液硫涂覆经预热的基料尿素颗粒，步骤2)：用泵将天然蜂蜡组成的组合物涂覆步骤1)中的硫包覆层，步骤3)通过流化床冷却器、固体换热器，使步骤2)中的经天然蜂蜡组合物涂覆的硫包衣尿素颗粒逐步冷却；所述的涂硫及在硫层上涂覆天然蜂蜡组合物在一个涂覆转鼓中完成，基料及各涂层重量百分比为尿素80～90％，硫9～17％，天然蜂蜡组合物1～3％；所述天然蜂蜡组合物，由添加剂和天然蜂蜡组成。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的包衣材料成本较高。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种低成本的伊利石包衣及其应用。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种伊利石包衣，包括以下重量份的组分：废旧高分子成膜材料3-5份、伊利石粉15-35份、聚乳酸5-20份、氮肥10-20份、钾肥10-15份、磷肥3-5份、木质纤维素1-5份、粘合剂10-15份；

所述伊利石粉包括以下质量百分含量的成分：64.28％-72％的SiO₂、12.80％-16.30％的A1₂O₃、0.61％-1.95％的MgO、3.61％-5.21％的K₂O、1.92％-3.98％的Na₂O、3.20％-5.08％的CaO、0.39％-0.94％的TiO₂、1.95％-4.79％的Fe₂O₃。

具体地，所述废旧高分子成膜材料选自废旧的羟丙基甲基纤维素、聚丙烯、低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙二醇、丙烯酸树脂中的至少一种。

作为优选，所述粘合剂包括以下质量百分含量的成分：20-50％的蔗糖、20-50％的明胶、以及余量的酵母。

进一步地，所述包衣还包括3-8份的杀菌剂。

具体地，作为优选，所述伊利石粉的目数为100-200目。

第二方面，本发明实施例提供了一种包衣肥料，所述包衣肥料的表面包被有上述的包衣。

第三方面，本发明实施例提供了上述包衣肥料的包衣方法，包括：

按照伊利石包衣中各组分的重量配比，将所述各组分加入溶剂中，混合均匀，得到包衣膜液；

将肥料加入喷流塔中，使所述包衣膜液喷涂在所述肥料的颗粒表面，待所述溶剂挥发后，即得到包衣肥料。

第四方面，本发明实施例提供了一种包衣农药，所述包衣农药的表面包被有上述的包衣。

第五方面，本发明实施例提供了上述农药的包衣方法，包括：

按照伊利石包衣中各组分的重量配比，将所述各组分加入溶剂中，混合均匀，得到包衣膜液；

将农药加入喷流塔中，使所述包衣膜液喷涂在所述农药的颗粒表面，待所述溶剂挥发后，即得到包衣农药。

具体地，作为优选，所述溶剂由以下重量份的组分组成：5-20份的甲基吡咯烷酮、5-20份的聚乙烯吡咯烷酮、5-20份的N,N－二甲基乙酰胺、5-20份的异氟尔酮。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的伊利石包衣，通过上述限定的各组分之间的协同复配作用，各组分之间相容性性好，所制备的包衣具有优良的缓释性，能够使被其包被的农药或者肥料的释放期延长至1-6个月，在木质纤维素及粘合剂的生物降解作用下，各组分随着时间逐渐释放到土壤中，不仅不会破坏土壤结构及作物根系，还能作为肥料提供营养成分，以及作为土壤改良剂优化土壤结构。此外，本发明实施例提供的包衣的成本较低，具有更高的经济适应性。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种伊利石包衣，包括以下重量份的组分：废旧高分子成膜材料3-5份、伊利石粉15-35份、聚乳酸5-20份、氮肥10-20份、钾肥10-15份、磷肥3-5份、木质纤维素1-5份、粘合剂10-15份。

其中，该伊利石粉包括以下质量百分含量的成分：64.28％-72％的SiO₂、12.80％-16.30％的A1₂O₃、0.61％-1.95％的MgO、3.61％-5.21％的K₂O、1.92％-3.98％的Na₂O、3.20％-5.08％的CaO、0.39％-0.94％的TiO₂、1.95％-4.79％的Fe₂O₃。

本发明实施例提供的伊利石包衣，通过上述限定的各组分之间的协同复配作用，各组分之间相容性性好，所制备的包衣具有优良的控释性，能够使被其包被的农药或者肥料的缓释期延长至1-6个月，在木质纤维素及粘合剂的生物降解作用下，各组分随着时间逐渐释放到土壤中，不仅不会破坏土壤结构及作物根系，还能作为肥料为土壤提供营养成分(可以根据实际需求对包衣中各氮肥、钾肥或磷肥的含量进行适当调整)，以及作为土壤改良剂优化土壤结构。此外，本发明实施例提供的包衣的成本较低，具有更高的经济适应性。

其中，通过选用上述伊利石粉作为包衣材料，其能够在该包衣降解后粉化到土壤中，一方面作为活性营养成分，提供植物生长所必须的营养元素，利于植物的正常生长发育。另一方面作为土壤改良剂，吸附土壤中的重金属(对Cu、Pb、Cd、Cr、As、Hg等重金属的吸附率分别达到98％、100％、82％、85％、80％、80％)，防治土壤板结和二次污染，提高植物对有益矿质元素的吸收和利用，从而来活化土壤，有效改善土壤结构。进一步地，上述本发明实施例提供的包衣由于采用的上述伊利石粉具有放射远红外线的功能，其在40℃下对5-20μm波段的红外光的放射率达93％，放射能力密度为3.71×10²W/m²，从而使该包衣具有优良的耐温性，即耐热和耐寒性，这对于提高包衣所包被的肥料和农药的稳定性具有重要的作用。

具体地，为了使所制备的包衣不仅具有有效包被农药或者肥料的宏观上的致密性，且具有微观上的多孔性，上述废旧高分子成膜材料选自废旧的羟丙基甲基纤维素、聚丙烯、低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙二醇、丙烯酸树脂中的至少一种，优选聚丙烯、低密度聚乙烯。本发明实施例通过选用上述废旧高分子聚合物来作为包衣的成膜材料，不仅能有效降低包衣成本且能使资源得以合理利用。

具体地，本发明实施例中所述的氮肥可以为尿素、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钠或碳酸氢铵；所述的钾肥可以为氯化钾、硫酸钾；所述的磷肥可以为过磷酸钙等。进一步地，该包衣中还可以含有1-2重量份的微量元素肥料和某些中量元素肥料，例如如含有硼、锌、铁、钼、锰、铜等微量元素的肥料或者钙、镁、硫等肥料。

具体地，本发明实施例中所述的“聚乳酸”通过使用可再生的植物资源(如玉米)中所提取的淀粉制备得到，其中淀粉经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。所制备的聚乳酸具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，无毒无害，不污染环境。本发明实施例中通过聚乳酸颗粒的加入能够实现复合薄膜的快速降解，且在其降解后进一步提供营养成分促进作物的生长发育。举例来说，该聚乳酸可以为本领域常见的市售的颗粒状聚乳酸原料，例如平湖市金秋工贸有限公司销售的聚乳酸，或者美国NatureWork销售的2003D透明聚乳酸PAL原料。

为了使包衣中各个成分之间完全相容，利于包衣的成膜性，且提高包衣的生物降解性，作为优选，上述粘合剂包括以下质量百分含量的成分：20-50％的蔗糖、20-50％的明胶、以及余量的酵母。进一步地，本发明实施例中，该粘合剂还可以为淀粉、甲基纤维素、羧甲基纤维素、醋酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、羟丙基纤维素等。

进一步地，为了使本发明实施例提供的包衣能够对土壤具有杀菌作用，该包衣还可以包括3-8份的杀菌剂。举例来说，该杀菌剂可以为多菌灵、二甲菌核利、异菌脲、烯唑醇、戊唑醇、福拉比、氟酰胺、百菌清等本领域常见的杀菌剂。

具体地，本发明实施例提供的包衣中所含伊利石粉的目数为100-200目，举例来说，可以为110目、120目、130目、140目、150目、160目、170目、180目、190目等。

第二方面，本发明实施例提供了一种包衣肥料，该包衣肥料的表面包被有本发明实施例提供的上述任何一种包衣。

具体地，为了保证该包衣肥料中肥料的缓释期为1-6个月，该包衣层的厚度约为0.005-1.0mm，优选0.005-0.008mm，举例来说，该包衣层的厚度可以为0.006mm、0.0065mm、0.007mm、0.0075mm、0.0085mm、0.009mm、0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.10mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm等。

第三方面，本发明实施例提供了上述包衣肥料的包衣方法，包括：

按照伊利石包衣中各组分的重量配比，将该各组分加入溶剂中，混合均匀，得到包衣膜液；

将肥料加入喷流塔中，使包衣膜液喷涂在肥料的颗粒表面，待溶剂挥发后，即得到包衣肥料。

第四方面，本发明实施例提供了一种包衣农药，该包衣农药的表面包被有本发明实施例提供的上述任何一种包衣。

具体地，为了保证该包衣农药中农药的缓释期为1-6个月，该包衣层的厚度约为0.005-1.0mm，优选0.005-0.008mm，举例来说，该包衣层的厚度可以为0.006mm、0.0065mm、0.007mm、0.0075mm、0.0085mm、0.009mm、0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.10mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm等。

第五方面，本发明实施例提供了上述农药的包衣方法，包括：

按照伊利石包衣中各组分的重量配比，将上述各组分加入溶剂中，混合均匀，得到包衣膜液；

将农药加入喷流塔中，使该包衣膜液喷涂在农药的颗粒表面，待溶剂挥发后，即得到包衣农药。

进一步地，本发明实施例还可以提供一种包衣农药和包衣肥料的混合物，即在制备过程中，将固体的农药颗粒和肥料同时加入喷流塔中进行包衣过程，制备得到包衣农药和包衣肥料的混合物。将该包衣农药和包衣肥料的混合物施入土壤后，同时发挥药效作用并提高土壤肥效。

可以理解的是，本发明实施例中所述的肥料和农药均为颗粒状，该颗粒状的包衣肥料或者农药施入土壤中后，根据包衣中所含粘合剂和木质纤维素的配比以及包衣的厚度来在特定的时间内进行缓释，从而将农药或者肥料按作物的需要届时释放，从而达到逐步缓释的功能。

进一步地，上述的“喷流塔”为本领域常规的现有技术，本发明实施例在此不对其作具体限定。

具体地，在制备包衣肥料和包衣农药的过程中，所用的溶剂由以下重量份的组分组成：5-20份的甲基吡咯烷酮、5-20份的聚乙烯吡咯烷酮、5-20份的N,N－二甲基乙酰胺、5-20份的异氟尔酮。本发明实施例通过选用上述溶剂，一方面使包衣的各组分，尤其是高分子成膜材料溶解完全，从而提高成膜性能；另一方面在包衣成膜后使溶剂的挥发时间降低，提高包衣效率。

以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。

在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1-4中所使用的聚乳酸为美国NatureWork销售的规格号为2003D透明聚乳酸PAL原料。

实施例1

本实施例提供了一种包衣肥料，该肥料表面包被有一层厚度为0.007毫米的包衣层。其中，该包衣层包括以下重量份的组分：4份的废旧的聚苯乙烯、20份的伊利石粉、5份的聚乳酸、15份的尿素、12份的硫酸钾、4份的过磷酸钙、4份的木质纤维素以及10份的粘合剂。

其中，该伊利石粉至少包括以下质量百分含量的成分：66％的SiO₂、14.1％的A1₂O₃、1.2％的MgO、5.21％的K₂O、3.0％的Na₂O、4.8％的CaO、0.94％的TiO₂以及3.55％的Fe₂O₃。

该粘合剂包括以下质量百分含量的成分：30％的蔗糖、50％的明胶以及余量的酵母。

该包衣肥料的加工方法如下：

按照伊利石包衣中各组分的重量配比，将上述配比的各组分加入溶剂中，混合均匀，得到包衣膜液；将肥料加入喷流塔中，使包衣膜液喷涂在肥料的颗粒表面，待溶剂挥发后，即得到包衣层厚度为0.007毫米的包衣肥料。其中，所用的溶剂由以下重量份的组分组成：5份的甲基吡咯烷酮、5份的聚乙烯吡咯烷酮、20份的N,N－二甲基乙酰胺、15份的异氟尔酮。

将该包衣肥料施入土壤中后，从第10天起，该肥料表面的包衣层开始脱落，直至第80天，包衣脱落完全，有效实现了缓释功能。可见，利用本发明实施例提供的包衣肥料可以实现一次性施肥，有效减少劳动成本及作业时间。此外，该包衣肥料破裂后的包衣融入土壤后，其能够作为土壤改良剂，使土壤的总孔隙度维持在60-70％之间，防止了由于施肥而导致的土壤板结问题，且可作为肥料被吸收利用，供给作物营养成分，更利于作物的生长。

实施例2

本实施例提供了一种包衣肥料，该肥料表面包被有一层厚度为0.008毫米的包衣层。其中，该包衣层包括以下重量份的组分：3份的废旧的聚氯乙烯、30份的伊利石粉、15份的聚乳酸、10份的硝酸铵、15份的硫酸钾、3份的过磷酸钙、3份的木质纤维素、12份的粘合剂。

其中，该伊利石粉至少包括以下质量百分含量的成分：65％的SiO₂、15％的A1₂O₃、1.2％的MgO、4.2％的K₂O、2％的Na₂O、4.5％的CaO、0.64％的TiO₂以及3.79％的Fe₂O₃。

该粘合剂包括以下质量百分含量的成分：20％的蔗糖、20％的明胶以及余量的酵母。

该包衣肥料的加工方法如下：

按照伊利石包衣中各组分的重量配比，将上述配比的各组分加入溶剂中，混合均匀，得到包衣膜液；将肥料加入喷流塔中，使包衣膜液喷涂在肥料的颗粒表面，待溶剂挥发后，即得到包衣层厚度为0.008毫米的包衣肥料。其中，所用的溶剂由以下重量份的组分组成：20份的甲基吡咯烷酮、10份的聚乙烯吡咯烷酮、15份的N,N－二甲基乙酰胺、20份的异氟尔酮。

将该包衣肥料施入土壤中后，从第10天起，该肥料表面的包衣层开始脱落，直至第85天，包衣脱落完全，有效实现了缓释功能。此外，该包衣肥料破裂后的包衣融入土壤后，其能够作为土壤改良剂，使土壤的总孔隙度维持在60-70％之间，防止了由于施肥而导致的土壤板结问题，且可作为肥料被吸收利用，供给作物营养成分，更利于作物的生长。

实施例3

本实施例提供了一种包衣农药，该农药表面包被有一层厚度为1.0毫米的包衣层。其中，该包衣层包括以下重量份的组分：4.5份的废旧的低密度聚乙烯、15份的伊利石粉、20份的聚乳酸、20份的尿素、10份的硫酸钾、5份的过磷酸钙、1份的木质纤维素以及13份的粘合剂。

其中，该伊利石粉至少包括以下质量百分含量的成分：64.28％的SiO₂、16.30％的A1₂O₃、0.61％的MgO、5.21％的K₂O、1.92％的Na₂O、5.08％的CaO、0.39％的TiO₂以及4.79％的Fe₂O₃。

该粘合剂包括以下质量百分含量的成分：25％的蔗糖、35％的明胶以及余量的酵母。

该包衣肥料的加工方法如下：

按照伊利石农药中各组分的重量配比，将上述配比的各组分加入溶剂中，混合均匀，得到包衣膜液；将农药加入喷流塔中，使包衣膜液喷涂在农药的颗粒表面，待溶剂挥发后，即得到包衣层厚度为1.0毫米的包衣农药。其中，所用的溶剂由以下重量份的组分组成：10份的甲基吡咯烷酮、20份的聚乙烯吡咯烷酮、5份的N,N－二甲基乙酰胺、5份的异氟尔酮。

将该包衣农药施入土壤中后，从第20天起，该农药表面的包衣层开始脱落，直至第90天，包衣脱落完全，大约50天后该农药表面的包衣破裂完全，有效实现了缓释功能。此外，该包衣农药破裂后的包衣融入土壤后，其作为土壤改良剂，使土壤的总孔隙度维持在60-70％之间，改善土壤板结问题，且可作为肥料被吸收利用，供给作物营养成分，更利于作物的生长。

实施例4

本实施例提供了一种包衣农药，该农药表面包被有一层厚度为0.005毫米的包衣层。其中，该包衣层包括以下重量份的组分：5份的废旧的羟丙基甲基纤维素、35份的伊利石粉、13份的聚乳酸、16份的硫酸铵、13份的氯化钾、4.5份的过磷酸钙、5份的木质纤维素、15份的粘合剂以及4份的多菌灵。

其中，该伊利石粉至少包括以下质量百分含量的成分：72％的SiO₂、16.30％的A1₂O₃、1.95％的MgO、3.61％的K₂O、3.98％的Na₂O、3.20％的CaO、0.94％的TiO₂以及1.95％的Fe₂O₃。

该粘合剂包括以下质量百分含量的成分：50％的蔗糖、30％的明胶以及余量的酵母。

该包衣农药的加工方法如下：

按照伊利石包衣中各组分的重量配比，将上述配比的各组分加入溶剂中，混合均匀，得到包衣膜液；将农药加入喷流塔中，使包衣膜液喷涂在农药的颗粒表面，待溶剂挥发后，即得到包衣层厚度为0.005毫米的包衣农药。其中，所用的溶剂由以下重量份的组分组成：18份的甲基吡咯烷酮、16份的聚乙烯吡咯烷酮、15份的N,N－二甲基乙酰胺、10份的异氟尔酮。

将该包衣农药施入土壤中后，从第9天起，该农药表面的包衣层开始脱落，直至第70天，包衣脱落完全，有效实现了缓释功能。此外，该包衣农药破裂后的包衣融入土壤后，其作为土壤改良剂，使土壤的总孔隙度维持在60-70％之间，改善土壤板结问题，且可作为肥料被吸收利用，供给作物营养成分，更利于作物的生长。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种伊利石包衣，包括以下重量份的组分：废旧高分子成膜材料3-5份、伊利石粉15-35份、聚乳酸5-20份、氮肥10-20份、钾肥10-15份、磷肥3-5份、木质纤维素1-5份、粘合剂10-15份；

所述伊利石粉包括以下质量百分含量的成分：64.28％-72％的SiO₂、12.80％-16.30％的A1₂O₃、0.61％-1.95％的MgO、3.61％-5.21％的K₂O、1.92％-3.98％的Na₂O、3.20％-5.08％的CaO、0.39％-0.94％的TiO₂、1.95％-4.79％的Fe₂O₃；

所述氮肥为尿素、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钠或碳酸氢铵；

所述钾肥为氯化钾或硫酸钾；

所述磷肥为过磷酸钙。

2.根据权利要求1所述的包衣，其特征在于，所述废旧高分子成膜材料选自废旧的羟丙基甲基纤维素、聚丙烯、低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙二醇、丙烯酸树脂中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的包衣，其特征在于，所述粘合剂包括以下质量百分含量的成分：20-50％的蔗糖、20-50％的明胶、以及余量的酵母。

4.根据权利要求1-3任一项所述的包衣，其特征在于，所述包衣还包括3-8份的杀菌剂。

5.根据权利要求4所述的包衣，其特征在于，所述伊利石粉的目数为100-200目。

6.一种包衣肥料，其特征在于，所述包衣肥料的表面包被有权利要求1-5任一项所述的包衣。

7.权利要求6所述的肥料的包衣方法，包括：

按照伊利石包衣中各组分的重量配比，将所述各组分加入溶剂中，混合均匀，得到包衣膜液；

将肥料加入喷流塔中，使所述包衣膜液喷涂在所述肥料的颗粒表面，待所述溶剂挥发后，即得到包衣肥料。

8.一种包衣农药，其特征在于，所述包衣农药的表面包被有权利要求1-5任一项所述的包衣。

9.权利要求8所述的农药的包衣方法，包括：

按照伊利石包衣中各组分的重量配比，将所述各组分加入溶剂中，混合均匀，得到包衣膜液；

将农药加入喷流塔中，使所述包衣膜液喷涂在所述农药的颗粒表面，待所述溶剂挥发后，即得到包衣农药。

10.根据权利要求7或9所述的方法，其特征在于，所述溶剂由以下重量份的组分组成：5-20份的甲基吡咯烷酮、5-20份的聚乙烯吡咯烷酮、5-20份的N,N－二甲基乙酰胺、5-20份的异氟尔酮。