CN110483165B - 一种包膜缓控肥料及其制备方法 - Google Patents
一种包膜缓控肥料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110483165B CN110483165B CN201910696527.5A CN201910696527A CN110483165B CN 110483165 B CN110483165 B CN 110483165B CN 201910696527 A CN201910696527 A CN 201910696527A CN 110483165 B CN110483165 B CN 110483165B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fertilizer
- coating liquid
- coating
- stirring
- preparing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 96
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 95
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 29
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 claims abstract description 14
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 14
- KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N prop-2-enoyloxy prop-2-eneperoxoate Chemical compound C=CC(=O)OOOC(=O)C=C KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229920002818 (Hydroxyethyl)methacrylate Polymers 0.000 claims abstract description 10
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- JVYDLYGCSIHCMR-UHFFFAOYSA-N 2,2-bis(hydroxymethyl)butanoic acid Chemical compound CCC(CO)(CO)C(O)=O JVYDLYGCSIHCMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 26
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- WURBFLDFSFBTLW-UHFFFAOYSA-N benzil Chemical group C=1C=CC=CC=1C(=O)C(=O)C1=CC=CC=C1 WURBFLDFSFBTLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 7
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 2
- GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N C[CH]O Chemical group C[CH]O GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 20
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 2
- 238000013268 sustained release Methods 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
提供一种包膜缓控肥料及制备方法。包括肥料颗粒及第一包膜层环氧丙烯酸酯乳液光固化产物层，及第二包膜层甲基丙烯酸羟乙酯封端的水性聚氨酯预聚体光固化产物层。制备方法：第一包膜液的配制，将的双酚A型环氧树脂溶于溶剂中，95℃滴加的甲基丙烯酸和催化剂，搅拌并加入水，高速搅拌乳化后加入改性剂及光引发剂搅拌；第二包膜液的配制，蓖麻油抽湿，加入异佛尔酮二异氰酸酯75～80℃下反应，再加入二羟甲基丁酸，再加入甲基丙烯酸羟乙酯反应，降温后加三乙胺，高速搅拌，再加水乳化，得到第二包膜液；制备包膜缓控肥料，将第一包膜液和第二包膜液先后喷涂肥料颗粒，然后紫外光照射。优点：提高肥料的控释效果，可以改变两种包膜液的比例调节成膜效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种包膜缓控肥料及其制备方法，属于缓控肥料技术领域。
背景技术
我国是一个农业大国，而化工肥料作为粮食增产的重要生产资料必不可少，肥料可以为植物提供必须的营养元素，改善土壤性质、提高土壤肥力水平。传统肥料存在一个问题，化肥的利用率很低平均只有30％左右，并且没有被利用的肥料会挥发到空气中或者随着土壤水分流失到地表使土壤富营养化，这样不仅浪费了大量的资源并且污染了环境。
包膜类控释肥料逐渐得到重视，包膜肥料又称包衣肥料、薄膜肥料。用半透性或不透性薄膜物质包裹速效性化肥颗粒而成的肥料。包膜的目的是使包膜肥料在施入土壤后里面的速效养分缓慢地释放出来。这类肥料可以实现肥料缓慢释放、植物养分吸收协调配合，提高了肥料的利用率，也减少了追肥的用量和次数以及所增加的劳动成本，而且减轻了肥料浪费对环境的污染，实现了农业与环境的可持续发展。
现阶段市场上的包膜肥料存在种类繁多、养分配比不合理、控释效果一般、制备工艺复杂等问题。目前包膜肥料包裹后需要通过加热的方式，将多余的水分或溶剂蒸发掉以达到固化的目的，工序多且操作比较麻烦，且喷涂前需对肥料进行预热。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种简单易制备复合包膜材料，提高控释膜的控释效果，同时结合光固化技术简化包膜肥料的合成工艺，降低成本。
为了实现上述的技术目的，本发明采用如下的技术方案。
一种包膜缓控肥料，包括肥料颗粒和肥料颗粒外的包膜层。具体的，肥料颗粒为任意肥料颗粒或者复合肥颗粒，在实际应用时，可以根据用途调配相应组分的比例。包膜层包括第一包膜层和第二包膜层，第一包膜层为环氧丙烯酸酯乳液光固化产物，第二包膜层为甲基丙烯酸羟乙酯封端的水性聚氨酯预聚体光固化产物。
如上述的一种包膜缓控肥料，所述第一包膜层的厚度为2-5mm，所述第二包膜层的厚度为2-5mm。
一种包膜缓控肥料的制备，包括以下步骤：
步骤一、分别制备第一包膜液和第二包膜液
第一包膜液的配制：
将24～28的双酚A型环氧树脂E51溶于丙二醇甲醚与正丁醇的混合溶剂中置于反应容器中，95℃条件下滴加8～15g的甲基丙烯酸和0.3g的催化剂四丁基溴化铵，搅拌反应2-3h，反应结束后加入水，高速搅拌乳化得到的水性环氧丙烯酸酯乳液。然后在室温下将相应的改性剂及光引发剂加入到乳液中，搅拌混合均匀即可得到第一包膜液。
具体的，改性剂为滑石粉、轻质碳酸钙和纳米氧化锌中的一种或几种任意比例混合，占包膜液总质量的0.5～1％，光引发剂为苯偶酰及其衍生物，用量为两种包膜液总量3～7％。
第二包膜液的配制
取32～36g蓖麻油真空抽湿，再加入20g异佛尔酮二异氰酸酯于75～80℃下反应2h，然后加入3g二羟甲基丁酸反应2h，再加入5g甲基丙烯酸羟乙酯反应2h，然后降温至45℃，加入2g三乙胺，高速搅拌，再加入水乳化，得到第二包膜液。
步骤二、制备包膜缓控肥料
取2kg粒径在2～5mm的肥料颗粒，将2kg第一包膜液喷涂于肥料颗粒表面，然后再将2kg第二包膜液喷涂于肥料颗粒表面，然后在距离肥料颗粒8-15cm的距离用紫外光照射10-15秒，第一包膜液层和第二包膜液层的厚度均为2～5mm。
第一包膜液和第二包膜液的喷涂速度为50g/min—60g/min。
一种包膜缓控肥料制备，包括以下步骤：
步骤一、分别制备第一包膜液和第二包膜液
第一包膜液的配制：
将24～28的双酚A型环氧树脂E51溶于16g丙二醇甲醚与8g正丁醇(质量比2：1)的混合溶剂中置于反应容器中，95℃条件下滴加8～15g的甲基丙烯酸和0.3g的催化剂四丁基溴化铵，搅拌反应2-3h，反应结束后加入20～25g的水，高速搅拌乳化1h得到的水性环氧丙烯酸酯乳液。然后在室温下将相应的改性剂及光引发剂加入到乳液中，搅拌混合均匀即可得到第一包膜液。
具体的，改性剂为滑石粉、轻质碳酸钙和纳米氧化锌中的一种或几种任意比例混合，占包膜液总质量的0.5～1％，光引发剂为苯偶酰及其衍生物，用量为两种包膜液总量3～7％。
第二包膜液的配制
取32～36g蓖麻油于四口瓶中110℃真空抽湿2h，再加入20g异佛尔酮二异氰酸酯于75～80℃下反应2h，然后加入3g二羟甲基丁酸反应2h，再加入5g甲基丙烯酸羟乙酯反应2h，然后降温至45℃，加入2g三乙胺，高速搅拌0.5h，再加入100～120g水乳化1.5h，得到第二包膜液。
步骤二、制备包膜缓控肥料
取2kg粒径在2～5mm的肥料颗粒，将2kg第一包膜液喷涂于肥料颗粒表面，然后再将2kg第二包膜液喷涂于肥料颗粒表面，然后在距离肥料颗粒8-15cm的距离用紫外光照射10-15秒，两层包膜液均厚度为2～5mm。
上述的肥料颗粒为任意肥料颗粒或者复合肥颗粒，在实际应用时，可以根据用途调配相应组分的比例。
水性环氧乳液特点是环保，力学性能高，固化收缩率小，优异的粘结性，耐酸碱性，缺点是成膜很脆柔韧性很差；而水性聚氨酯具有优异的柔韧性，耐磨性。两者相结合可以提高包膜材料的性能，而且可以根据性能需要，调控两者比例，性能具有可控性。
本发明采用双层薄膜可以提高肥料的控释效果，同时可以改变两种包膜液的比例来调节成膜效果(包括硬度、柔韧性、透光性等)，采用光固化的技术手段可以有效降低工艺成本。
附图说明
图1为环氧丙烯酸酯乳液的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式及附图，对本发明的技术方案进行进一步的描述，使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施。
本发明提供一种多层光固化包膜材料的制备，包括以下步骤：
一种多层光固化包膜材料的制备，包括以下步骤：
步骤一、分别制备第一包膜液和第二包膜液
第一包膜液的配制：
将24～28的双酚A型环氧树脂E51溶于16g丙二醇甲醚与8g正丁醇(质量比2：1)的混合溶剂中置于反应容器中，95℃条件下滴加8～15g的甲基丙烯酸和0.3g的催化剂四丁基溴化铵，搅拌反应2-3h，反应结束后加入20～25g的水，高速搅拌乳化1h得到的水性环氧丙烯酸酯乳液。然后在室温下将相应的改性剂及光引发剂加入到乳液中，搅拌混合均匀即可得到第一包膜液。
优选的，改性剂为滑石粉、轻质碳酸钙和纳米氧化锌中的一种或几种任意比例混合，占包膜液总质量的0.5～1％，光引发剂为苯偶酰及其衍生物，用量为两种包膜液总量3～7％。
第二包膜液的配制
取32～36g蓖麻油于四口瓶中110℃真空抽湿2h，再加入20g异佛尔酮二异氰酸酯于75～80℃下反应2h，然后加入3g二羟甲基丁酸反应2h，再加入5g甲基丙烯酸羟乙酯反应2h，然后降温至45℃，加入2g三乙胺，高速搅拌0.5h，再加入100～120g水乳化1.5h，得到第二包膜液。
步骤二、制备包膜缓控肥料
取2kg粒径在2～5mm的肥料颗粒，将2kg第一包膜液喷涂于肥料颗粒表面，然后再将2kg第二包膜液喷涂于肥料颗粒表面，然后在距离肥料颗粒8-15cm的距离用紫外光照射10-15秒，两层包膜液均厚度为2～5mm。
优选的，第一包膜液和第二包膜液的喷涂速度为50g/min—60g/min。
实施例1
一种包膜缓控肥料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、分别制备第一包膜液和第二包膜液
第一包膜液的制备
取24g环氧树脂E51于四口瓶中，加入16g丙二醇甲醚和8g正丁醇的混合溶剂，加热并搅拌使其充分溶解。升温至95℃，取11g甲基丙烯酸和0.3g四丁基溴化铵于恒压滴液漏斗，缓慢滴加2h，反应3h，降至室温加水20g乳化1h，得到环氧丙烯酸酯乳液，然后加入0.6g轻质碳酸钙和8g光引发剂苯偶酰混合均匀，得到第一包膜液。
第二包膜液的制备
先取32g蓖麻油于四口瓶中110℃真空抽湿2h，再加入20g异佛尔酮二异氰酸酯于75～80℃下反应2h，在加入3g二羟甲基丁酸反应2h，再加入5g甲基丙烯酸羟乙酯反应2h，然后降温至45℃，加入2g三乙胺，高速搅拌0.5h，再加入100～120g水乳化1.5h。
步骤二、制备包膜缓控肥料
选取2千克粒径在2～5mm的肥料颗粒放在沸腾式流化床内，缓慢升温至80℃，预热10min，将上述第一包膜液和第二包膜液包液各2kg分别先后从双流喷嘴喷涂到颗粒表面，喷涂速度为50g/min，然后在距离肥料颗粒8～15cm的距离用紫外光照射10～15秒，风干即可得到包膜缓控肥料。
所制备的包膜缓控肥料的养分释放期为60天。
实施例2
一种包膜缓控肥料的制备方法，其余和实施例1相同，区别在于步骤一，第一包膜液的制备中，甲基丙烯酸的用量为15g。
所制备的包膜缓控肥料的养分释放期为40天。
实施例3
一种包膜缓控肥料的制备方法，其余和实施例1相同，区别在于步骤一，第一包膜液的制备中，催化剂四丁基溴化铵的用量为0.15g。
所制备的包膜缓控肥料的养分释放期为40天。
实施例4
一种包膜缓控肥料的制备方法，其余和实施例1相同，区别在于步骤二，包膜液的喷涂速度为60g/min。
所制备的包膜缓控肥料的养分释放期为60天
实施例5
一种包膜缓控肥料的制备方法，其余和实施例1相同，区别在于步骤二，紫外光的照射时间为5～10秒。
所制备的包膜缓控肥料的养分释放期为20天。
实施例6
一种包膜缓控肥料的制备方法，其余和实施例1相同，第一包膜液用量2kg，第二包膜液用量1kg。
所制备的包膜缓控肥料的养分释放期为50天。
实施例7
一种包膜缓控肥料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、分别制备第一包膜液和第二包膜液
第一包膜液的制备
取28g环氧树脂E51于四口瓶中，加入16g丙二醇甲醚和8g正丁醇的混合溶剂，加热并搅拌使其充分溶解。升温至95℃，取8g甲基丙烯酸和0.3g四丁基溴化铵于恒压滴液漏斗，缓慢滴加2h，反应3h，降至室温加水25g乳化1h，得到环氧丙烯酸酯乳液，然后加入0.6g轻质碳酸钙和8g光引发剂苯偶酰混合均匀，得到第一包膜液。
第二包膜液的制备
先取36g蓖麻油于四口瓶中110℃真空抽湿2h，再加入20g异佛尔酮二异氰酸酯于75～80℃下反应2h，在加入3g二羟甲基丁酸反应2h，再加入5g甲基丙烯酸羟乙酯反应2h，然后降温至45℃，加入2g三乙胺，高速搅拌0.5h，再加入100～120g水乳化1.5h
步骤二、制备包膜缓控肥料
选取2千克粒径在2～5mm的肥料颗粒放在沸腾式流化床内，缓慢升温至80℃，预热10min，将上述第一包膜液和第二包膜液包液各2kg分别先后从双流喷嘴喷涂到颗粒尿素表面，喷涂速度为50g/min，然后在距离肥料颗粒8～15cm的距离用紫外光照射10～15秒，风干即可得到包膜缓控肥料。
所制备的包膜缓控肥料的养分释放期为50天。
实施例8
一种包膜缓控肥料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、分别制备第一包膜液和第二包膜液
第一包膜液的制备
取30g环氧树脂E51于四口瓶中，加入16g丙二醇甲醚和8g正丁醇的混合溶剂，加热并搅拌使其充分溶解。升温至95℃，取10g甲基丙烯酸和0.3g四丁基溴化铵于恒压滴液漏斗，缓慢滴加2h，反应3h，降至室温加水23g乳化1h，得到环氧丙烯酸酯乳液，然后加入0.6g轻质碳酸钙和8g光引发剂苯偶酰混合均匀，得到第一包膜液。
第二包膜液的制备
先取34g蓖麻油于四口瓶中110℃真空抽湿2h，再加入20g异佛尔酮二异氰酸酯于75～80℃下反应2h，在加入3g二羟甲基丁酸反应2h，再加入5g甲基丙烯酸羟乙酯反应2h，然后降温至45℃，加入2g三乙胺，高速搅拌0.5h，再加入100～120g水乳化1.5h
步骤二、制备包膜缓控肥料
选取2千克粒径在2～5mm的肥料颗粒放在沸腾式流化床内，缓慢升温至80℃，预热10min，将上述第一包膜液和第二包膜液包液各2kg分别先后从双流喷嘴喷涂到颗粒尿素表面，喷涂速度为50g/min，然后在距离肥料颗粒8～15cm的距离用紫外光照射10～15秒，风干即可得到包膜缓控肥料。
所制备的包膜缓控肥料的养分释放期为60天。
实验例
一、第一包膜液的红外测试：
制备溴化钾盐片，然后将实施例1步骤一制备的环氧丙烯酸酯乳液滴加在盐片上烘干进行测试。参见图1，为测试得到的红外光谱图，测试范围为4000～400cm-1，从图中可以看到3500cm-1处出现了一个羟基峰，1710cm-1是一个饱和脂肪酸酯C＝O吸收峰，说明的甲基丙烯酸中的羧基与环氧树脂中的环氧基发生了反应。然后917cm-1处的环氧吸收峰峰强很小，说明大部分环氧基都参加了反应，也说明环氧丙烯酸酯制备成功。
二、第一包膜液稳定性测试：
机械稳定性测试：在室温和3000r/min的速度下离心15min、30min、60min观察乳液是否出现分层、破乳现象
储存稳定性测试：将乳液室温储存，间隔一段时间观察是否出现分层
冻融稳定性测试：取10g左右的乳液于玻璃瓶中，盖好。先在-5℃下冻结24h，然后在20℃下放置8h，打开盖子，观察乳液是否分层、破乳现象，若没有继续重复上述步骤。
表1为实施中第一包膜液的机械稳定性、存储稳定性和冻融稳定性表，其制备方法和实施例相同，区别在于环氧树脂E51和甲基丙烯酸的比例。
表1第一包膜液的机械稳定性、存储稳定性和冻融稳定性表
| 序号 | n(E51):n(MAA) | 机械稳定性 | 储存稳定性(day) | 冻融稳定性 |
| 1 | 1：0.5 | 分层 | 5 | 0 |
| 2 | 1:1 | 分层 | 30 | 1 |
| 3 | 1:1.5 | 不分层 | 60 | 3 |
| 4 | 1:2 | 不分层 | 180 | 4 |
| 5 | 1:2.5 | 不分层 | 90 | 2 |
三、包膜缓控释肥料的缓控释性能测试：
在25℃的条件下，采用水浸泡法测试包膜缓控释肥料的养分释放期，以累积养分释放率达到80％时所需天数来表示。将一定量研制的包膜缓控释肥料放入水中，包膜缓控释肥料中养分通过包膜材料溶入到水中，一定天数后，分别测试氮、磷、钾的总含量，即按GB/T8572-2001标准测试氮的总含量，按GB/T8573-1999标准测试磷的总含量，按GB/T8574-1988标准测试钾的总含量。
表2为实施例1至实施例6的养分释放期。
表2实施例1至实施例5的养分释放期
| 实施例 | 养分释放期(天) |
| 1 | 60 |
| 2 | 40 |
| 3 | 40 |
| 4 | 60 |
| 5 | 20 |
| 6 | 50 |
实施例2甲基丙烯酸用量增加至15g后，肥料养分释放期降至40天，这主要因为甲基丙烯酸为亲水单体，亲水单体加入过多乳液成膜后耐水性会变差，在使用时会导致肥料养分释放增快，效果变差。
实施例3因为催化剂用量减少，会导致聚合反应不完全，接枝的甲基丙烯酸单体减少，乳液乳化以及成膜效果变差。
实施例4说明例1的喷涂速度已经足够达到使用要求了。
实施例5两层包膜会通过紫外光照射进行交联固化，紫外光照射时间不够，固化不充分，涂膜效果会变差。
环氧丙烯酸酯乳液成膜硬而脆，柔韧性很差，水性聚氨酯乳液可以改善成膜的柔韧性，可以延长包膜肥料释放期，第二包膜液用量减少会导致涂膜效果不好。
本发明提供的技术方案，不受上述实施例的限制，凡是利用本发明的结构和方式，经过变换和代换所形成的技术方案，都在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种包膜缓控肥料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、分别制备第一包膜液和第二包膜液
第一包膜液的配制：
将24～28g的双酚A型环氧树脂溶于丙二醇甲醚与正丁醇的混合溶剂中，95℃条件下滴加8～11g的甲基丙烯酸和0.3g的催化剂四丁基溴化铵，搅拌反应2-3h，反应结束后加入水，高速搅拌乳化得到的水性环氧丙烯酸酯乳液，然后在室温下将相应的改性剂及光引发剂加入到乳液中，搅拌混合均匀即可得到第一包膜液；
改性剂为滑石粉、轻质碳酸钙和纳米氧化锌中的一种或几种任意比例混合；光引发剂为苯偶酰及其衍生物；
第二包膜液的配制
取32～36g蓖麻油真空抽湿，再加入20g异佛尔酮二异氰酸酯于75～80℃下反应2h，然后加入3g二羟甲基丁酸反应2h，再加入5g甲基丙烯酸羟乙酯反应2h，然后降温至45℃，加入2g三乙胺，高速搅拌，再加入水乳化，得到第二包膜液；
步骤二、制备包膜缓控肥料
取2kg肥料颗粒，将2kg第一包膜液喷涂于肥料颗粒表面，然后再将2kg第二包膜液喷涂于肥料颗粒表面，然后在距离肥料颗粒8-15cm的距离用紫外光照射10-15秒，第一包膜液层和第二包膜液层的厚度均为2～5mm；
第一包膜液和第二包膜液的喷涂速度为50g/min—60g/min。
2.如权利要求1的一种包膜缓控肥料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、分别制备第一包膜液和第二包膜液
第一包膜液的配制：
将24～28g的环氧树脂E51溶于16g丙二醇甲醚与8g正丁醇(质量比2：1)的混合溶剂中置于反应容器中，95℃条件下滴加8～11g的甲基丙烯酸和0.3g的催化剂四丁基溴化铵，搅拌反应2-3h，反应结束后加入20～25g的水，高速搅拌乳化1h得到的水性环氧丙烯酸酯乳液，然后在室温下将相应的改性剂及光引发剂加入到乳液中，搅拌混合均匀即可得到第一包膜液；
具体的，改性剂占包膜液总质量的0.5～1％，光引发剂用量为两种包膜液总量3～7％；
第二包膜液的配制
取32～36g蓖麻油于四口瓶中110℃真空抽湿2h，再加入20g异佛尔酮二异氰酸酯于75～80℃下反应2h，然后加入3g二羟甲基丁酸反应2h，再加入5g甲基丙烯酸羟乙酯反应2h，然后降温至45℃，加入2g三乙胺，高速搅拌0.5h，再加入100～120g水乳化1.5h，得到第二包膜液；
步骤二、制备包膜缓控肥料
将2kg第一包膜液喷涂于肥料颗粒表面，然后再将2kg第二包膜液喷涂于肥料颗粒表面，然后在距离肥料颗粒8-15cm的距离用紫外光照射10-15秒，两层包膜液层的厚度均为2～5mm；
第一包膜液和第二包膜液的喷涂速度为50g/min—60g/min。
3.一种由权利要求1或2的包膜缓控肥料的制备方法制备的包膜缓控肥料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910696527.5A CN110483165B (zh) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | 一种包膜缓控肥料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910696527.5A CN110483165B (zh) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | 一种包膜缓控肥料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110483165A CN110483165A (zh) | 2019-11-22 |
| CN110483165B true CN110483165B (zh) | 2021-08-31 |
Family
ID=68548810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910696527.5A Active CN110483165B (zh) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | 一种包膜缓控肥料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110483165B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111138715A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-12 | 中航复合材料有限责任公司 | 一种紫外光固化环氧丙烯酸酯微胶囊化聚磷酸铵方法 |
| CN111771498B (zh) * | 2020-07-30 | 2022-03-08 | 江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所 | 一种双季稻机插侧深施肥方法 |
| CN115448794A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-12-09 | 安徽司尔特化肥科技有限公司 | 一种控释肥包膜材料的制备及包膜方法 |
| CN116042000B (zh) * | 2023-01-06 | 2023-11-28 | 山东农业大学 | 一种利用可见光固化水产废弃物的包膜控释肥料及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103449913A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-18 | 湖北富邦科技股份有限公司 | 一种缓/控释肥料用交替式光固化包膜滚筒 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100457694C (zh) * | 2007-02-12 | 2009-02-04 | 山东省农业科学院土壤肥料研究所 | 一种生物可降解型自控缓释肥料及其制备方法 |
| CN101328097B (zh) * | 2008-06-20 | 2012-03-07 | 钟成虎 | 一种复合膜控释肥及其有机聚合物包衣材料 |
| CN100548934C (zh) * | 2008-09-04 | 2009-10-14 | 山东金正大生态工程股份有限公司 | 一种改性热固性树脂包膜复混肥 |
| CN101648837B (zh) * | 2009-09-11 | 2012-09-05 | 中国海洋石油总公司 | 一种聚氨酯包膜控释肥料及其制备方法 |
| CN101759497B (zh) * | 2009-11-20 | 2012-08-29 | 山东金正大生态工程股份有限公司 | 一种聚氨酯树脂包膜控释肥 |
| CN102320883B (zh) * | 2011-06-22 | 2014-08-13 | 冯岁寒 | 聚氨酯/环氧树脂复合材料包膜控释肥料及其制备方法 |
| CN103044169B (zh) * | 2012-05-15 | 2014-05-14 | 山东农业大学 | 以不饱和聚酯树脂包膜的控释肥料及其生产方法 |
| CN102795923B (zh) * | 2012-07-26 | 2013-12-11 | 山东农业大学 | 一种环氧大豆油改性树脂包膜控释肥料及其制备方法 |
| CN102850132B (zh) * | 2012-09-24 | 2014-03-26 | 菏泽金正大生态工程有限公司 | 冬小麦专用机施控释肥料的制备方法 |
| CN103342910B (zh) * | 2013-06-14 | 2015-11-25 | 湖北富邦科技股份有限公司 | 可降解光固化包膜材料及其在包膜缓/控释肥料中的应用 |
| CN103449912B (zh) * | 2013-08-26 | 2015-08-12 | 湖北富邦科技股份有限公司 | 一种缓/控释肥料用同步式光固化包膜滚筒 |
| CN103951503B (zh) * | 2014-04-16 | 2016-05-11 | 武汉盛大神农生物工程有限公司 | 一种包膜控释肥料的制备方法 |
| CN104151520B (zh) * | 2014-07-22 | 2016-09-07 | 武汉诺唯凯生物材料有限公司 | 一种基于植物油脂增塑剂的改性淀粉制备方法 |
| CN104163727B (zh) * | 2014-09-03 | 2023-04-25 | 南京轩凯生物科技股份有限公司 | 一种含聚谷氨酸的树脂包膜控释肥及其制备方法 |
| CN104529634A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-04-22 | 淄博正大节能新材料有限公司 | 聚氨酯包膜缓释肥及其制备方法 |
| CN108586060B (zh) * | 2018-06-25 | 2021-08-13 | 山东农业大学 | 一种以聚烯烃蜡为底涂层的功能型复合包膜控释肥及其生产方法 |
| CN109824444B (zh) * | 2019-04-08 | 2022-04-12 | 山东农业大学 | 一种光固化的包膜控释肥料及其制备方法 |
-
2019
- 2019-07-30 CN CN201910696527.5A patent/CN110483165B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103449913A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-18 | 湖北富邦科技股份有限公司 | 一种缓/控释肥料用交替式光固化包膜滚筒 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Biodegradable polyester coated mulch paper for controlled release of fertilizer;Bi SW et al;《JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION》;20210420;第24卷;第126348号 * |
| Nano-soy-protein microcapsule-enabled self-healing biopolyurethane-coated controlled-release fertilizer: preparation, performance, and mechanism;Yu Z et al;《MATERIALS TODAY CHEMISTRY》;20210630;第20卷;第100413号 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110483165A (zh) | 2019-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110483165B (zh) | 一种包膜缓控肥料及其制备方法 | |
| CN104311253B (zh) | 一种壳聚糖缓释肥料微球及其制备方法 | |
| Liu et al. | Environmentally friendly slow-release urea fertilizers based on waste frying oil for sustained nutrient release | |
| Ma et al. | Siloxane and polyether dual modification improves hydrophobicity and interpenetrating polymer network of bio-polymer for coated fertilizers with enhanced slow release characteristics | |
| Azeem et al. | Review on materials & methods to produce controlled release coated urea fertilizer | |
| CN100457694C (zh) | 一种生物可降解型自控缓释肥料及其制备方法 | |
| Jarosiewicz et al. | Controlled-release NPK fertilizer encapsulated by polymeric membranes | |
| Liu et al. | Bio-based large tablet controlled-release urea: synthesis, characterization, and controlled-released mechanisms | |
| Yang et al. | Biobased polymer composites derived from corn stover and feather meals as double-coating materials for controlled-release and water-retention urea fertilizers | |
| CN103387456B (zh) | 一种聚合物包膜控释农药颗粒剂及其制备方法 | |
| CN100369871C (zh) | 一种肥料的包膜组合物与使用这种组合物生产包膜肥料的方法与所得到的包膜肥料 | |
| CN108586060B (zh) | 一种以聚烯烃蜡为底涂层的功能型复合包膜控释肥及其生产方法 | |
| CN101323545A (zh) | 可降解型聚合物包膜控释肥料及其制备方法与专用包膜材料 | |
| CN101328097B (zh) | 一种复合膜控释肥及其有机聚合物包衣材料 | |
| CN104876679A (zh) | 一种粗制生物炭缓释肥料及其制备方法 | |
| CN101747123A (zh) | 一种聚氨酯聚脲包膜肥料的制备方法 | |
| CN105016874A (zh) | 一种秸秆液化包膜液及其制备方法与应用 | |
| CN102584471B (zh) | 有机硅水溶长效复合肥及制备方法 | |
| CN104804141A (zh) | 一种增肥保水液态地膜及其制备方法 | |
| CN105461429A (zh) | 包膜缓控释肥及其制备方法 | |
| WO2023109674A1 (zh) | 一种聚氨酯用生物基多元醇、包膜液及其包膜控释肥 | |
| CN101244966B (zh) | 一种生物可降解型多功能自控缓释肥料及其制备方法 | |
| CN101172913A (zh) | 一种聚合物包膜控释肥料及其制备方法 | |
| CN103964970B (zh) | 一种废旧纸改性包膜控释肥料及其制备方法 | |
| CN109867563A (zh) | 一种具有保水功能的缓控释肥料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220411 Address after: 441300 Qinlao community, Lishan Town, suixian County, Suizhou City, Hubei Province Patentee after: HUBEI MAOSHENG BIOLOGY Co.,Ltd. Address before: 430000 No.368 Youyi Avenue, Wuchang District, Wuhan City, Hubei Province Patentee before: Hubei University Patentee before: HUBEI MAOSHENG BIOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A coated slow control fertilizer and its preparation method Effective date of registration: 20220614 Granted publication date: 20210831 Pledgee: Bank of China Limited Suizhou Branch Pledgor: HUBEI MAOSHENG BIOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980007755 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230621 Granted publication date: 20210831 Pledgee: Bank of China Limited Suizhou Branch Pledgor: HUBEI MAOSHENG BIOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980007755 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A coated slow-release fertilizer and its preparation method Effective date of registration: 20230629 Granted publication date: 20210831 Pledgee: Bank of China Limited Suizhou Branch Pledgor: HUBEI MAOSHENG BIOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980046189 |