CN1556075A - 一种包裹型耐热缓释碳铵及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包裹型耐热缓释碳铵及其制备方法。采用在可生物降解的液态地膜、环氧树脂、低温固化剂及辅料的配置中加入适量的有机溶剂，于小于或等于室温的条件下搅拌成包裹层混合溶液，与抗结剂同时包裹在碳铵颗粒上，然后随之干燥固化的方法制得。本发明的产品兼有耐热、缓释的特性，不仅克服了碳铵在贮存、运输及表施过程的大量热分解损失，而且亦避免了碳铵因施用过量造成的烧苗或随水流失；本发明的产品既可用于一般季节农田或湿地的表施，亦可用于高温季节草地或旱地的表施；本发明工艺简单，其整个过程均在低温下完成，可节省大量能源，降低了成本。

Description

一种包裹型耐热缓释碳铵及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，涉及一种能延缓分解并延缓其在水溶液中释放的碳铵类肥料及其制备方法，特别涉及一种包裹型耐热缓释碳铵及其制备方法。

背景技术

碳铵是一种较好的化肥品种，不含有害副成分，适用于各种土壤和多种作物，长期施用对农田无不利影响。但碳铵结构不稳定，易热分解。这不仅导致碳铵在施用过程中的利用率在所有氮肥品种最低(在表施情况下，平均只有27％)，而且亦造成其在贮存、流通过程中的大量损失，在26-28℃的气温下碳铵存放10天氮的损失率可达75％；另外，由于碳铵容易潮解结块，施用亦不便。

为了提高碳铵的利用率，除在农艺上要深施外，生产上主要是实现颗粒化、长效化，并大力发展以碳铵为主氮源的复混肥。中科院南京土壤研究所利用钙镁磷肥作为包裹材料，以碳铵为基质，研制成功了一种长效碳铵。该产品外观为灰色核形颗粒，单粒重1～1.2g，散落性好，不结块、破碎。中国专利90105012提供了一种长效碳铵及其制备方法，其产品已进入实质性的生产、推广及应用阶段。该肥料能提高土壤中氨态氮的贮存率，将氮素的利用率提高到25～30％，延长肥效期达40～60天，减少施肥量20～30％，具有明显的增产效果(增产幅度在10％以上)。且施肥方法可由追肥改为播种前一次基肥，可省去追肥工序。

上述两种长效碳铵前者主要通过包裹层延缓碳铵释放、进而减轻氮素损失率；而后者主要通过添加少量硝酸还原酶抑制剂与碳铵共混的途径来提高氮素利用率。与前者相比，后者存在着不少优点。然而，两者均未解决碳铵在贮存、运输及表施过程中的大量热分解损失的问题，因此很难适用于草地或旱地，尤其是高温季节的草地或旱地的施用；另外两者在生产过程中均不同程度的存在生产工序过多，生产成本过高等问题。

液态地膜是二十世纪八十年代末期才出现在中国专利文献的新型地膜，喷施后能在地表形成一层黑色土膜。它具有增温、保熵、固沙、保苗和促进植物生长的作用，用后40-60天逐进降解，2-3个月降解为腐酯酸(有机肥)，没有塑料地膜的“白色污染”。目前采用液态地膜作为碳铵类肥料包裹材料的组分之一，尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前碳铵类肥料及其制备方法中存在的实际问题，提供一种包裹型耐热缓释碳铵及其制备方法。旨在通过包裹、隔离，以降低环境与碳铵间的传热来达到抑制碳铵的热分解，进而克服碳铵在施用、贮存及运输过程之大量热分解损失。

本发明的目的是这样实现的：一种包裹型耐热缓释碳铵，包括碳铵颗粒，其特征在于：它由下列重量份原料配置反应所形成的包裹材料包裹在80～90份的碳铵颗粒上：

              液 态 地 膜     5～10份；

              环 氧 树 脂     4～8份；

              低温固化剂      3～6份；

              辅      料      适量。

一种包裹型耐热缓释碳铵的制备方法，其特征在于：

a)包裹层混合溶液的配制：按重量份称取5～10份的液态地膜、4～8份环氧树脂及3～6份的低温固化剂，加入适量的有机溶剂作为稀释剂或共溶剂，在小于或等于室温的环境中搅拌均匀，形成包裹层混合溶液；

b)包裹：按重量份称取80～90份的碳铵颗粒，在搅拌状态下一边喷入上述包裹层混合溶液，一边加入适量抗结剂；

c)干燥固化：上述包裹致密的颗粒在小于或等于室温的环境中干燥固化，然后室内放置至少24小时，制得包裹型耐热缓释碳铵。

本发明的优点在于：本发明涉及的产品兼有耐热、缓释的特点，使其不仅可用于一般季节农田或湿地的表施，而且亦可用于高温季节草地或旱地的表施，因此拓宽了碳铵的应用领域；由于所述包裹层既能控制核心层的碳铵与环境之间的热交换、进而抑制碳铵的热分解，同时又能延缓核心层的碳铵在水溶液或潮湿环境中的释放；所以本发明的产品不仅克服了碳铵类肥料在贮存、运输及表施过程的大量热分解损失，而且亦避免了碳铵因施用过量造成的烧苗或随水流失；本发明利用生物可降解的液态地膜作为包裹层的主要材料，减轻了使用中给环境造成的污染；而且液态地膜降解所生成的腐酯酸是土壤良好的有机肥料；本发明的包裹层使用有机溶剂作为稀释剂或共溶剂，避免了碳铵在包裹过程中造成溶解，而且所用的有机溶剂可回收反复使用；本发明的整个工艺过程均可在小于或等于室温的环境中完成，可节省大量能源，降低了成本。

附图说明

图1为不同温度条件下样品1中碳铵的热失重率曲线；

图2为40℃样品1中的碳铵与未包裹样品的碳铵的热失重率曲线；

图3为40℃下样品1与不同厚度的样品2中碳铵的热失重率曲线；

图4为40℃下样品1与不同几何形状的样品3中碳铵的热失重率曲线；

图5为不同温度条件下样品1中的碳铵在中性缓冲溶液中的溶出速率曲线；

图6为25℃下样品1中的碳铵在不同pH值缓冲溶液中的溶出速率曲线；

图7为25℃下样品1与不同厚度的样品2中碳铵的溶出速率曲线；

图8为40℃下样品1与不同几何形状的样品3中碳铵的溶出速率率曲线；

具体实施方式

本发明的实施例如下：

实施例1：

包裹层混合溶液的配制：按每份1g称取5份液态地膜、5份环氧树脂及5份低温固化剂，加入适量的稀释剂或共溶剂，室温下搅拌均匀，即得包裹层材料含量为15g的包裹层混合溶液，备用。在本实施例中，环氧树脂选用E52，低温固化剂选用T31，稀释剂或共溶剂选用氯仿。

实施例2：

取85g通过压片机压制成形的几何尺寸为10mm×4mm的片状碳铵(每片重约0.5±0.1g)，在搅拌状态下喷入实施例1配制的包裹层混合溶液，边喷边加入适量的滑石粉，喷完后室温干燥24小时，然后再室内放置至少24小时，制得包裹型耐热缓释碳铵颗粒样品1。

具体实施时，所述的碳铵颗粒还可以为粒状或球形或其他立体几何形状。

实施例3：

包裹层混合溶液的配制：按每份1g称取4份液态地膜、4份环氧树脂及4份低温固化剂，加入适量的稀释剂或共溶剂，室温下搅拌均匀，即得包裹层材料含量为12g的包裹层混合溶液，备用。在本实施例中，环氧树脂选用E52，低温固化剂选用T31，稀释剂或共溶剂选用氯仿。

实施例4：

取88g通过压片机压制成形的几何尺寸为10×4mm的片状碳铵(每片重约0.5±0.1g)，在搅拌状态下喷入包裹层材料含量为12g的包裹层混合溶液，边喷边加入适量的滑石粉，喷完后室温干燥24小时，然后室内放置至少24小时，制得包裹型耐热缓释碳铵颗粒样品2。

具体实施时，所述的碳铵颗粒还可以为粒状或球状或其他立体几何形状。

实施例5：

取85g 6mm的球状碳铵(每粒重约0.5±0.1g)，在搅拌状态下喷入实施例1配制的包裹层混合溶液，边喷边加入适量的滑石粉，喷完后室温鼓风干燥1～2小时并回收溶剂，然后室内放置至少24小时，制得包裹型耐热缓释碳铵颗粒样品3。

具体实施时，所述的碳铵颗粒还可以为粒状或片状或其他立体几何形状。

对样品1、样品2、样品3以及普通碳铵进行的各项实验。

a)热失重率的测定：

取若干上述包裹样品至于敞开的烧杯中(每杯一粒)，称得初重，然后将样品连同烧杯一起至于恒温干燥箱中，每隔24小时取出称重。用样品的初重减去每天样品的称重，除以样品中核心层碳铵的重量，即得每粒样品的失重率。绘出样品随时间的失重率曲线见图1、图2、图3和图4，其中图1为不同温度条件下样品1中碳铵的热失重率曲线；图2为40℃样品1中的碳铵与未包裹样品的碳铵的热失重率曲线；图3为40℃下样品1与不同厚度的样品2中碳铵的热失重率曲线；图4为40℃下样品1与不同几何形状的样品3中碳铵的热失重率曲线；。

温度对样品1中碳铵的失重率的影响显示在图1。温度升高样品的失重率明显加快。25℃时样品1中的碳铵45天约失重约0.3％，40℃样品1中的碳铵38天失重约6％，60℃样品1中的碳铵25天失重约10％；而40℃时未包裹的空白样品7天失重就达85％以上(见图2)。可见，包裹层对碳铵的热分解起到了良好的抑制作用。

同一温度下不同厚度的包裹层对碳铵失重率的影响显示在图2中。很明显较低厚度的样品3其失重率略快一些。

碳铵颗粒的几何形状对包裹碳铵的失重率的影响显示在图4中。很显然，碳铵颗粒的几何形状对包裹碳铵失重率的影响不大。

b)在溶液中的溶出率的测定：

样品中的碳铵在溶液中的溶出率采用电导法测定。由于强电解质溶液的摩尔电导与强电解质浓度的立方根成线性关系，溶液的浓度越大，其强电解质溶液的电导值亦越大，因此我们直接用强电解溶液电导值增加的百分率来表达样品中的碳铵在溶液中的溶出率或释放度。

温度对样品1中碳铵的释放度的影响显示在图5。温度升高样品的释放度明显加快。25℃时样品1中的碳铵约需9天释放完全；40℃时约需7天释放完全；60℃时约需1天释放完全。

缓冲溶液的pH值对样品在25℃的水溶液中的释放速率的影响显示在图6中。总的来看，样品在酸性水溶液中的释放速率要比中性溶液中的快，在中性水溶液中的比碱性溶液中的快(后期有些例外)。

同一温度下不同厚度的包裹层对碳铵的释放度的影响显示在图7中。较低厚度的样品2的释放度明显较快。

碳铵颗粒的几何形状对包裹碳铵的释放度的影响显示在图8中。很显然，碳铵颗粒的几何形状对包裹碳铵释放度的影响不大。

Claims (7)

1、一种包裹型耐热缓释碳铵，包括碳铵颗粒，其特征在于：它由下列重量份原料配置反应所形成的包裹材料包裹在80～90份的碳铵颗粒上：

       液态地膜        5～10份；

       环氧树脂        4～8份；

       低温固化剂      3～6份；

       辅      料      适量。

2、根据权利要求1所述的一种包裹型耐热缓释碳铵，其特征在于：所述的辅料为抗结剂。

3、根据权利要求1或2所述的一种包裹型耐热缓释碳铵，其特征在于：所述液态地膜的最佳选择为市售的可生物降解的液态地膜；环氧树脂的最佳选择为双酚A；低温固化剂为小于或等于40℃的固化剂，其最佳选择为T31；所述辅料为无机细粉或超细粉，其最佳选择为市售滑石粉。

4、权项1所述的一种包裹型耐热缓释碳铵的制备方法，其特征在于：

a)包裹层混合溶液的配制：按重量份称取5～10份的液态地膜、4～8份环氧树脂及3～6份的低温固化剂，加入适量的有机溶剂作为稀释剂或共溶剂，在小于或等于室温环境中搅拌均匀，形成包裹层混合溶液；

b)包裹：按重量份称取80～90份的碳铵颗粒，在搅拌状态下一边喷入上述包裹层混合溶液，一边加入适量抗结剂；

c)干燥固化：上述包裹致密的颗粒在小于或等于室温的环境中干燥固化，然后室内放置至少24小时，制得包裹型耐热缓释碳铵。

5、根据权利要求4所述的一种包裹型耐热缓释碳铵的制备方法，其特征在于：所述的碳铵颗粒压制成形，其形状为粒状或片状或球形或其他立体几何形状。

6、根据权利要求4所述的一种包裹型耐热缓释碳铵的制备方法，其特征在于：所述的干燥固化是将包裹致密的颗粒置于小于或等于室温的环境中至少24小时，然后室内放置至少24小时。

7、根据权利要求4所述的一种包裹型耐热缓释碳铵的制备方法，其特征在于：所述的干燥固化是将包裹致密的颗粒在小于或等于室温的环境中通过鼓风干燥1～2小时，然后室内放置至少24小时。

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