CN112601730A - 肥料涂覆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用涂料涂覆肥料颗粒的方法，所述方法包括在涂覆单元中提供肥料颗粒，通过向所述涂覆单元中的所述肥料颗粒施加一种或多种涂料组分来施加涂层的一个或多个步骤，以及至少部分地固化或硬化所述涂层，其中所述固化或硬化涉及所述一种或多种涂料组分的化学反应，任选地在最终固化或硬化步骤之后从所述涂覆单元排出所涂覆的肥料颗粒，其中所述涂覆单元包括固定框架和至少两个能够移动的元件。

Description

肥料涂覆方法
技术领域
本发明涉及涂覆颗粒的方法，并且具体地讲涉及涂覆肥料颗粒的方法。
背景技术
许多肥料作为粒状物质使用，并且为水溶性的，诸如例如含尿素肥料。控释肥料可用于提供肥料从颗粒的持续释放。持续释放可有助于更有效地利用肥料。此类肥料可例如通过向肥料颗粒施加涂料而制得。例如，US 2014/0033779描述了一种涂覆基材的方法，其中将基材物质和涂料物质混合，并且在单独的反应器中固化经涂覆的混合物。第US 779号专利还提及，利用单个转筒或反应器(即间歇加工)生产控释肥料的方法为功能性的和常用的，但是与若干问题相关联，诸如产生经涂覆的物质的团块或球的风险。
US 5538531描述了制备控释粒状肥料的方法，该方法涉及加热肥料颗粒，搅拌这些颗粒使得保持温和混合，添加多元醇，在多元醇组分均匀铺展之后添加多异氰酸酯，使这些组分反应，并且添加蜡。
此外，现有的肥料涂覆方法相对昂贵，尤其是因为涂覆步骤为肥料的生产增加了单独的加工步骤。涂覆步骤通常需要较长的加工时间，因此涉及大型设备，这导致高资金和运营成本。尽管对于特殊涂料和园艺而言可接受较高的价格，但是低成本对于大田农作物诸如玉米(玉蜀黍)而言是重要的。
因此，需要用于涂覆颗粒具体地讲肥料颗粒的方法。具体地讲，需要以竞争性价格涂覆肥料的方法，以产生适用于大田商品农作物的有效施肥的控释肥料。
在一个方面，本发明的目的为提供至少部分地解决上述问题和期望的涂覆方法。
发明内容
在第一方面，本发明涉及一种用涂料涂覆肥料颗粒的方法，其中所述方法包括：
a)在涂覆单元中提供肥料颗粒，
b)施加涂层的步骤(步骤b)，所述步骤包括：
向涂覆单元中的所述肥料颗粒施加一种或多种涂料组分，以提供包含涂层和所述肥料颗粒的所涂覆的肥料颗粒，
以及至少部分地固化或硬化该涂层，其中所述固化或硬化涉及所述一种或多种涂料组分的化学反应，
其中进行一次或多次步骤b)以提供所涂覆的肥料颗粒，以及
c)从所述涂覆单元中排出所涂覆的肥料颗粒，或在所述涂覆单元中进行所涂覆的肥料颗粒的最终固化或硬化并且随后从所述涂覆单元中释放所述肥料颗粒，其中所排出的肥料颗粒包含所述涂料，其中所述涂料优选地包含水不溶性聚合物，
其中涂覆单元包括固定框架和至少两个能够移动的元件，其中所述能够移动的元件能够相对于框架独立地移动，并且其中所述方法包括在至少步骤b)期间相对于该框架移动所述至少两个能够移动的元件。
附图说明
图1示意性地示出了可用于本发明方法的示例涂覆单元。
图2示出了用根据本发明的方法制备的肥料颗粒的用实验方法获得的尿素释放速率，其中涂料组合物具有不同的反应性时间值。
图3示出了根据本发明方法涂覆的两种肥料的和根据比较方法用转鼓式涂布机涂覆的两种肥料的用实验方法获得的尿素释放时间曲线。
具体实施方式
本发明广义地提供了将其中待涂覆的颗粒保持运动的涂覆单元中的短停留时间与包括两个能够移动的元件的涂覆单元组合，并且优选地还与具有短固化或硬化时间的涂料组合物组合的明智见解。
本发明提供了一种方法，该方法涉及在该涂覆单元中进行该一种或多种涂料组分的化学反应，同时使颗粒保持运动，以便至少部分地固化或硬化该涂料。有利的是，这允许高通量和快速的涂覆过程，而不会使肥料颗粒附聚并且不会在涂覆单元中形成固体沉积物。
本发明涉及涂覆肥料颗粒的方法。这些肥料颗粒也可被称为颗粒状肥料。待涂覆的颗粒和/或涂覆之后的颗粒具有例如0.10mm至20mm(诸如0.5mm至15mm或1.5mm至5mm)的粒度。这些颗粒例如具有在该范围内的重均粒度，或者例如其中至少90重量％的颗粒具有在该范围内的粒度，其中颗粒的尺寸是指例如最小尺寸。这些颗粒为例如颗粒状或粒状肥料，或粒化、锭剂化或压实的肥料物质。任选地，该方法包括诸如用造粒塔、制粒单元(例如用喷出床或流化床)或用制粒机将液体肥料物质凝固成待涂覆的肥料颗粒的步骤，尤其是如果肥料为尿素肥料或含尿素肥料。优选地，在该凝固步骤中，例如使用冷却空气冷却熔体(诸如尿素熔体)。优选地，在凝固步骤和涂覆步骤之间，将颗粒保持在高于50℃或高于60℃的温度处。
待涂覆的颗粒包含肥料物质(或由肥料物质组成)。该肥料物质为例如氮肥物质，并且包含例如至少10重量％、至少20重量％或至少30重量％的量的氮(基于N原子)。该肥料物质可例如包含尿素和/或铵盐，诸如硫酸铵和硝酸铵，并且包含例如小于10重量％或小于5重量％的除尿素和铵盐之外的组分。优选地，该肥料物质包含尿素，诸如至少50重量％的尿素，并且优选地具有至少40重量％的N或至少46重量％的N的尿素肥料。该肥料物质还可包含K(钾)、Ca(钙)、P(磷)和/或S(硫)(基于元素组成)，例如作为硫酸盐和/或磷盐(phosphor salt)，任选地与N组合，例如作为尿素和/或氨。该肥料物质通常为水溶性的，使得当将肥料颗粒施用在土地上时，将肥料元素(诸如N、P和S、K、Ca)作为溶解的物质提供给农作物，并且任选地另外提供Zn和/或其他微量营养素。
本发明的方法涉及用涂料涂覆肥料颗粒。因此，所涂覆的颗粒(如在涂覆方法之后获得的)包含肥料颗粒以及部分或完全覆盖这些肥料颗粒的涂料物质的外层。
该涂层提供例如肥料物质的控释，尤其是当将肥料施用在土地上(土壤中)并且与水接触时。该涂层还可提供肥料物质的缓释。在此类实施方案中，肥料物质例如通过水解、通过生物降解、或通过有限的溶解度或通过它们的组合从颗粒中释放。肥料物质释放是指植物可用的营养物质的释放。
该涂料优选地包含聚合物，并且更优选地包含水不溶性聚合物。该聚合物例如在100kPa和20℃处在去离子水中具有小于0.10g/L的溶解度。使用D.Braun等人的“PracticalMacromolecular Organic Chemistry”(CRC Press，1984年，第73页)中给出的方法，该聚合物例如在20℃处不溶于去离子水中，其中将30mg至50mg细分聚合物样本放置于具有1mL液体的小试管中，并且使其静置若干小时。
该涂料物质为例如水不可渗透的或半渗透的。优选地，该涂料物质保护涂料内部的肥料免受土壤过程的影响，直至释放。
在一些实施方案中，水和溶质可通过扩散渗透穿过该涂料。扩散所需的时间可提供肥料营养物质从所涂覆的颗粒到土壤中的期望释放速率。这样，涂料可提供控释。
在一些实施方案中，涂料物质为半渗透的(例如水可渗透但肥料物质诸如尿素不可渗透)，并且在施用在土地上时，水由于渗透而通过涂料进入，从而造成肥料物质芯溶胀。这可导致涂料开裂和/或肥料物质通过涂料中的孔移动。这样，可实现涂料物质的持续释放和/或延迟释放。
基于总颗粒重量，该涂料物质例如总计至少0.0010重量％，诸如0.10重量％至10重量％，并且/或者每个涂层为例如0.2重量％至5重量％，或0.3重量％至3.0重量％，或0.3重量％至1.5重量％，或0.5重量％至1.2重量％，诸如每个涂层为1.0重量％至3重量％。总涂层和/或每个涂层的涂料厚度例如在1.0μm至50μm的范围内，但其他厚度也是可能的。
存在于所涂覆的颗粒中的涂料物质为例如聚合物，并且在涂覆方法期间施加于肥料颗粒的涂料组合物是例如树脂。
优选地，从涂覆单元释放的颗粒的涂料包含聚合物。优选地，该聚合物为交联的。优选地，该聚合物为热固性的，或者热塑性的。
该方法涉及在涂覆单元中提供肥料颗粒，例如将颗粒进料到涂覆单元中，具体地进料到旋转容器中。该涂覆单元被构造成用于接收待涂覆的肥料颗粒。该涂覆单元包括例如用于接收和保持肥料颗粒的容器。此类容器优选地具有壁和内部空间，其中该内部空间能够接收肥料颗粒。
该方法可包括在将肥料颗粒引入涂覆单元中之前，将肥料颗粒筛选至期望的尺寸范围。
该方法还可包括在将肥料颗粒引入涂覆单元中之前将它们预热，诸如预热到高于环境温度至少30℃、至少40℃、至少50℃或至少60℃的温度，并且/或者预热到高于环境温度至少5℃、至少10℃或至少20℃的温度，并且通常预热到低于100℃或低于80℃的温度。
该方法包括施加涂层的步骤。可进行一次或多次该步骤以提供具有一层或多层涂层的所涂覆的肥料颗粒。
施加涂层的步骤涉及提供具有涂层的肥料颗粒。该步骤包括在颗粒处于该涂覆单元中时，向肥料颗粒施加一种或多种涂料组分。此外，在施加涂层的此类步骤期间，可将其他化合物诸如溶剂施加到肥料颗粒上，但在优选的实施方案中不使用溶剂。该方法还可涉及将附加涂层施加到颗粒的附加步骤，诸如其中施加蜡层的步骤。在施加涂层的指定步骤中，可例如同时或随后施加涂料组分和任选的另外的化合物。例如，随后诸如逐步施加至少两种涂料组分，其中这些涂料组分具有不同的组成。每种涂料组分也可以为化合物的混合物。这些涂料组分通常作为液体(这可包括例如乳液、溶液和分散体，以及聚合物熔体)例如通过注射诸如通过喷涂液体来施加。这样，提供了包含涂层的肥料颗粒并且肥料颗粒作为芯。因此，所施加的一种或多种涂料组分作为(另外的)层存在于肥料颗粒上。
在优选的实施方案中，当施加时，至少一种或所有涂料组分在25℃处具有小于2000mPa·s或小于1000mPa·s的粘度，并且通常在25℃处具有大于100mPa·s的粘度。粘度例如根据ISO 3219:1993测量。
优选地，将该一种或多种涂料组分添加到肥料颗粒床中，其中该床通过涂覆单元的能够移动的元件的运动提供，具体地讲通过滚动作用或通过颗粒与颗粒的接触提供。优选地，该床为提升的颗粒床，其中肥料颗粒通过能够移动的元件的运动提升。对涂覆单元优选地进行操作，使得内部空间中的所有物质保持恒定运动。优选地，对涂覆单元进行操作，使得气载颗粒在多个方向上连续移动。在一些实施方案中，在除空气之外的气氛(例如惰性气氛，诸如N2)中进行涂覆步骤。例如，对涂覆单元进行操作，使得至少一些颗粒为“气载”颗粒(例如气载颗粒)，并且其中这些颗粒通常在多个方向上连续移动。这可有助于克服重力效应，并且可抵消粒度、形状和密度的限制，以在短混合循环中实现涂料组分与颗粒的均匀混合。
基于未涂覆的肥料颗粒的物质的体密度，将肥料颗粒例如以容器的内部空间的大于10体积％或大于20体积％或大于40体积％或大于60体积％和/或小于95体积％或小于90体积％或小于80体积％，诸如60体积％至90体积％，优选地75体积％至90体积％、所有体积的量引入容器中。基于体密度的体积分数意指未涂覆的颗粒的本体床(包括床中的空隙空间)占据内部空间的所述体积分数。例如，对于尿素颗粒或含尿素颗粒，可使用720kg/m3至820kg/m3(例如770kg/m3)的体密度。基于肥料物质(无涂料)真密度，填充率为内部空间体积的例如大于10％或大于20％或大于30％和/或小于60％或小于50％。该填充分数可有助于在步骤b)期间形成提升的床并且有助于涂料组分的良好分布。
优选地，该涂料组分不含溶剂，例如包含小于5重量％的水，诸如小于1.0重量％的水以及小于5重量％或小于1.0重量％的有机溶剂，其中有机溶剂为例如沸点低于120℃的有机化合物。优选地，在整个方法中，基于无涂料的肥料颗粒的重量，施加小于1.0重量％的水和/或小于1.0重量％的有机溶剂。优选地，避免使用水，因为许多肥料为水溶性的。优选地，避免有机溶剂以避免排放风险并且符合排放标准和其他规定。
优选地，该涂料组分包含小于40重量％或小于20重量％或小于10重量％的除用于在步骤b)期间进行的化学反应的反应物之外的组分。优选地，每种涂料组分包含大于50重量％或大于80重量％的用于进行固化或硬化的化学反应的反应物。优选地，每种涂料组分包含小于10重量％的在排出时不包含在所涂覆的肥料颗粒中的化合物。
在其中该涂料组分中的一种或多种涂料组分包含聚合物或为聚合物的实施方案中，该聚合物涂料组分优选地作为液体诸如聚合物熔体施加，例如在充分高于聚合物的玻璃化转变温度的温度处施加，使得该聚合物具有足够低的粘度使得其能够被加工。
该方法还涉及至少部分地固化或硬化所施加的一种或多种涂料组分。在涂覆单元中进行这种至少部分固化或硬化，并且例如确保最终涂料包括优选的水不溶性涂料。
固化或硬化包括该一种或多种涂料组分的化学反应。在涂覆单元中进行该化学反应，并且更具体地讲，在能够移动的元件中的至少一个能够移动的元件处于运动中时进行该化学反应。该化学反应例如使涂层的粘度增加。在一些实施方案中，该化学反应涉及形成分子量高于反应物的化合物。该化学反应例如涉及聚合物的聚合和/或交联。
在步骤b)中部分固化或硬化的情况下，在所涂覆的肥料颗粒从涂覆单元中排出之前和/或之后，随后进行最终固化或硬化。例如在用于步骤b)的涂覆单元中进行最终固化。
硬化和固化可包括通过该一种或多种涂料组分的化学反应将添加到肥料颗粒中的一种或多种液体涂料组分凝固成固体涂覆物质。在固化的情况下，该化学反应包括例如交联反应以得到热固性聚合物。在硬化的情况下，该化学反应通常不涉及交联，并且该化学反应通常产生热塑性聚合物。在仅施加一种涂料组分的实施方案中，该组分可例如在聚合反应中与其自身进行反应。
根据反应性固化或硬化，该一种或多种涂料组分例如包括引发剂和/或催化剂，诸如聚合引发剂(例如，自由基引发剂或阳离子引发剂)和聚合催化剂。
所涂覆的肥料颗粒和/或涂覆物质可包含附加组分。该附加组分包括例如选自润湿剂、表面活性剂、生物杀灭剂、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、抗静电剂和微量营养素中的一者或多者。微量营养素例如选自Fe、Mn、Zn、Cu、Mo、Ni、Cl、Mg和B。
例如在施加涂层的该一个或多个步骤期间施加此类附加组分，例如作为该一种或多种涂料组分的一部分或作为在步骤b)和/或步骤c)期间添加的附加组分。
涂料可包含蜡，该蜡例如作为在步骤b)期间固化或硬化的涂层之间的层和/或作为最终层施加。该蜡为例如烯烃蜡，更优选地α-烯烃蜡，诸如具有至少20个或至少30个碳原子，或例如具有例如20个至40个碳原子的烃(诸如烷烃)。该蜡为例如石蜡、凡士林蜡或聚酰胺蜡，并且/或者为例如微晶蜡。
该方法还包括任选地在最终固化步骤或最终硬化步骤之后，从涂覆单元中排出所涂覆的肥料颗粒。最终硬化步骤可例如包括未反应单体的蒸发或冷却，以及/或者最终硬化化学反应步骤。任选的最终固化步骤可包括允许存在于所施加的涂层中的涂料组分进一步反应。最终固化步骤可涉及聚合物涂覆物质的交联。所排出的肥料颗粒包含涂料和涂覆物质。施加任选的最终硬化步骤，以使颗粒处于排出条件下，具体地讲这些颗粒为非粘性，具有足够的机械/压碎强度以供处理、包装和储存。
该方法任选地包括在释放所涂覆的肥料颗粒之后的一个或多个步骤，诸如冷却步骤、包装步骤、计量步骤和/或储存步骤。冷却步骤例如使用冷却空气。将所涂覆的肥料颗粒例如悬浮在冷却空气中。包装步骤例如包括将肥料颗粒包装在袋或容器中。计量步骤可涉及将所涂覆的肥料颗粒流分成定量的批次，此类批次可在有包装或无包装的情况下例如转移到载具或船上。
例如以间歇过程或以连续过程进行涂覆方法。该方法为例如间歇过程，该间歇过程例如产生多个涂层，其中在同一涂覆单元中(例如，在同一容器中)进行施加涂层的两个或更多个步骤。同样对于间歇过程，可在例如至少10秒或至少30秒内连续添加该一种或多种组分。在一个示例过程中，两个或更多个间歇涂覆单元并联操作，其中并联涂覆单元每次执行彼此不同的步骤。在此类实施方案中，以所谓的间歇-连续或半连续模式进行该方法。例如，该方法可涉及用肥料颗粒填充第一涂覆单元，同时第二涂覆单元进行该方法的除填充之外的另一步骤。这样，在具有并联的两个或更多个涂覆单元的情况下，可在任何时候用接收未涂覆的肥料颗粒的并联涂覆单元中的至少一者来加工连续进料的肥料颗粒。在此类实施方案中，该方法涉及例如在单个并联涂覆单元中在肥料颗粒上施加待施加的涂层总数(诸如1层、2层、3层或更多层)。
在其中该方法作为连续过程进行的示例实施方案中，在串联布置的如本文所述的不同涂覆单元中施加两层或更多层涂层，每个涂覆单元例如具有容器和转子，其中该方法包括将肥料颗粒从用于施加第一涂层的第一涂覆单元传送至用于施加第二涂层的第二涂覆单元。可例如用移动带进行此类传送，或者例如将涂覆单元放置在彼此的顶部上并且通过重力进行传送。该连续过程可涉及将肥料颗粒连续供应到第一涂覆单元，并且将具有涂层的肥料颗粒从第一涂覆单元转移至下游的第二涂覆单元，并且从第二涂覆单元取出具有附加涂层的肥料颗粒。在另一些实施方案中，所述的两个或更多个涂覆单元串联使用，其中在所述涂覆单元中的不同涂覆单元中逐步施加不同的涂层，并且其中传送涉及将一批所涂覆的肥料颗粒至少从第一涂覆单元传送至下游的第二涂覆单元。
该涂覆单元包括固定框架和至少两个能够移动的元件，该至少两个能够移动的元件包括第一能够移动的元件和第二能够移动的元件。该涂覆单元能够接收待(另外的)涂覆的肥料颗粒。该能够移动的元件被构造用于在涂覆过程期间移动肥料颗粒。第一能够移动的元件和第二能够移动的元件可各自相对于框架移动，并且通常可以独立方式相对于框架移动。该方法包括在至少步骤b)期间，优选地在与肥料颗粒接触时，相对于框架移动该至少两个能够移动的元件。优选地，第一能够移动的元件和第二能够移动的元件也相对于彼此移动。第一能够移动的元件和第二能够移动的元件例如彼此独立地移动并且独立地以旋转和/或往复运动移动。
该能够移动的元件的移动可使肥料颗粒在步骤b)期间移动。这可有助于所添加的一种或多种涂料组分彼此良好混合，并且有助于与肥料颗粒良好混合。移动能够移动的元件还可避免或防止在涂覆过程期间形成团块，诸如涂覆物质和肥料颗粒的团块。
固定框架用于安装能够移动的元件和例如致动器诸如马达。固定框架可包括静止壳体。
优选地，第一能够移动的元件包括容器或为容器。该容器具有壁和内部空间。该壁具有例如底部部分以及一个或多个侧部部分。该壁可例如在底部处设置有可闭合的出口孔，以排出所涂覆的肥料颗粒。该容器例如在顶部处用作为涂覆单元的一部分的盖板闭合。该盖板可包括用于肥料颗粒的入口开口，并且例如设置有用于一种或多种涂料组分的一个或多个喷雾嘴。该入口开口也可由开口管提供。该开口管例如用于将涂料组分滴落在颗粒床中。该内部空间用于容纳颗粒的方法中，例如通过将肥料颗粒接收并保持在内部空间的自由空间中。在该方法期间，该容器例如旋转并且/或者设置有往复运动，其中旋转或往复运动例如在水平或竖直方向上。该方法涉及例如在该容器保持肥料颗粒具体地讲保持在内部空间内时围绕旋转轴线旋转容器。优选地，在所述旋转期间进行至少步骤b)。该容器的旋转提供例如步骤b)期间肥料颗粒的滚动。优选地，颗粒在该容器中持续保持运动(诸如通过使容器旋转)，直至排出。
该容器为例如圆柱形的并且为例如盘。该容器在垂直于旋转轴线的平面中具有例如圆形横截面。该容器例如连接到第一致动器，诸如马达。第一致动器例如设置在框架中并且被构造成用于使该容器相对于框架移动。
该涂覆单元还可包括刮刀，该刮刀例如相对于框架固定，或者例如可在容器旋转时相对于框架保持固定。该刮刀可用于从旋转的容器壁刮除固体物质。该刮刀还可有助于在操作期间搅拌颗粒。该刮刀布置在容器壁和/或容器底部附近(例如1mm至10mm的间隙，诸如1mm至5mm的间隙)，并且优选地布置在容器的优选的倾斜的上侧上。该刮刀能够相对于容器壁移动。在一个优选的实施方案中，该容器具有底部和侧壁，其中该涂覆单元还包括刮刀，该刮刀在至少步骤b)期间相对于框架固定，其中该刮刀被布置用于从容器的侧壁和/或从底部刮除物质。
在一个优选的实施方案中，第二能够移动的元件为搅拌构件或包括搅拌构件。该搅拌构件布置在容器的内部空间中，并且例如被构造用于在内部空间中旋转和/或往复运动。该方法优选地包括在至少步骤b)期间以及在旋转容器的同时并且更优选地在步骤b)期间连续地移动该搅拌构件。这样，当颗粒设置有该一种或多种涂料组分时，该搅拌构件在步骤b)期间与肥料颗粒接触。该搅拌构件为例如混合工具。该搅拌构件的移动可有助于颗粒的混合以及/或者帮助避免形成团块。在一些实施方案中，该搅拌构件例如被布置用于在步骤b)期间的任何给定时间保持很大一部分(例如，多于30数量％)或大部分颗粒悬浮在空气中(不与容器接触)。在步骤b)期间，单个颗粒例如往返于容器壁和搅拌构件而反弹。
该搅拌构件例如连接到致动器，诸如设置在框架中用于使搅拌构件相对于框架运动的第二致动器，其中运动可以为旋转。可独立于该容器的速度和移动来优选地控制该搅拌构件的速度和移动。
更优选地，该搅拌构件为转子。该转子包括例如轴以及一个或多个叶片。该叶片可被设置作为桨叶。该叶片或桨叶优选地围绕该轴成角度地均匀间隔开。该方法包括例如在至少步骤b)期间在旋转该容器的同时使该转子围绕该转子的旋转轴线旋转。一个容器可设置有一个或多个转子。该转子优选地围绕轴旋转。该转子的旋转轴线例如与该容器的旋转轴线基本上平行(包括平行)。该转子的旋转轴线与该容器的旋转轴线具有例如小于30°或小于20°或小于5°(例如0°)的夹角。该轴可延伸穿过该容器的盖板中的孔。例如，将该转子安装在框架中的该容器上方并且悬挂在该容器中。
该容器和转子可以相同或相反的旋转方向旋转(在任何给定时间)，尤其是如果该轴和旋转轴线为基本上平行的。相反的旋转方向为优选的。例如，从上面关于重力所见，该容器可在顺时针方向上旋转，并且该转子可在逆时针方向上旋转，反之亦然。
以例如至少1rpm(每分钟旋转)(通常小于500rpm，优选地5rpm至100rpm，诸如10rpm至60rpm)的速度旋转该容器。以例如至少1rpm(每分钟旋转)(通常小于500rpm，优选地5rpm至100rpm，诸如10rpm至60rpm)旋转该转子。该容器的端速为例如0.10m/s至1m/s，优选地0.2m/s至2.0m/s或0.5m/s至2.0m/s。该转子的端速为例如0.2m/s至10m/s，优选地0.5m/s至5.0m/s或1.0m/s至2.5m/s。该转子的端速优选地高于该容器的端速。这些优选的速度尤其适用于步骤b)。
该转子的旋转轴线优选地与该容器的旋转轴线间隔开(至少在垂直于该容器的旋转轴线的平面中)，使得该转子偏心地安装在该容器的内部空间中，尤其是在其中该转子的旋转轴线例如基本上平行于(包括平行于)该容器的旋转轴线的实施方案中。该间距为例如垂直于该容器的旋转轴线的平面中的内部空间的直径的至少2％或至少5％的距离。在一些实施方案中，单个容器可任选地设置有多个转子。该多个转子的转子的旋转轴线例如与该容器的旋转轴线相距相同的距离或不同的距离(在径向方向上)。
在一个优选的实施方案中，该转子包括轴以及一个或多个叶片。该轴在长度方向上具有第一端部和第二端部的长度，其中所述第一端部被布置在所述容器的所述内部空间中。该叶片也被布置在该内部空间中。该第二端部例如在第二马达中连接到致动器，例如第二致动器。该叶片连接到该轴并且在容器的所述内部空间中在垂直于该轴的长度的方向上从该轴延伸。该叶片在垂直于该轴的方向上具有例如在垂直于该容器的旋转轴线的横截面上的该容器半径的至少2％或至少5％的长度。
优选地，该容器的旋转轴线相对于竖直方向倾斜，其中竖直方向相对于被重力限定。优选地，旋转轴线相对于竖直方向具有至少5°或至少10°的角度，并且通常小于30°。旋转轴线也可相对于重力竖直。与其中旋转轴线为水平或几乎水平的实施方案相比，竖直或略微倾斜的取向可使该容器中颗粒的均匀(围绕旋转轴线基本上成角度对称)分布。在倾斜旋转轴线的情况下，框架包括壳体，其中该容器被布置在支撑元件上，使得旋转的容器相对于水平面倾斜，该水平面平行于支撑元件的底部。优选地，该容器具有由平板(例如圆柱形板)提供的底壁。优选地，该底壁以与水平面成至少5°或至少10°的角度安装在框架中。例如，圆柱形底壁在静止(不旋转)时可具有最低点。用于排出所涂覆的肥料颗粒的出口管例如设置在最低点处或例如设置在底壁的中心处。倾斜旋转还可有助于肥料与所添加的一种或多种涂料组分的更好混合。
在一些实施方案中，该涂覆单元包括串联或并联布置的多个涂覆装置，其中每个涂覆装置包括容器和至少一个转子。例如，该涂覆单元包括多个涂覆装置，这些涂覆装置串联布置并且用所涂覆的肥料颗粒的传送线(诸如移动带或管)彼此连接，其中每个涂覆装置具有一个容器。每个容器具有例如(所涂覆的)肥料颗粒的入口和出口。此类涂覆单元可例如用于其中步骤b)进行两次或更多次的方法中。每个涂层例如施加在不同的涂覆装置中(以及施加在不同的容器中)，其中在每个容器中例如施加不超过一层涂层。将肥料颗粒提供给该涂覆装置的最上游并且从最下游的涂覆装置排出。最后的涂覆装置例如用于执行最终固化而不是用于施加涂层。在另一个实施方案中，涂覆系统与多个并联的涂覆单元一起使用，并且与该涂覆单元下游的共同冷却阶段一起使用。
根据本发明，该涂覆单元为例如Eirich混合器，例如R型Eirich强力混合器，或例如并联或串联布置的多个此类混合器。根据本发明，该涂覆单元为例如US 4854715中所述或US 9295109中所述的混合装置。
该涂覆单元还可例如为购自
Figure BDA0002818020890000121
公司的水平混合系统，或例如Eirich犁式共混机。该涂覆单元为例如具有水平圆柱形罐和实心水平轴的混合装置，其中在轴上安装有楔状犁形部件或成角度的桨叶，例如Eirich犁式共混机。
在一个优选的实施方案中，在步骤b)中，基于无涂料的待涂覆的肥料颗粒的重量，以0.10重量％至6.0重量％、更优选地0.50重量％至4.0重量％、甚至更优选地0.5重量％至1.5重量％的量施加涂层。如果进行步骤b)两次或更多次，例如以得到具有不同组成的涂层，则这些量和时间是指步骤b)的一个实例。例如，基于无任何涂料的待涂覆的肥料颗粒的重量，总涂料为1.0重量％至25重量％，或1.0重量％至15重量％，或例如1.5重量％至10重量％，优选地1.5重量％至7.5重量％。
优选地，步骤b)在10秒至600秒内、优选地在30秒至240秒或10秒至120秒、或30秒至120秒、或10秒至60秒、或10秒至30秒或30秒至90秒内进行(并完成)，尤其是对于此类量的涂覆物质。在一些实施方案中，在0.5s至30s、或1s至10s或1s至5s内将涂料组分添加到容器中，并且优选地在此期间内添加整个量的此类涂料组分，优选地每种涂料组分。在一些实施方案中，在10s至45s或10s至30s内将该组分分布在肥料颗粒上(即与颗粒混合)。当使用时，此类快速混合时间例如通过容器和转子的运动来实现。
如果进行步骤b)两次或更多次，例如以得到具有不同组成的涂层，则这些时间是指步骤b)的一个实例。优选地，在60秒至15分钟、更优选地在2分钟至10分钟内进行(并完成)步骤c)的最终固化(如果进行的话)。优选地，步骤b)涉及在容器和转子旋转的同时，将两种或更多种涂料组分随后逐步施加到肥料颗粒上。优选地，首先添加到颗粒中的涂料组分具有比第二涂料组分更高的分子量(诸如数均分子量)和/或更高的粘度。优选地，将第一涂料组分添加到颗粒中并混合2秒至120秒，诸如10秒至60秒，并且然后添加第二涂料组分。在混合周期结束时并且在添加第二涂料组分之前，第一涂料组分的混合优选地提供涂料组分在颗粒上的均匀分布。优选地，两种涂料组分均作为液体(其可包括滴注和喷涂)注入，并且优选地注入到提升的颗粒床中。在一个优选的实施方案中，提升的颗粒床包含其中颗粒移动最快(例如，靠近转子)的区域，并且将涂料组分添加到该部分。这可实现涂料组分快速均匀分布在颗粒上。在一些实施方案中，所添加的前两种涂料组分会彼此反应。在施加该一种或多种反应性涂料组分之后，该方法可涉及使涂料组分彼此反应例如10秒至300秒，诸如10秒至120秒的时间，同时使颗粒保持运动。本发明的优点在于，在该涂覆单元中进行的该反应可使颗粒的固化或硬化，而不会使所涂覆的颗粒附聚。
据发现在涂覆单元中进行反应，优选地在具有转子的旋转的容器中进行反应会使涂料组分快速且完全的分布。该分布还使肥料颗粒用涂层的完全包封。该快速分布还能够使用具有更快反应速度的涂料组分，与此同时更快的反应速度对于在此类涂覆单元中实现高质量的涂覆是重要的。具体地讲，过高的反应速度和过低的反应速度均可造成营养物质在所涂覆的肥料颗粒中的释放速率过高。此外，据发现通过能够移动的元件(例如，容器和转子)的运动避免了在涂覆单元中形成团块。
在此类反应时间之后，可添加一种或多种另外的涂料组分，诸如蜡，优选地为注入到肥料床中的液体蜡。优选地，在涂层之间施加蜡。这些步骤任选地在同一容器中或在另外的串联容器中重复一次或多次，以便获得多个涂层，并且任选地随后为最终固化阶段。最终固化阶段在例如60秒至15分钟，诸如2分钟至10分钟，优选地2分钟至5分钟内进行(并完成)，以确保涂层的完全硬化或固化。任选地，施加最终的附加涂层，诸如蜡层。可在同一旋转的容器中或在涂覆单元的不同部分中进行最终固化。通常通过排出所涂覆的肥料颗粒而停止最终固化。
优选地，在至少10℃、30℃、至少40℃、至少50℃、至少55℃或至少60℃(通常小于120℃或小于80℃，诸如在40℃至120℃或50℃至100℃的范围内，更优选地在55℃至80℃的范围内)的温度处进行步骤a)和步骤b)。优选地，肥料颗粒在涂覆单元中的整个停留时间期间保持在此类温度处。优选地，当从涂覆单元排出时，颗粒为至少50℃或至少60℃。该方法可涉及将所排出的颗粒从至少50℃或至少60℃的温度冷却至较低温度，例如低于30℃。在一些实施方案中，该方法包括固体肥料颗粒的预热步骤。在一些其他实施方案中，该方法涉及获得如通过在此类温度处固化而形成的肥料颗粒(例如，如在制粒或造粒期间形成的肥料颗粒)，以及在此类温度处(例如，高于50℃)将尿素颗粒从固化单元传送至涂覆单元。使颗粒在涂覆单元中保持高于50℃或高于60℃，尤其是在整个停留时间期间，可有助于涂料组分的高速反应性固化或高速反应性硬化，例如如果使用聚氨酯涂料的话。其他涂料组分可能已经在较低温度诸如10℃至50℃处足够快地反应。此外，如果涂料包含在高温处易于降解或不期望的副反应的附加组分，则将颗粒保持在低于80℃或甚至低于60℃或低于50℃可为有益的。优选地在0.010巴至10巴的绝对压力、诸如0.5巴至2.0巴或0.5巴至小于1.0巴的绝对压力(微真空)处操作该涂覆单元。
在一个优选的实施方案中，该涂料为聚氨酯涂料。优选地，该涂料组分包含多异氰酸酯和多元醇。优选地，多异氰酸酯每分子具有2个或更多个异氰酸酯基团。多异氰酸酯为例如脂族或芳族的，优选地为芳族的。多异氰酸酯为例如恰好具有两个异氰酸酯基团的二异氰酸酯。尤其可用的多异氰酸酯为亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)，诸如4,4'-MDI，另一个示例为甲苯二异氰酸酯(TDI)。芳族多异氰酸酯例如用作异氰酸酯的聚合物和二异构体的共混物。
多元醇每分子具有至少2个羟基基团，优选地2个至5个羟基基团，甚至更优选地3个或4个羟基基团。多元醇例如基于聚醚、聚酯或天然油，并且优选地基于聚醚。多元醇具有例如150至700的羟基数，并且具有例如3的平均官能度(每分子的异氰酸酯反应性位点数)。
例如，使用羟基数为150至700并且官能度为3或4的聚丙烯多元醇或聚乙烯多元醇，因为它们会提供相对短的链长(例如，分子量为300Da至700Da)。短链长度可有助于降低多元醇的粘度。
在优选的实施方案中，多元醇在25℃处具有小于2000mPa·s或小于1000mPa·s，并且在25℃处通常大于100mPa·s的粘度。羟基基团数例如根据ASTM D 4274-99或ISO14900:2017测量。粘度例如根据ASTM D4878-15(优选地方法A)或ISO 3219:1993测量。
多元醇为例如脂族聚醚多元醇，诸如由引发剂和多个环氧烷单元形成。多元醇例如由具有3个羟基基团的化合物诸如甘油引发，或为例如胺引发的或它们的组合。多元醇为例如聚环氧乙烷或聚环氧丙烷多元醇或其他聚醚多元醇。也可使用聚酯多元醇。NCO与OH基团的数量比在例如0.8:10至1.2:10的范围内。然而，可使用许多聚氨酯涂料。
该涂料组分包含聚合催化剂，例如有机金属催化剂、叔胺、有机碱或无机碱。
优选地，多元醇和多异氰酸酯在小于2分钟内、在25℃处、在70℃处和/或在施加涂料的温度处固化，从而允许随后以小于2分钟的间隔施加。可针对此类固化时间相应地调节催化剂的量和类型。
该涂料组分在室温处的反应性优选地介于25秒和125秒(至少50％固化所需的时间)之间，并且在涂覆单元的操作温度和/或55℃处的反应性优选地介于10秒和45秒之间。优选地，室温处的反应性如下文在程序A(“测定反应性参数的程序(在25℃处)—杯反应性”)中所述进行测量。优选地，在操作温度处的反应性如下文在程序B(“在期望固化温度处测定反应性参数的程序—热板反应性”)中所述进行测量。
在一些实施方案中，涂料为聚酯涂料，更优选地为热固性聚酯涂料。该涂料组分可包含不饱和聚酯(包含碳-碳双键)和乙烯基单体。步骤b)的固化反应可涉及乙烯基单体和不饱和聚酯的共聚。不饱和聚合物为例如饱和二羧酸(或酸酐)、不饱和二羧酸(或酸酐)与多元醇诸如二醇(甘醇)的反应产物。甘醇为例如乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇或例如氢化双酚A。甘醇为例如环状或无环的，并且为例如脂族或芳族的。甘醇具有例如2个至30个C原子。乙烯基单体为例如苯乙烯。步骤b)期间的反应可涉及不饱和聚酯和乙烯基单体在例如自由基引发剂和催化剂的存在下的共聚。不饱和聚酯例如作为与乙烯基单体的液体混合物注入，其中乙烯基单体也充当聚酯的溶剂。
在另一个实施方案中，该涂料为聚脲涂料，并且该涂料组分包含每分子具有2个或更多个异氰酸酯基团的多异氰酸酯以及每分子具有2个或更多个胺基团、优选地2个至5个胺基团、更优选地3个或4个胺基团的多胺。
在另一个实施方案中，该涂料组合物为酚醛树脂涂料，并且该涂料组分包含酚和甲醛。酚组分和甲醛组分可在涂覆单元中反应以形成热固性聚合物。
在另一个实施方案中，该涂料组合物为环氧涂料，并且该涂料组分包含环氧组分(具有环氧基团)和任选的具有反应性基团(诸如胺、酸和酸酐、酚、醇和硫醇)的共反应物。共反应物通常每分子具有两个或更多个所述反应性基团，以提供热固性聚合物的形成。环氧组分可通过步骤b)中的均聚或通过与任选的共反应物的反应而交联。
所述的涂覆单元的操作有利地避免了颗粒在涂覆期间被压碎，同时大大增加了混合程度，诸如与转鼓式涂布机相比。该涂覆单元允许更快的反应时间(诸如在多元醇和多异氰酸酯之间)，从而提供显著小于现有技术的间歇循环时间。例如，三层过程的整个间歇时间可以为5分钟至6分钟，而对于转鼓每层可能需要6分钟至8分钟。本发明方法中的高强度混合和更快的反应时间能够制得所涂覆的肥料颗粒，而不会使颗粒附聚。此外，反应速率可用于通过调节所用催化剂的类型和量来优化肥料释放速率。该涂覆方法尤其适用于制备大田农作物诸如玉米(玉蜀黍)的所涂覆的肥料。
该一种或多种涂料组分优选地在25℃处的反应时间优选地为30s至250s，其中反应时间为硬化所需的时间(任选地如本文所述的程序A—“杯反应性”进行测量)。
该一种或多种涂料组分在涂覆温度(诸如在70℃处)处优选地具有10秒至120秒、更优选地10秒至60秒的反应时间，其中反应时间为硬化所需的时间(任选地如本文所述的“热板反应性”进行测量)。
可通过改变用于固化或硬化的催化剂的量和类型来实现或调节反应时间。
在不限制本发明的一个优选的实施方案中，该涂覆单元包括容器和转子，涂料为聚氨酯涂料，并且步骤b)随后(在彼此之后，但任选地在之前、之间和/或之后具有另外的步骤)包括：
B1)将多元醇注入到所述容器内的所述肥料颗粒床中，优选地其中所述床中的颗粒因容器和转子的运动而提升，优选地其中注入利用开口管或喷雾嘴，
B2)将所述多元醇与所述肥料颗粒混合5秒至120秒，优选地10秒至60秒，
B3)将多异氰酸酯组分注入到所述容器内的所述肥料颗粒床中，优选地其中注入利用开口管或喷雾嘴，
B4)使肥料颗粒在所述容器中滚动至少10秒至300秒，优选地20秒至180秒，从而使多元醇和多异氰酸酯组分彼此反应并且至少部分地固化涂层，同时转子也在旋转，
B5)任选地将液体蜡注入到肥料床中，
以及任选地重复所述步骤B1至B5，
B6)任选地使肥料在容器中滚动至少10秒，从而允许涂料进一步固化。
在一个变型中，在步骤B1和B2之前进行步骤B3，使得首先注入多异氰酸酯。然而，优选地首先注入多元醇，尤其是如果多元醇为聚合化合物的话。在一些实施方案中，例如在步骤B1至B5的任选重复的至少一些中，省略注入蜡的步骤B5。在一些实施方案中，用除多异氰酸酯和多元醇之外的其他涂料组分进行步骤B1至B6以得到不同类型的涂层。在步骤B1至B6中，使肥料滚动可通过旋转容器和转子来进行。据发现，该优选的实施方案提供了尤其良好的涂覆结果，其中肥料在浸没于水中时具有期望的释放速率。
本发明还涉及一种尿素精制设备，该尿素精制设备包括：尿素精制单元，诸如制粒单元或造粒塔，其中尿素精制单元具有用于尿素熔体的入口和用于温热的尿素颗粒的出口；涂覆单元，该涂覆单元具有连接到用于尿素颗粒、优选地用于温热的尿素颗粒的所述出口的入口，其中该涂覆单元如上所述并且包括框架和至少两个能够移动的元件，其中所述能够移动的元件能够相对于该框架独立地移动。本文中，“温热的尿素颗粒”是指在涂覆单元的入口处具有高于环境温度的温度的颗粒，例如30℃至95℃，优选地50℃至85℃，更优选地55℃至75℃。涂覆单元的入口和精制单元的出口之间的连接优选地不包括尿素精制单元和涂覆单元的入口之间的冷却单元，尤其是不包括使用冷却空气的冷却单元，诸如包括用于冷却空气的鼓风机或风扇的冷却单元。
能够移动的元件优选地为所述的容器和搅拌构件，更优选地为具有壁和用于容纳待涂覆的肥料颗粒的内部空间的容器，并且优选地为布置在该容器内部空间中的搅拌构件。该搅拌构件优选地为所述的转子。此外，该涂覆单元还包括用于所涂覆的尿素颗粒的出口。该设备还包括冷却单元。该冷却单元具有连接到用于所涂覆的尿素颗粒的所述出口的入口，以及用于冷却的所涂覆的尿素颗粒的出口，并且优选地还具有用于冷却空气的入口和用于废气的出口。该设备可用于进行本发明方法。还可通过从储存装置中获得肥料颗粒来进行本发明方法，并且如有必要，例如预热。
本发明还涉及能够用本发明方法获得的肥料颗粒。这些肥料颗粒表现出有利的释放速率。在实施例3中给出有利的释放速率的示例。能够用所述方法获得的肥料颗粒包含例如尿素，诸如基于所涂覆的肥料颗粒的总重量的至少50重量％的尿素。颗粒的涂料为例如聚氨酯涂料。优选地，能够用所述方法获得的肥料颗粒在浸没于水中20天之后具有小于40％的释放速率，诸如根据如本文所述的程序C进行测量。优选地，浸没7天时的释放速率还小于20重量％。水不溶性聚合物的优选的用途可有利地有助于实现此类释放速率。基于无任何涂料的待涂覆的肥料颗粒的重量，总涂料量为例如5重量％至25重量％或10重量％至20重量％。涂层的数量为例如1层至12层，诸如4层至8层，其中蜡层计为单独的层。颗粒包含例如3层聚氨酯层和3层蜡层，总计6层。该涂覆例如包括2层至6层聚氨酯层，该聚氨酯层例如通过蜡层彼此分离。
本发明还涉及优选地包含尿素、更优选地包含基于所涂覆的肥料颗粒的重量的至少50重量％的尿素的所涂覆的肥料颗粒，所涂覆的肥料颗粒在浸没于水中20天之后具有小于40％的释放速率，诸如根据如本文所述的程序C(“用于测定营养物质从控释肥料释放的速率的程序”)进行测量。优选地，浸没7天时的释放速率还小于20重量％。所涂覆的肥料颗粒的涂料为例如聚氨酯涂料。颗粒例如具有如上文所述的量和层数的涂覆。
不受理论的束缚，本发明的涂覆方法可提供高度或完全覆盖肥料颗粒的均一化涂层。
图1示意性地示出了可用于本发明方法的示例涂覆单元。涂覆单元1包括为壳体的框架2以及容器3和转子4。转子4连接到用于驱动转子4的马达5。转子4包括设置有叶片7的轴6。容器3设置有另一个马达8并且具有旋转轴线9。旋转轴线9平行于轴6(的中线)并与该轴间隔开。容器3还具有在容器壁附近的刮刀10，但该刮刀可在容器3围绕轴线9旋转时保持静止。容器3包括盖板14并且轴6延伸穿过该盖板。该容器还具有肥料颗粒的入口11和涂料组分的一个或多个入口12。入口12例如被实现为开口管，或被实现为一个或多个喷雾嘴，其中每个喷雾嘴具有例如与用于一种特定涂料组分的进料管线的一个连接件。容器3还具有用于所涂覆的肥料颗粒的出口13，例如，实现为容器13底部中的可闭合孔。
现在将通过以下实施例进一步说明本发明，这些实施例不限制本发明或受权利要求书保护的主题。
实施例1
将所述的混合器(具有旋转的容器和旋转的转子)预热至约75℃，并且添加4.08kg尿素肥料颗粒，并且开始搅拌。一旦确认尿素处于约75℃，就添加14.0g的三次多元醇加料中的第一次并混合30秒，然后添加21.3g的三次异氰酸酯加料中的第一次。在混合60秒之后，添加10.2g的两次蜡加料中的第一次。使该物质再混合30秒。重复多元醇、异氰酸酯和蜡添加步骤和混合时间。最后，以适当的混合时间添加多元醇和异氰酸酯的第三次加料。
与前两层涂层不同，在聚氨酯组分的第三次加料(多元醇加料和异氰酸酯加料)之后，省略了蜡层的添加。任选地，蜡层可施加在第三层聚氨酯涂层上。从混合器中分配出自由流动且不含团块或不附聚的尿素以冷却。该三层过程的总间歇时间为5.5分钟；与最新报道的间歇时间相比有了显著减少，以往通常每层需要6分钟至8分钟。涂料为3重量％，最终重量为4.21kg，其中涂料为126g。蜡以0.5％仅施加2层，并且使用3个涂覆步骤。基于目视检查，肥料颗粒完全被涂料覆盖。
实施例2
通过以如表1所示的递增量的催化剂向聚醚多元醇中添加有机金属催化剂或叔胺催化剂来制备多元醇制剂A至G。
表1示出了多元醇共混物在与基于MDI的多官能芳族异氰酸酯配混时相应的室温和高温反应性。将这些样品配制成具有在8秒的快速反应性时间至长于5分钟的非常缓慢的反应时间范围内的反应性。在约75℃的加工温度处，反应时间显著更快。如果记录到条目N/A，则意味着样品在20秒的混合时间期间或基本上一添加到热板就反应。
根据实施例1所述，将多元醇添加到在混合器中搅拌的预热尿素颗粒中。反应参数为71℃(160℉)的加工温度，3％的总聚氨酯涂料重量(经由三个单独的层添加，每个层1％，首先添加多元醇，然后添加异氰酸酯)，以及在第一聚氨酯涂层和第二聚氨酯涂层之后经由两个单独的层添加的0.5％的总蜡。
表1
Figure BDA0002818020890000211
图2示出了表1的不同多元醇共混物(多元醇共混物根据室温处以秒为单位的反应性时间为X轴)在2小时以及1天、3天和7天浸渍时释放的尿素％(Y轴：0至100％；根据程序C进行测量)。用多元醇共混物D、C和B，最好用共混物C和D，实现了期望的较慢释放。释放速率取决于通过使用不同量和类型的催化剂而改性的多元醇共混物的反应性。
实施例3
另外，还使用比较转鼓混合器，遵循相同的添加顺序和混合时间，将多元醇共混物C和D施加到肥料颗粒上，但是物质加料减少，以反映肥料颗粒的较低加料。根据程序C测定释放速率。
图3示出了用所述的涂覆单元(C1、D1)和用比较转鼓(C2、D2)施加的共混物C和D在2小时以及1天、3天、7天、14天和21天(x轴，以天为单位的时间)浸渍时的尿素释放％(y轴)。本发明的混合器的释放速率显著优于(慢于)转鼓式混合器。对于C2和D2，在不到3天的浸没中释放超过60％的尿素。对于C1和D1，在21天浸渍时释放小于40％的尿素。这表明，更快的反应性对用比较转鼓式混合器方法产生的比较经涂覆的肥料没有益处，而对于本发明方法和本发明尿素颗粒非常有利。
实验程序
在实施例2中，使用以下程序。
程序A：测定反应性参数的程序(在25℃处)—杯反应性
添加所需重量的全配制组分以在小杯中达到150。立即并且同时启动定时器，并且开始混合化合物。继续混合20秒或直至物质固化(如果小于20秒的话)。
为了检查反应时间，请定期地将不锈钢抹刀(或另选地，木质压舌板)轻轻触碰到物质表面。当抹刀碰到物质表面上的坚硬或固化点时，这被认为是反应时间。在实施例2中，将全配制的异氰酸酯组分(A组分)和全配制的多元醇组分(B组分)(包括达到150g所必需的任何任选的添加剂)添加到小杯中。化学组分和装备最初均处于25℃。首先以适当的组分重量比将B组分称量到混合容器中，然后称量A组分。
程序B：在期望固化温度处测定反应性参数的程序—热板反应性
将能够保持2ml混合物质的小模具放置在热板上1/8深度的腔体中，并且将模具预热至期望温度。一旦确认了期望温度，遵循作为程序A—杯反应性提及的混合程序，但现在一旦样品已完全混合，就将2ml的反应混合物倒入预热模具的腔体中。在将树脂添加到模具中之后立即启动定时器。使用抹刀定期接触物质表面；反应时间为树脂凝固成硬质物质的时间。
程序C：用于测定营养物质从控释肥料中释放的速率的程序
制备通过将多种已知浓度的营养物质溶解在蒸馏水中而制备的营养物质溶液。用折射计测量已知浓度的折射率，从而可构建折射率对浓度的校准曲线。然后，将10g所涂覆的肥料颗粒精确称量到小广口瓶中，并且添加90g的水。将样品轻轻旋动并使其静置直至所需的测量时间。在每次进行新测量之前，将样品轻轻旋动以确保均匀度。将一小部分溶液样品放置在折射计上并记录测量值。与校准曲线的比较得到溶液中的营养物质浓度。计算从所涂覆的肥料颗粒中释放的营养物质的百分比。该实验在环境温度(例如20℃)处进行。

Claims (15)

1.一种用涂料涂覆肥料颗粒的方法，其中所述方法包括：
a)在涂覆单元中提供肥料颗粒，
b)施加涂层的步骤，所述步骤包括：
-向所述涂覆单元中的所述肥料颗粒施加一种或多种涂料组分，以提供包含涂层和所述肥料颗粒的所涂覆的肥料颗粒，
-以及至少部分地固化或硬化所述涂层，其中所述固化或硬化涉及所述一种或多种涂料组分的化学反应，
其中进行一次或多次步骤b)以提供所涂覆的肥料颗粒，以及
c)从所述涂覆单元中排出所涂覆的肥料颗粒，或在所述涂覆单元中进行所涂覆的肥料颗粒的最终固化或硬化并且随后从所述涂覆单元中释放所述肥料颗粒，其中所排出的肥料颗粒包含所述涂料，
其中所述涂料包含聚合物，
其中所述涂覆单元包括固定框架和至少两个能够移动的元件，其中所述能够移动的元件能够相对于所述框架独立地移动，并且其中所述方法包括在至少步骤b)期间相对于所述框架移动所述至少两个能够移动的元件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述能够移动的元件中的第一能够移动的元件为具有壁和用于容纳肥料颗粒的内部空间的容器，其中所述方法包括在至少步骤b)期间在所述容器保持所述肥料颗粒时围绕旋转轴线以旋转运动旋转所述容器。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述能够移动的元件中的第二能够移动的元件为搅拌构件，所述搅拌构件布置在所述容器的所述内部空间中，并且其中所述方法包括在至少步骤b)期间在旋转所述容器的同时移动所述搅拌构件。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述搅拌构件为转子，并且其中所述方法包括在至少步骤b)期间在旋转所述容器的同时使所述转子围绕所述转子的旋转轴线旋转。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述转子的所述旋转轴线和所述容器的所述旋转轴线彼此平行或彼此具有小于30°的夹角，并且其中所述转子的所述旋转轴线和所述容器的所述旋转轴线彼此间隔开，使得所述转子偏心地安装在所述容器的所述内部空间中。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述转子包括轴以及一个或多个叶片，其中所述轴具有第一端部和第二端部，其中所述第一端部布置在所述容器的所述内部空间中，并且其中所述第二端部连接到致动器，其中所述叶片连接到所述轴并且在所述容器的所述内部空间中在垂直于所述轴的长度的方向上从所述轴延伸。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其中所述容器的所述旋转轴线相对于竖直轴线倾斜，其中所述竖直轴线相对于重力被限定。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其中所述容器具有底部和壁，其中所述涂覆单元还包括刮刀，所述刮刀在至少步骤b)期间相对于所述框架固定，其中所述刮刀被布置为从所述容器的所述壁和/或所述底部刮除物质。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述排出的颗粒的所述涂料包含交联的聚合物或热固性聚合物。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在步骤b)中，基于无涂料的待涂覆的所述肥料颗粒的重量，以0.50重量％至4.0重量％的量施加涂层，并且其中在10秒至600秒内、优选地在30秒至240秒内进行步骤b)，
并且其中在60秒至15分钟内进行步骤c)的所述最终固化(如果进行的话)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在至少50℃的温度处进行步骤a)和b)，并且其中步骤c)包括将所排出的颗粒从至少50℃的温度冷却至较低温度。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中所述涂料为聚氨酯涂料，并且其中所述涂料组分包含多异氰酸酯组分和多元醇。
13.根据权利要求4或根据权利要求5或6所述的方法，其中所述涂料为聚氨酯涂料，并且其中步骤b)随后包括：
B1)将多元醇注入到所述容器内的所述肥料颗粒床中，
B2)将所述多元醇与所述肥料颗粒混合5秒至120秒
B3)将多异氰酸酯组分注入到所述容器内的所述肥料颗粒床中，
B4)使所述肥料颗粒在所述容器中滚动至少10秒至300秒，从而使所述多元醇和所述多异氰酸酯组分彼此反应，同时所述转子也在旋转，
B5)将液体蜡注入到所述肥料床中，
以及任选地重复所述步骤B1至B5，
B6)任选地使所述肥料在所述容器中滚动至少10秒，从而允许所述涂料进一步固化。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述涂料包含水不溶性聚合物。
15.一种尿素精制设备，包括：
-尿素精制单元，诸如制粒单元或造粒塔，其中所述尿素精制单元具有用于尿素熔体的入口和用于温热的尿素颗粒的出口，
-涂覆单元，所述涂覆单元具有连接到用于温热的尿素颗粒的所述出口的入口，所述涂覆单元包括固定框架和至少两个能够移动的元件，其中所述能够移动的元件能够相对于所述框架独立地移动，
其中所述能够移动的元件中的第一能够移动的元件为具有壁和用于容纳待涂覆的肥料颗粒的内部空间的容器，
其中所述能够移动的元件中的第二能够移动的元件为布置在所述容器的所述内部空间中的搅拌构件，
其中所述涂覆单元还包括用于所涂覆的尿素颗粒的出口，
-以及冷却单元，所述冷却单元具有连接到用于所涂覆的尿素颗粒的所述出口的入口，并且还具有用于冷却的所涂覆的尿素颗粒的出口，并且优选地还具有用于冷却空气的入口和用于废气的出口。
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