CN1884227A - 一种包膜控释颗粒肥的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包膜控释肥领域，公开了一种包膜控释颗粒肥的制备方法。包括：将2～4种有机化合物混合形成混合溶液；加入成膜激发剂和成膜促进剂构成成膜混合液；－20～50℃下，将成膜混合液均匀喷淋到颗粒肥表面，成膜混合液用量为颗粒肥重量的1～20％，5～120分钟后，在颗粒肥表面形成包膜。本发明利用化学反应，使有机化合物在颗粒肥表面原位成膜，所需要的设备简单、能耗低、包膜效率高，可在密闭环境中操作，不会引起环境问题。膜层特性，如厚度、渗透性、孔隙大小、空隙率等均可方便调控。可人为准确设计释放速率和模式与不同作物吸收相匹配的包膜控释肥。所需激发剂和促进剂容易获得，所制得包膜控释肥性能稳定，可长期保存。
Description
技术领域
本发明涉及包膜控释肥领域，具体的说，涉及一种包膜控释颗粒肥的制备方法。
背景技术
为了提高可溶化学肥料的利用率，并降低因化肥的使用对大气、土壤、地下水以及江河、湖泊的污染，在近几十年里，肥料的控释技术得到积极研究与开发。应用化肥颗粒的包膜形成包膜控释肥是研究得最多的技术，期望通过选择包覆膜材料、控制包覆膜的厚度、孔隙度、降解速度以及粒径大小等手段，达到实现化肥的释放速度与植物的吸收速度相当的目的。到目前为止，由于原料成本和包膜工艺等原因，使包膜控释肥价格高、从而使推广应用受到极大限制，包膜控释肥除了在园艺等较高档的作物栽培中得到应用外，还没有得到大面积推广。
目前的包膜工艺主要基于物理包膜途径。在国外，包膜肥的制备主要是聚合物树脂包膜。其大致过程是：首先需要用大量有机溶剂溶解树脂，然后将树脂溶液喷淋于流化状态下的颗粒肥表面，最后收集包膜肥和回收溶剂。颗粒肥的流化和有机溶剂回收都需要特殊设备和高能耗，还有可能引起环境污染。在国内，颗粒肥的包膜材料有硫磺、可胶结的无机粉末、以及树脂等。用硫磺和可胶结的无机粉末为包膜控材料，不仅包膜效率低，而且，包膜的厚度、肥料的释放速度难以控制；用聚合物树脂为材料也同样面临特殊设备、高能耗和可能引起环境污染等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有物理包膜方法的不足，基于化学反应提供一种操作简便、设备简单、营养成分释放特性可控的的包膜控释肥的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明利用化学反应，使有机化合物在颗粒肥表面原位成膜，所需要的设备简单、能耗低、包膜效率高，可在密闭环境中操作，不会引起环境问题。膜层特性，如厚度、渗透性、孔隙大小、空隙率等都可以方便调控。可人为准确设计释放速率和模式与不同作物吸收想匹配的包膜控释肥。具体制备方法如下步骤所示：
(1)将2～4种有机化合物混合形成有机混合溶液；
(2)将成膜激发剂和成膜促进剂加入到有机混合溶液中构成成膜混合液，所述成膜激发剂和成膜促进剂的加入量为有机混合溶液质量的1～20％；
(3)-20～50℃下，将成膜混合液均匀喷淋到颗粒肥表面，成膜混合液用量为颗粒肥重量的1～20％，5～120分钟后，在颗粒肥表面形成包膜。
优选地，步骤(1)中，所述的有机化合物选自如下化合物：苯乙烯、α-甲基丙烯酸甲酯、丙烯晴、丙烯酸、丙烯酸甲酯、α-甲基丙烯酸、衣糠酸、丙烯酰胺、α-甲基苯乙烯、醋酸乙烯、对磺酸苯乙烯、丙烯酸羟乙酯、α-甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、α-甲基丙烯酸羟丙酯、亚甲基双丙烯酰胺、亚乙基双丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯、α-甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸双环戊二烯乙氧基酯、甲基丙烯酸-α丁烯酯、甲基丙烯酸-3-甲基-3-丁烯酯、甲基丙烯酸烯丙基酯、乙二醇双丙烯酸酯、1，3-丁二醇双丙烯酸酯、1，4-丁二醇双丙烯酸酯、1，6-己二醇双丙烯酸酯、一缩乙二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、聚己二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二聚季戊四醇六丙烯酸酯。
优选地，步骤(2)中，所述的成膜激发剂选自如下化合物：过氧化氢、过氧乙酸、过氧化异丁酮、HDI缩二尿、HDI三聚体、TDI三聚体、异丙苯过氧化氢、特丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二特丁基、过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化特戊酸特丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化甲乙酮、过氧化乙酰丙酮中的一种或几种的混合物。
优选地，步骤(2)中，所述的成膜促进剂选自如下化合物：三乙基铝、三乙基硼、萘酸亚铜、十二硫醇、十八硫醇、三甲胺、三乙胺、苯胺、N-甲基苯胺、N、N-二甲基苯胺、N、N-二苯基甲胺、环烷酸钴、萘酸钴、异辛酸钴、N-甲基吗啉、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、环烷酸锌、环烷酸铅、四甲基胍、1，8-二氮杂双环[5、4、0]-7-十一碳烯、吡啶、苄基二甲胺、三乙醇胺、三乙烯基二胺中的一种或几种的混合物。
优选地，步骤(3)中，所述的颗粒肥选自如下肥料：颗粒尿素、颗粒硝铵、颗粒硫铵、颗粒氯化铵、颗粒碳铵、以及各种颗粒复合肥。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：传统的聚合物包膜需要大量的有机溶剂去溶解昂贵的膜材料、复杂的包膜设备和溶剂回收装置，以及包膜层厚度难以控制等，这些因素限制了包膜控释肥的推广应用。本发明利用化学反应，使有机化合物在颗粒肥表面原位成膜，所需要的设备简单、能耗低、包膜效率高，可在密闭环境中操作，不会引起环境问题。膜层特性，如厚度、渗透性、孔隙大小、空隙率等都可以方便调控。可人为准确设计释放速率和模式与不同作物吸收相匹配的包膜控释肥。包膜所需的有机化合物及激发剂和促进剂容易获得，所制得的包膜控释肥性能稳定，可长期保存。
具体实施方式
实施例1
(1)将苯乙烯、丙烯酸、醋酸乙烯、1，3-丁二醇双丙烯酸酯以1.0∶2.0∶0.5∶0.3的物质的量比例混合，得到5g混合溶液；
(2)将0.15g过氧化异丁酮、0.12g三乙胺加入(1)中的混合溶液中，制得成膜液；
(3)在20℃下将成膜液喷淋于100g复合肥(12-12-12)颗粒表面，40分钟后在颗粒肥表面形成包膜。
所得包膜肥膜层均匀，储存稳定，水中初期释放率为12％，施用方便。
实施例2
(1)将α-甲基丙烯酸甲酯、丙烯晴、甲基丙烯酸-α-丁烯酯、以1.5∶2.0∶0.5的物质的量比例混合，得到6g混合溶液；
(2)将0.10g十二硫醇、0.15g过氧乙酸加入(1)中的混合溶液中，制得成膜液；
(3)在30℃下将成膜液喷淋于100g平均粒径为3m的尿素颗粒表面，20分钟后在颗粒肥表面形成包膜。
所得包膜肥具有膜层均匀，储存稳定，水中初期释放率为10％，施用方便。
实施例3
(1)将丙烯酸羟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、1，4-丁二醇双丙烯酸酯、α-甲基丙烯酸甲酯以1.5∶2.0∶0.5∶2的物质的量比例混合，得到4g混合溶液；
(2)将0.10g四甲基胍、0.10g过氧化甲乙酮加入(1)中的混合溶液中，制得成膜液；
(3)在10℃下将成膜液喷淋于100g平均粒径为5mm的硫铵颗粒表面，8分钟后在颗粒肥表面形成包膜。
所得包膜肥具有膜层均匀，储存稳定，水中初期释放率为18％，施用方便。
实施例4
(1)将苯乙烯、丙烯酸甲酯、α-甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸双环戊二烯乙氧基酯以1.0∶1.0∶1.50.5的物质的量比例混合，得到6g混合溶液；
(2)将0.13g N-甲基吗啉、0.14g特丁基过氧化氢加入(1)中的混合溶液中，制得成膜液；
(3)在20℃下将成膜液喷淋于100g平均粒径为4mm的硫铵颗粒表面，12分钟后在颗粒肥表面形成包膜。
所得包膜肥具有膜层均匀，储存稳定，水中初期释放率为15％，施用方便。
Claims (5)
1、一种包膜控释肥的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将2～4种有机化合物混合形成有机混合溶液；
(2)将成膜激发剂和成膜促进剂加入到有机混合溶液中构成成膜混合液，所述成膜激发剂和成膜促进剂的加入量为有机混合溶液质量的1～20％；
(3)-20～50℃下，将成膜混合液均匀喷淋到颗粒肥表面，成膜混合液用量为颗粒肥重量的1～20％，5～120分钟后，在颗粒肥表面形成包膜。
2、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述的有机化合物选自如下化合物：苯乙烯、α-甲基丙烯酸甲酯、丙烯晴丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯晴、α-甲基丙烯酸、衣糠酸、丙烯酰胺、α-甲基苯乙烯、醋酸乙烯、对磺酸苯乙烯、丙烯酸羟乙酯、α-甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、α-甲基丙烯酸羟丙酯、亚甲基双丙烯酰胺、亚乙基双丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯、α-甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸双环戊二烯乙氧基酯、甲基丙烯酸-α-丁烯酯、甲基丙烯酸-3-甲基-3-丁烯酯、甲基丙烯酸烯丙基酯、乙二醇双丙烯酸酯、1，3-丁二醇双丙烯酸酯、1，4-丁二醇双丙烯酸酯、1，6己二醇双丙烯酸酯、一缩乙二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、聚己二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二聚季戊四醇六丙烯酸酯。
3、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述成膜激发剂为过氧化氢、过氧乙酸、过氧化异丁酮、HDI缩二尿、HDI三聚体、TDI三聚体、异丙苯过氧化氢、特丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二特丁基、过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化特戊酸特丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化甲乙酮、过氧化乙酰丙酮中的一种或几种的混合物。
4、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述成膜促进剂为三乙基铝、三乙基硼、萘酸亚铜、十二硫醇、十八硫醇、三甲胺、三乙胺、苯胺、N-甲基苯胺、N、N-二甲基苯胺、N、N-二苯基甲胺、环烷酸钴、萘酸钴、异辛酸钴、N-甲基吗啉、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、环烷酸锌、环烷酸铅、四甲基胍、1，8-二氮杂双环[5、4、0]-7-十一碳烯、吡啶、苄基二甲胺、三乙醇胺、三乙烯基二胺中的一种或几种的混合物。
5、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中，所述的颗粒肥选自如下肥料：颗粒尿素、颗粒硝铵、颗粒硫铵、颗粒氯化铵、颗粒碳铵、以及各种颗粒复合肥。
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