MXPA04009282A

MXPA04009282A - Fertilizador de nitrogeno de lenta liberacion.

Info

Publication number: MXPA04009282A
Application number: MXPA04009282A
Authority: MX
Inventors: Wright James
Original assignee: Georgia Pacific Resins
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2005-01-25
Also published as: CA2479614C; JP2005520564A; BR0308607B1; BR0308609B1; AU2003224717B2; EP1487254A4; MXPA04009230A; US6900162B2; CA2479614A1; EP1487761A2; KR20040102048A; AU2003233412B2; HK1080446A1; US6936681B1; US7213367B2; KR20040105786A; US20030220200A1; AU2003218151A1; KR101084819B1; JP4456875B2

Abstract

Un polimero de urea-fomaldehido particulado de lenta liberacion util como un fertilizador para aumentar el suministro extendido de nitrogeno necesario para crecimiento y desarrollo de plantas y un fertilizador granular hecho con el polimero de urea-formaldehido particulado.

Description

FE RTILIZADOR DE NITRÓGENO DE LENTA LIBERACIÓN Esta solicitud reclama el beneficio de la solicitud provisional 60/367,278 presentada el 26 de Marzo de 2002 y la solicitud provisional 60/379,402 presentada el 13 de Mayo de 2002.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una nueva fuente de nitrógeno de lenta liberación para aumentar el suministro de nitrógeno necesario para el crecimiento y desarrollo de plantas. La invención se refiere específicamente a una nueva fuente particulada de nitrógeno de lenta liberación , y al uso de la fuente de nitrógeno particulada para aumentar el crecimiento y desarrollo plantas, al suministrar nitrógeno nutriente en el periodo extendido de tiempo a plantas en desarrollo. La presente invención también se dirige al uso de la fuente particulada de nitrógeno de lenta liberación para formular un fertilizador granular.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El fertilizador con frecuencia se aplica como un sólido formulado (N-P-K), granular o polvo, o algunas veces como un líquido a un área a fertilizarse. Existen básicamente dos tipos de fertilizadores, fertilizadores solubles en agua y fertilizadores de "lenta liberación". Aunque los fertilizadores solubles en agua son generalmente menos costosos que los fertilizadores de lenta liberación, tienen la desventaja de lixiviar los nutrientes muy rápidamente en y a través del suelo. Algunos fertilizadores solubles en agua , sólidos pueden hacerse de lenta liberación por varios revestimientos. Alternativamente, una reducción en la disponibilidad de nitrógeno también puede obtenerse al utilizar inhibidores de enzima. Los fertilizadores de lenta liberación se diseñan para liberar nutrientes a plantas o suelo durante un periodo extendido de tiempo, que es más eficiente que múltiples aplicaciones de fertilizadores solubles en agua. Por lo tanto, los fertilizadores de lenta liberación (también referidos como liberación controlada o liberación extendida) minimizan la frecuencia con la cual las plantas deben fertilizarse así como también reducir o minimizar la lixiviación . Los productos de condensación de urea-formaldehído (UF) se utilizan ampliamente como fertilizadores de nitrógeno de lenta liberación en cultivos, plantas ornamentales y pastos. Los materiales fertilizadores de urea-formaldehído también pueden suministrarse ya sea como líquidos o como sólidos y son los productos de reacción de urea y formaldehído . Tales materiales generalmente contienen al menos 28% de nitrógeno, grandemente en una forma insoluble pero lentamente disponible. Los fertilizadores U F de liberación extendida (ureaforma) pueden prepararse al reaccionar urea y formaldehído a una temperatura elevada en una solución alcalina para producir ureas de metilol. Las ureas de metilol se acidifican entonces para polimerizar las ureas de metilol a ureas de metileno, q ue aumentan en longitud de cadena a medida que la reacción se deja continuar. Los pol ímeros de urea de metileno que los productos de condensación normalmente contienen tienen solubilidad en agua limitada y de esta manera liberan nitrógeno por todo un periodo extendido. La mezcla de polímeros de urea de metileno generalmente tienen un ra ngo de pesos moleculares y se entiende que se degradan lentamente por acción microbiana en nitrógeno soluble en agua. Los fertilizadores UF se evalúan usualmente por la cantidad y las características de liberación de su nitrógeno insolu ble en agua. U . S . 4,089 ,899 describe un fertilizador de nitrógeno de liberación controlada , sólido de tipo ureaforma, que consiste esencialmente de solamente dos fracciones de nitrógeno: nitrógeno soluble en agua y nitrógeno insoluble en ag ua fría. U. S . 3,677,736 describe una suspensión fertilizadora de urea-formaldehído. Otras descripciones de composiciones fertilizadoras de urea-formladehído, tanto formas sólidas como líquidas incluyen U. S. 4, 378,238, U.S . 4,554, 005, U .S. 5,039,328 , U .S. 5,266,097, U.S . 6,432 , 1 56 y U. S. 6 ,464,746. Los fertilizadores que contienen nitrógeno granular se han producido comercialmente por una variedad de técnicas utilizando prod uctos de nitrógeno solubles en agua, tales como urea , nitrato de potasio y fosfato de amonio. Las ventajas prácticas del manejo, mezclado y almacenamiento de tales gránulos fertilizadores se conocen y documentan bien . La preparación de fertilizadores granulares utilizando fertilizadores U F de lenta liberación también se ha descrito en la técnica anterior.

La presente invención propone proporcionar una nueva fuente de un nitrógeno de lenta liberación particulado (UF) como un ferti lizador de plantas y utilizar tales partículas para formar composiciones fertilizadoras granulares.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Figura 1 es una gráfica que muestra los resultados del lisimetro (velocidad de liberación de nitrógeno) durante un periodo de tiempo de seis (6) meses para el polvo de polímero UF (particulado) de la presente invención en comparación con varias fuentes comercialmente disponibles de fertilizadores de nitrógeno . Fig ura 2 es una fotomicrográfica de las semillas de cañuela alta que tienen un revestimiento adherente que contiene partículas de nitrógeno de lenta liberación de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Como se observa arriba, la presente invención se dirige a una fuente particulada de nitrógeno de lenta liberación (partículas de polímero de u rea-formaldeh ído (UF o ureaforma)) para aumentar el suministro de nitrógeno necesario para el crecimiento y desarrollo de plantas. La invención específicamente se refiere a partículas (UF) de nitrógeno de lenta liberación y al uso de las partículas para aumentar el crecimiento y desarrollo de plantas. Las partículas de nitrógeno de lenta liberación de la presente invención pueden utilizarse en una variedad de aplicaciones, por ejemplo, pueden adherirse a la superficie de una semilla, o en la superficie de un material agregado, tal como arena, utilizando un aglutinante adhesivo; pueden utilizarse para preparar un fertilizador g ranular; pueden utilizarse como una inmersión de ra íz o en un remojo de suelo; o pueden utilizarse como un aditivo de suelo. En todavía otra modalidad , las partículas de nitrógeno de lenta liberación pueden tener uso en nutrición animal y podrían utilizarse para revestir urea , u otro material alimenticio animal. Debido al carácter de lenta liberación de la partícula de nitrógeno de la presente invención, más de veinte veces la cantidad de fertilizador de nitrógeno puede suministrarse en muchas aplicaciones de fertilizador que podrían ser posibles utilizando fertilizadores de nitrógeno de rápida liberación comunes, disponibles en la técnica anterior, tales como urea o ureas de metilol, sin dañar las semillas o plantas en desarrollo (efecto fitotóxico). Las partículas de polímero UF de n itrógeno de lenta liberación utilizadas de la presente invención se preparan al reaccionar, en un ambiente acuoso, urea y formaldehído en una proporción molar de urea:formaldeh ído de aproximadamente 1 :1 . El amoniaco puede ser un reactivo opcional, como se entenderá por aquellos expertos en la materia, en una cantidad de hasta aproximadamente 25% en peso del polímero UF formado, usualmente en una cantidad por debajo de aproximadamente 10% en peso, pero en la modalidad preferida de la presente invención amoniaco no se utiliza del todo. Para preparar las partículas de polímero UF de la presente invención, urea y formaldehído se reaccionan en mezcla a una proporción molar de aproximadamente 1 : 1 , por ejemplo a una proporción molar de UF ampliamente en el rango de 0.7: 1 <U: F<1.25: 1 y más preferentemente en el rango de 0.83: 1 <U: F<1 .1 : 1 . La fase "a una proporción molar de aproximadamente 1 : 1 " se propone incluir estos rangos de proporción molar. Los resultados particularmente buenos se han obtenido a una proporción molar U: F entre 0.95: 1 y 1 .05: 1 . En la etapa inicial para preparar el polímero UF, la reacción entre urea y formaldehído se conduce en una manera para producir ureas de metilol. Los métodos para hacer esto se conocen bien por aquellos expertos en la materia y cualquiera de tales métodos conocidos puede utilizarse. Por ejemplo, la reacción entre la urea y formaldehído puede promoverse al mantener la mezcla acuosa inicialmente a pH alcalino moderado, con un pH en el rango de aproximadamente 7 a 9 siendo adecuado y con un pH más usualmente entre aproximadamente 7.5 y 8.5, para promover la formación de ureas de metilol. Dado el nivel de alcalinidad inherente de la urea, cualquier ajuste de pH requerido puede realizarse utilizando ya sea un ácido o una base. La formación inicial de ureas de metilo generalmente puede conducirse a una temperatura de reacción ampliamente en el rango de 70°F a 175°F (aproximadamente 20°C a aproximadamente 80°C), con una temperatura de reacción en el rango de 90°F a 160°F (aproximadamente 30°C a aproximadamente 70°C) más usualmente empleada. El pH puede ajustarse utilizando ácidos y bases comercialmente disponibles tale como hidróxido de sodio (cáustico) y ácido sulfúrico y cualquier material que puede alterar el pH es adecuado para este propósito. La reacción de pH también puede mantenerse (regularse) o ajustarse al agregar tales compuestos alcalinos como trietanolamina, bicarbonato de potasio o sodio, carbonato de potasio o sodio, u otros hidróxidos de metal álcali, tal como hidróxido de potasio e hidróxido de litio. Alternativamente (aunque no se prefiere generalmente), la metilolación también puede hacerse a un pH ácido, tal como en el rango de pH de 5.0 a 6.0, como se reconocerá por aquellos expertos en la materia y la presente invención no se limita por la manera que se conduce la metilolación inicial. Después de la formación inicial de ureas de meti lol, el polímero U F naciente se condensa entonces a un punto en donde el polímero se vuelve insoluble en el ambiente acuoso. Este resultado preferentemente se realiza al acidificar rápidamente las ureas de metilol, a un pH debajo de aproximadamente 6, preferentemente debajo de aproximadamente 5 y usualmente a un pH debajo de aproximadamente 4, pero arriba de aproximadamente 1 . Un pH en el rango de 2.5 a 4.0 ha probado ser adecuado. Cualquier ácido orgánico o inorgánico que será inferior al pH puede utilizarse. Particularmente adecuado es un ácido fuerte, tal como un ácido mineral y un ácido orgánico tal como los ácidos carboxílicos más fuertes. De esta manera, los ácidos adecuados incluyen ácido fórmico, ácido acético, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico y ácido hidroclórico. Sin embargo, en sus aspectos más amplios la presente invención no se limita por la manera de polimerización adicional de las ureas de metilol y la ú ltima insolubilización se conduce y obtiene . Con objeto de producir un rango útil de tamaños de partícula de polímero UF, la mezcla acuosa de las ureas de metilol se mezcla preferentemente en la presencia de un agente dispersor durante la etapa de rápida polimerización que conduce a insolubilización, tal como la etapa de rápida acidificación, aunque debe ser posible obtener un resultado similar al mantener un nivel suficientemente alto de agitación (alta cortante) durante la reacción en la ausencia de cualquier agente dispersor. La dispersión resultante de partículas de polímero UF formadas de la polimerización que ocurre, por ejemplo, después de la acidificación, puede utilizarse entonces directamente (posiblemente después de algún espesamiento, o enriquecimiento de concentración), es decir, como una dispersión, para revestir la semilla o arenar, para tratar raíces, como un remojo de suelo o aditivo de suelo, o para formar un fertilizador granular, o alternativamente (y preferentemente) la dispersión de polímero UF puede recuperarse y aislarse de la dispersión para producir un polvo de polímero UF, que se utiliza entonces en cualquiera de las diversas aplicaciones observadas arriba. Los particulados UF formados de esta manera tienen aproximadamente 36% en peso de nitrógeno. Particularmente en la modalidad preferida, la mayoría del nitrógeno se une químicamente en los particulados de polímero UF y de esta manera está agronómicamente no disponible hasta que los microorganismos, principalmente bacterias, enzimáticamente (por ejemplo, utilizando ureasa y nitrogenasa) degradan el polímero en una forma utilizable por una planta en crecimiento. Esta es la propiedad que conduce al marcado del polímero UF de "lenta liberación" o "liberación extendida". Una cantidad pequeña del nitrógeno, típicamente en el orden de 5% en peso del particulado, puede ser de la variedad de rápida liberación (por ejemplo, principalmente urea sin reaccionar) y de esta manera puede estar inmediatamente disponible a una semilla o planta. Debido a que el políméro UF tiene aproximadamente 5% de nitrógeno de rápida liberación , sin embargo, la oportunidad de sobre fertilización utilizando la fuente de nitrógeno particulada de la presente invención es mínima. Sin embargo, si se desea , las condiciones de reacción (incluyendo la proporción molar de reactivos) y/o el grado de la reacción también puede ajustarse de manera que una cantidad más alta de urea libre está presente en/con las partículas de polímero UF, hasta aproximadamente 1 0% en peso, como una manera para suministrar nitrógeno más inmediatamente disponible para un desarrollo inicial más rápido o efecto de la acción de verdear. Tales ajustes se encuentran bien dentro de la experiencia de la materia en vista de la presente descripción. Los practicantes expertos reconocen que los reactivos de urea y formaldehído utilizados para hacer el polímero UF de esta invención se encuentran comercialmente disponibles en muchas formas. Cualquier forma de estos materiales, que pueden reaccionar con el otro reactivo y que no introduce porciones extrañas dañinas para la reacción deseada y producto de reacción , puede utilizarse en la preparación de partículas de polímero de urea-formaldehído, de nitrógeno de lenta liberación de la invención . Formaldehído está disponible en muchas formas. Soluciones de paraforma (formaldehído poltmerizado, sólido) y de formalina (soluciones acuosas de formaldehído, algunas veces con metanol , en 37 por ciento, 44 por ciento, o 50 por ciento de concentraciones de formaldehído) son fuentes comúnmente utilizadas de formaldehído. Formaldehído también puede estar disponible como un gas. Cada una de estas fuentes de formaldehído es adecuada para utilizarse en la preparación de polímero UF de esta invención . Generalmente, para facilidad de uso, las soluciones de formalina se prefieren como la fuente de formaldehído. Además, algo del formaldehído puede reemplazarse con otro aldehido, tal como acetaldehído y/o propilaldeh ído que pueden reaccionarse con urea . Glioxal puede utilizarse en lugar de formaldehído, como también otros aldehidos no enumerados específicamente. Urea también está disponible en muchas formas. La urea sólida , tal como prilo, y soluciones de urea, típicamente soluciones acuosas, se encuentra comercialmente disponibles. Además, la urea con frecuencia se combina químicamente con formaldeh ído en la forma de un concentrado de urea-formaldehído, tal como UFC 85, o como una solución comercialmente disponible que contiene aproximadamente 25 por ciento en peso de urea, aproximadamente 60 por ciento en peso de formaldehído, y aproximadamente 1 5 por ciento en peso de agua, disponible bajo la marca comercial STA-FOR 60.®. Cada una de estas fuentes de urea puede utilizarse para preparar el polímero UF de esta invención. La reacción de condensación de urea-formaldehído que resulta en las partículas de pol ímero UF de esta invención se conduce preferentemente en un ambiente acuoso. Como se observa arriba, la reacción se conduce hasta que el polímero de urea-formaldeh ído en crecimiento se vuelve ¡nsoluble en el medio de reacción acuoso. Un agente dispersor se incluye preferentemente en el agua para facilitar la producción de partículas de polímero pequeñas por la reacción. Un dispersor adecuado es la línea de dispersores DAXAD comercialmente disponibles de Hampshire Chemicals, una subsidiaria de Dow Chemical Company. Una de las clases de estos dispersores es un sulfonato de naftaleno condensado. Tanto las especies de bajo peso molecular como de alto peso molecular de esta línea de producto se han mostrado adecuadas, tal como DAXDAD 19. Una variedad de otros dispersores, o agentes tensoactivos también pueden utilizarse, incluyendo aquellos que pueden clasificarse como amónicos, tales como poliacrilatos (también disponibles bajo la marca DAXAD - tal como DAXAD 30 de Hampshire Chemicals). Los compuestos dispersores catiónicos y no iónicos también pueden utilizarse. Los materiales alternativos adecuados pueden identificarse utilizando experimentación de rutina. La naturaleza del dispersor/agente tensioactivo específico no es crítica. Otro ejemplo sería una sal de lignosulfonato o lignina. También es posible distribuir con el uso dé cualquier dispersor, siempre que el medio de reacción se agite suficientemente (alta cortante) durante la reacción de condensación UF para promover la formación de partículas de polímero pequeñas. La cantidad de dispersor para incluir en la solución acuosa de urea de metilol al momento de la reacción de insolubilización puede determinarse fácilmente por aquellos expertos en la materia. La cantidad depende de algún grado en el dispersor particular elegido para utilizar y la concentración de urea metilol en el medio de reacción acuoso. Generalmente, los reactivos de formaldehído y urea y el vehículo de agua se proporcionan en cantidades para producir una concentración de urea de metilo! que proporciona por último una dispersión de partículas de polímero UF a aproximadamente un 20% en peso de concentración sólida hasta aproximadamente 60% en peso de sólidos. Más usualmente, los materiales se proporcionan de manera que la dispersión de polímero UF es entre aproximadamente 30% y 55% en peso de sólidos. Preferentemente, la dispersión de partículas de polímero UF se prepara a aproximadamente un 40% en peso de concentración de sólidos. Bajo estas condiciones, el agente de dispersión se suministra generalmente a una concentración de entre aproximadamente 0.1 % y 5% en peso, y usualmente en al menos aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 2% en peso. El tamaño de partícula del material particulado de polímero UF puede variar casi ampliamente. En general, un tamaño particular se dicta por la aplicación específica para la cual la partícula está por utilizarse. En algunas aplicaciones, tal como cuando se utiliza como un aditivo de suelo, el tamaño de partícula es menos crítico que cuando puede utilizarse por ejemplo en un revestimiento de semilla en donde probablemente sería deseable tener un tamaño de partícula más pequeño que la semilla por sí misma y usualmente más pequeño que la semilla. La producción de partículas UF pequeñas ayuda a uno a obtener mejor un grado deseado y necesario de adhesión de tales partículas en tales aplicaciones. Al utilizar el método preferido para hacer el polímero UF en la presencia de un dispersor, es fácil producir más de las partículas UF suficientemente pequeñas para pasar a través de una pantalla de malla 100 (U.S. o Tyler), y generalmente tendrán al menos una mayor porción que también pasa a través de una pantalla de malla 200. De esta manera, la mayoría dé las partículas de polímero UF serán más pequeñas que aproximadamente 1 50 micrones y un gran número de ellas pueden ser más pequeñas que aproximadamente 75 micrones. Aunque no existe virtualmente un límite inferior al tamaño de partícula de polímero UF para practicar la invención; como una materia práctica, la mayoría de las partículas serán más grandes que un micrón. La mayoría de las partículas, preparadas utilizando el procedimiento y materiales observados arriba, tienen un tamaño de partícula en el rango de 10 a 80 micrones, con un tamaño de partícula promedio numérico entre aproximadamente 25 y 35 micrones. Un tamaño de partícula promedio numérico de aproximadamente 30 micrones es demasiado común. En la práctica amplia de esta invención, la dispersión acuosa de partículas de polímero UF puede utilizarse directamente para la amplia variedad de aplicaciones disponibles, tales como semillas de revestimiento o arena de revestimiento, o las partículas UF sólidas podrían aislarse de la dispersión antes de usarse. En algunos casos, puede ser más fácil y más efectivo en costo utilizar la dispersión directamente. Sin embargo, existe un deseo de aislar las partículas, y que puede preferirse en algunas aplicaciones, entonces de acuerdo a ios aspectos más amplios de la invención, cualquier manera de aislar las partículas de polímero UF de la dispersión de polímero UF acuosa, puede utilizarse. Por ejemplo, las partículas de polímero UF en la dispersión pueden aislarse mediante filtración y secado en horno, o por evaporación de película delgada. Cuando se utilizan esta últimas técnicas, puede entonces ser necesario reducir el tamaño de partícula de los sólidos recuperados, por ejemplo mediante trituración, para obtener un tamaño de partícula deseado o distribución de tamaño para una aplicación específica. Otra manera, con frecuencia preferida, de aislar o recuperar las partículas de polímero UF de la dispersión de UF formada por la polimerización de urea y formaldehído como se describe arriba, es por secado por rocío. Como se utiliza en la presente, los términos "secador de rocío" y "secado por rocío" se refiere al proceso técnicamente sofisticado de atomizar (en la forma de gotas finalmente divididas) la dispersión UF o pasta en una corriente de gas (con frecuencia una corriente de aire caliente) bajo condiciones de temperatura controlada y bajo condiciones de contacto gas/líquido específicas para efectuar la evaporación de agua de las gotas atomizadas y producción de un producto sólido particulado seco. El secado por rocío como se utiliza en la presente se lleva a cabo típicamente con boquillas de presión (atomización de boquilla) o atomizadores centrífugos que operan a altas velocidades (por ejemplo, disco giratorio). A pesar de la generación de alta velocidad de las gotas, un secador de rocío se diseña de manera que Jas gotas no contactan la pared del secador de rocío bajo procedimientos de operación apropiados. Este efecto se logra por un equilibrio preciso de velocidad del atomizador, flujo de aire, dimensiones del secador de rocío de altura y diámetro, y medios de entrada y salida para producir un flujo ciclónico de gas, por ejemplo, aire en la cámara. Un atomizador de impulsos también puede utilizarse para producir las gotas pequeñas necesarias para facilitar la evaporación del agua. En algunos casos, puede ser deseable incluir un promotor de flujo , tal como material de aluminosilicato, en la dispersión acuosa que se procesa en un secador de rocío simplemente para facilitar el manejo y transporte subsecuente del polvo UF secado por rocío (por ejemplo, para evitar el agrupamiento). Además del nitrógeno de lenta liberación, las partículas sólidas de polímero UF, una variedad de otros aditivos, incluyendo otros materiales particulados agrícolamente aceptables, también pueden combinarse con las partículas de polímero UF en la variedad de aplicaciones botenciales. Algu nos materiales pueden mostrar un alto g rado de solubilidad en agua, y de esta manera pueden mezclarse con la -dispersión de polímero UF antes de su uso. De hecho, en algunos casos, uno puede ser capaz de mezclar tales materiales, especialmente los materiales solubles en agua , con la dispersión de polímero U F antes del secado por rocío. Incluidos en los materiales que pueden utilizarse en combinación con las partículas de polímero se encuentran los materiales comúnmente utilizados en los cuales las semillas se plantan , o en las cuales una planta está en desarrollo. Tales materiales pueden incluir carbonato de calcio (cal agrícola) en sus diversas formas para agregar preso y/o elevar el pH de suelos ácidos; compuestos que contienen metal y minerales tales como yeso , silicatos metálicos y quelatos de varios metales micronutrientes tales como hierro, zinc y manganeso; talco ; azufre elemental; carbono activado, que puede actuar como u n revestimiento "más seguro" para proteger contra químicos potencialmente dañinos en el suelo; pesticidas, herbicidas y funguicidas para combatir o prevenir los insectos indeseados, maleza y enfermedad, polímeros super absorbentes, agentes de mecha , agentes humectantes, estimuladores de plantas para acelerar el crecimiento, un fertilizador tipo inorgánico (N-P-K), fuentes de fósforo, fuentes de potasio, y fertilizadores orgánicos, tal como urea como una manera de suministrar nitrógeno más inmediatamente disponible para un efecto de acción de verdear inicial más rápido, agentes tensioactivos, iniciadores, estabilizadores, degradantes, antioxidantes, estabilizadores UV, agentes de reducción, colorantes y plastificantes. Las mezclas de estos materiales particulados diferentes pueden por supuesto emplearse. En u na modalidad preferida , descrita en más detalle a continuación , uno o más de estos materiales se combina con las partículas de polímero UF de la invención para producir sólidos fertilizadores granulares. De esta manera, en la práctica amplia de esta invención, ya sea la dispersión acuosa de partículas de nitrógeno de liberación lenta por sí misma, o más preferentemente el polímero UF en polvo aislado, nitrógeno de lenta liberación , recuperado de la dispersión acuosa, preferentemente por secado por rocío, se utiliza entonces en la aplicación deseada. En una aplicación, las partículas de polímero UF pueden utilizarse par revestir semillas u otros agregados sólidos utilizando un adhesivo, en la práctica amplia de esta modalidad, la naturaleza del aglutinante adhesivo no es estrechamente crítica. Cualquier material adhesivo biocompatible debe ser adecuado. En base a esas características, las clases de adhesivos que pueden utilizarse potencialmente como el aglutinante adhesivo en las diversas aplicaciones incluyen, pero no se limitan a, pegamentos de cuero de animal, celulosas incluyendo celulosas de etilo, celulosas de metilo, celulosas de hidroximetilo, celulosas de hidroxipropilo, celulosas de propil hidroximetilo, celulosas de metil carboxi, alcoholes de polivinilo y copolímeros de alcohol de polivinilo, dextrinas, malto-dextrinas, alginatos, azúcares, molasas, pirrolidonas de polivinilo, acetatos de polivinilo y copolímeros de acetato de polivinilo, polisacáridos, grasas, aceites, proteínas, gomas arábigas, lacas, cloruros de vinilideno, copolímeros de cloruro de vinilideno, lignosulfonatos, almidones, polímeros de acrilato y copolímeros, tales como acrilatos de polivinilo, zeinas, gelatinas, quitosan, polímeros de óxido de etileno, polímeros de acrilamida y copolímeros, acrilatos de polihidroxietilo, polímeros de metilacrilamida , policloroprenos, copolímeros de poli (éter vinil metilo)-anhídrido maléico, copolímeros de vinilpirrolidona/estireno, copolímeros de acetato de vinilo/acrilato de butilo, copolímeros de estireno/éster acrílico, copolímeros de acetato de vinil/etileno y polímeros de poliuretano. Los materiales de silicona degradables como se describen en U.S. 4,753,035 también pueden utilizarse. Todavía otros materiales, incluyendo materiales inorgánicos naturales tal como gei de sílice y arcilla pueden también ser adecuados en algunas aplicaciones como será fácilmente aparente para aquellos expertos en la materia . En una modalidad preferida de la invención , las partículas de polímero se utilizan para preparar un fertilizador compuesto como partículas granulares. Las partículas granulares pueden prepararse al combinar las partículas de polímero UF con uno o más sólidos de aumento.

Los sólidos de aumento fertilizadores preferentemente contienen u na fuente de fósforo y una fuente de potasio. La fuente de potasio puede ser pota (cloruro de potasio) o sus sulfatos, que se encuentran comercialmente disponibles, tales como sulfato de pota ("SOP") o el sulfato de pota-magnesio ("SPM"). La fuente de fósforo puede ser fosfato de monoamoniaco ("MAP"), fosfato de amonio ("DAP"), o fosfato triple super ("TSP"), todos de los cuales se encuentran generalmente disponibles de fuentes comerciales. Las cantidades de nitrógeno, fósforo, y potasio incluidas en los gránulos fertilizadores finales son críticas y típicamente variarán de 0% a aproximadamente 60% para cada componente. Más preferentemente, entre aproximadamente 1 -100% de nitrógeno de lenta liberación, 0-60% de una fuente de potasio, y 0-60% de una fuente de fósforo se incluyen en los gránulos fertilizadores finales. Además de los sólidos que aumentan el fertilizador de fósforo y potasio también incluyen preferentemente otros componentes fertilizadores y/o nutrientes (incluyendo materiales previamente identificados) tales como hierro, manganeso, calcio, micronutrientes y lo similar. Las formas y fuentes de estos componentes adicionales se conocen por personas expertas en la materia , y las cantidades apropiadas pueden seleccionarse para incluirse en los gránulos fertilizadores sin experimentación indebida. En este aspecto, la descripción de E. U . 5, 797 ,976, que proporciona una lista extensiva de sólidos que aumenta el fertilizador para aumentar el crecimiento y desarrollo de plantas, se incorpora en la presente para referencia en su totalidad para esta descripción.

Para preparar los gránulos fertilizadores, las partículas de polímero UF se combinan con uno o más de los sólidos que aumentan el fertilizador y un aglutinante y después mezclar para granular los ingredientes en gránulos más o menos homogéneos. En muchas aplicaciones, como se entiende bien por aquellos expertos en la materia de granulación , el agua plena puede utilizarse como el aglutinante simplemente al humectar los componentes secos para realizar la granu lación . El agua puede proporcionarse a temperatura ambiente, o puede calentarse para proporcionar energía adicional para el proceso de granulación. De acuerdo a un proceso, los ingredientes fertilizadores secos , incluyendo las partículas de polímero UF, se combinan y mezclan hasta que una mezcla bien mezclada de los ingredientes se obtenga. Los sólidos que aumentan la fertilización de un tamaño apropiado para granulación , como se conoce bien por aquellos expertos en la materia de granulación , pueden comprarse de fuentes comerciales, o pueden obtenerse al apretar o triturar partículas de tamaño más grande y seleccionar por tamaño. Los ingredientes secos pueden mezclarse al girar en un mezclador giratorio, aunque otros métodos de mezclado pueden utilizarse. Por ejemplo , el mezclado en un mezclador de cojinete o en una cinta u otro tipo de mezclador de grupos pueden preferirse en ciertos casos. Después de mezclar los ingredientes para obtener una mezcla casi uniforme, un aglutinante se agrega a la mezcla de partículas, por ejemplo como se observa arriba, las partículas pueden simplemente humectarse, y después se mezclan además para comenzar el proceso de granulación . Para obtener el fertilizador granular, uno normalmente emplearía un granulador que somete a las partículas a una acción de giro durante la granulación. Tales granuladores tipo giratorio incluyendo granuladores tipo plato, granuladores tipo tambor, o granuladores tipo agitador (tipo sacudida) en los cuales los cojinetes o paletas de agitación giran en un envase. Como se reconoce por aquellos expertos en sólidos de granulación, las partículas mezcladas pueden humectarse al rociarlas con vapor para calentar las partículas simultáneamente durante la humectación. Alternativamente, las partículas mezcladas pueden humectarse con agua plena , que pueden rociarse sobre la mezcla de partículas. En todavía otra modalidad , una solución de un adhesivo, tal como una solución de urea de metilol, o una solución de uno o más adhesivos agrícolamente aceptables identificados anteriormente, se utiliza como el aglutinante (humectante). Cualquiera de aquellos aglutinantes pueden utilizarse solos, o en combinación con otros. Sin considerar si el vapor, agua, u otro aglutinante se utiliza , la humectación con el aglutinante y el mezclado preferentemente tiene lugar en un vaso u otro granulador mezclador de manera que las partículas se humectan uniformemente. Como se entiende por los trabajadores expertos, la cantidad de aglutinante/humectante agregado a los gránulos debe controlarse; muy poco o mucho aglutinante siendo dañino para la integridad del granulo final. La temperatura durante la granu lación no es estrechamente crítica. Los ingredientes secos se mezclan con aglutinante hasta q ue las partículas homogéneas de gránulos fertilizantes, es decir, gránulos que contienen la mayoría, sino es que todos, los componentes fertilizadores, se obtienen. En la mayoría de los casos, los gránulos fertilizadores contienen, además de las partículas de polímero UF de la presente invención, una fuente de fósforo y una fuente de potasio. Aquellos expertos en la materia reconocen que no todos los gránulos contendrán la misma proporción de todos los componentes, pero se prefiere que la mayoría de los gránulos incluyan cada ingrediente. El tamaño de partícula deseado de los gránulos se dicta generalmente por la aplicación particular del fertilizador resultante. Los tamaños de partícula de granulo en el rango de 20 mils a 250 mils (aproximadamente 0.5 a aproximadamente 6.0 mm) son típicos. Para obtener los gránulos que tienen un tamaño de partícula más pequeño, uno típicamente iniciaría el proceso de granulación utilizando ingredientes en polvo que tienen un tamaño de partícula más fino. El tamaño de partícula se controla al ajusfar apropiadamente la cantidad de aglutinante y la tasa de adición, las condiciones de operación del granulador y el tiempo de granulación. Después de granulación, los gránulos pueden alimentarse a un secador para facilitar la producción final y recuperación del fertilizador granulado. Por ejemplo, uno puede emplear un secador de tambor giratorio con una temperatura de zona de secado entre 100° y 250°F (aproximadamente 40° a aproximadamente 1 20°C), usualmente entre aproximadamente 185°F y 200°F (entre 85°C y 95°C). Después de secar, el material se enfría a temperatura ambiente, y después se pasa a un aparato de selección para separar los gránulos que satisfacen las especificaciones de tamaño deseadas. Los gránulos de sobre tamaño y finos pueden reciclarse a la etapa de granulación , con gránulos de sobre tamaño triturándose o apretándose primero. De acuerdo a este proceso un fertilizador de nitrógeno de lenta acción , granular puede obtenerse, que es excelente en las propiedades físicas para utilizarse como un fertilizador, que tiene una dureza aceptable con rompimiento mínimo. La cantidad de partículas de polímero UF de la invención utilizada en cualquier aplicación particular puede variar casi ampliamente, pero usualmente dependerá de la aplicación particular y su necesidad de fertilización de nitrógeno, así como también la presencia opcional de otros particulados y sólidos más allá de las partículas de polímero U F esenciales de la presente invención. Las partículas de polímero de la presente invención, y los gránulos fertilizadores relacionados son útiles para fertilizar una amplia variedad de semillas y plantas, incluyendo semillas utilizadas para desarrollar cultivos para consumo humano, para ensilaje, o para otros usos ag rícolas. Sin embargo, virtualmente cualquier semilla o planta puede tratarse de acuerdo con la presente invención utilizando partículas de polímero U F de la presente invención , tales como cereales, vegetales, ornamentales, con iferas, café, pastos, forrajes y frutas, incluyendo cítricos. Las plantas que pueden tratarse incluyen granos tales como cebada, avena y maíz, girasol, caña de azúcar, nabo, alazor, lino, pasto canario, tomates, semilla de algodón, cacahuates, semilla dé soya , trigo, arroz, alfalfa, sorgo, frijol, brócoli, repollo y zanahoria. Se entenderá que aunque la invención se ha descrito junto con modalidades específicas de la misma, la descripción anterior y ejemplos se proponen para ilustrar, pero no limitar el alcance de la invención . Otros aspectos, ventajas y modificaciones serán aparentes para aquellos expertos en la materia a los cuales pertenece la invención, y estos aspectos y modificaciones se encuentran dentro del alcance de la invención, que se limita solamente por las reivindicaciones anexas. EJEMPLO 1 Una dispersión de urea-formaldehído (UF), adecuada para producir partículas de polímero UF de la presente invención, se prepara como sigue. Agua (32.3 partes en peso) y una solución acuosa al 50% de formaldehído (31 .8 partes en peso) se agregan a un envase de reacción equipado con reflujo al vacío, un calentador y un mezclador. Aunque se ajusta la temperatura de la mezcla acuosa agitada a 100°F, su pH también se ajusta a aproximadamente 7.0 (6.8 a 7.2) utilizando ya sea 50% de (NaOH) cáustico, o 35% de ácido sulfúrico, según sea necesario. Una vez que la mezcla acuosa se ha calentado a 100°F (aproximadamente 38°C), 31 .8 partes en peso de urea también se agrega y se continua el mezclado. La temperatura de la mezcla acuosa agitada se incrementa entonces a 120°F (aproximadamente 50°C) y mantiene por un tiempo (usualmente aproximadamente 15 minutos) suficiente para disolver la urea. Aunque se mantiene la temperatura de la mezcla agitada a 120°F (aproximadamente 50°C), el pH se ajusta a dentro del rango de 8.0 a 8.4, de nuevo, utilizando ya sea 50% de (NaOH) cáustico, o 35% de ácido sulfúrico según sea necesario. Utilizando, según sea apropiado, una combinación del calentamiento externo y exotermo de reacción, la mezcla de reacción se calienta a una temperatura de 1 58°F y la temperatura se controla utilizando reflujo al vacío. El pH de la mezcla se ajusta, según sea necesario, a aproximadamente 7.8 a 8.2, utilizando ya sea 50% de (NaOH) cáustico, o 35% de ácido sulfúrico. La mezcla agitada se mantiene a una temperatura de aproximadamente 158°F (70°C) por aproximadamente 30 minutos y él pH continua por ajustarse, según sea necesario, a aproximadamente 7.8 a 8.2, utilizando ya sea 50% de (NaOH) cáustico, o 35% de ácido sulfúrico de manera que los reactivos forman ureas de metilol. Aunque se continua la agitación, la mezcla acuosa se enfría a aproximadamente 105°F (aproximadamente 40°C) y un dispersante (una parte en peso de DAXAD 19) se agrega mientras el grupo se enfría. Al alcanzar 1 05°F (aproximadamente 40°C), el grupo se coloca bajo vacío completo. Aunque se mantiene el vacío completo y se aplica enfriamiento al grupo agitado, el pH de la mezcla acuosa se ajusta, tan rápido como sea posible, a un pH de aproximadamente 3.3 a 3.5, utilizando 35% de ácido sulfúrico, punto en el cual el grupo puede ser exotérmico a una temperatura arriba de 175°F (aproximadamente 80°C) antes de que subsista el exotermo. Este procedimiento causa rápida condensación de las ureas de metilol a un polímero de red sólido. Después de completar el ajuste de pH, la temperatura de la mezcla acuosa se enfría a 105°F (aproximadamente 40°C) tan rápido como sea posible mientras se mantiene por 20 minutos. Después del periodo de mantenimiento de 20 minutos, el pH de la mezcla acuosa se ajusta a 6.5 a 7.5, utilizando ya sea 50% de (NaOH) cáustico, o 35% de ácido sulfúrico, según sea necesario, y después sea descargado para almacenamiento. La dispersión de polímero UF a aproximadamente 38 por ciento en peso. Los sólidos deben agitarse durante su almacenamiento. EJ EMPLO 2 La dispersión hecha de acuerdo con el ejemplo 1 puede secarse por rocío para producir partículas de polímero UF. Un secador de rocío Niro P6 puede alimentarse con 15 libras por hora de la dispersión del ejemplo 1 . El secador de rocío recibe una corriente de gas de entrada a una velocidad de flujo de aproximadamente 41 5 pies cúbicos estánd ar por minuto y una temperatura de 330-340°F (165-170°C). La temperatura de salida del secador de rocío se mide como 75-95°F (25-35°C). El producto particulado de polímero U F recuperado (a aproximadamente 1 % en peso de hu medad) tuvo tamaños de partícula distribuidos de 1 0 a 80 micrones, con un tamaño promedio numérico de 30 micrones. EJEMPLO 3 Utilizando un secador de rocío de dimensión industrial Niro (ON 030-5051 ), una dispersión de pol ímero UF hecha de acuerdo con el ejemplo 1 teniendo aproximadamente un 38% en peso de contenido de sólidos, a una temperatura de 28°C y una velocidad de alimentación de 1 00 Ibs/minuto se seca por rocío con la rueda atomizadora operando a 1 3,000 RPMs. Aire, a una velocidad de flujo de 49,400 pies cú bicos estándar por minuto y a una temperatura de 186°C se suministra al secador de roció. La temperatura de aire de salida se midió como 88°C . Las partículas de polímero UF secado por rocío se recuperan del secador de rocío. EJEMPLO 4 Con objeto de valorar del desempeño de liberación del polvo UF de la presente invención, el producto de polvo UF secado por rocío del ejemplo 3 se prueba en un lisimetro de incubación, un procedimiento desarrollado por el Dr. Jerry Sartain de la Universidad de Florida. Un lisimetro individual es simplemente una pieza de 12 pulgadas de largo de tubería PVC de 3" de diámetro. El tubo tiene una capa permanente en la parte inferior y una capa removible en la parte superior. La capa inferior tiene una abertura donde el agua puede drenarse y el vacío puede aplicarse para remover el exceso de agua. Una mezcla de suelo de arena se prepara al mezclar noventa y cinco (95) partes de arena y cinco (5) partes de suelo superior. Una cantidad de la mezcla de arena-suelo superior suficiente para llenar la columna se mezcla entonces completamente con una cantidad de cada uno de los fertilizadores a probarse suficiente para proporcionar 450 mg de nitrógeno en la columna. Después de llenar la columna de lisimetro, se agrega suficiente agua para humectar los contenidos de la columna. La columna está entonces lista para iniciar la prueba. Una vez al mes, 500 mililitros de 0.01 M de ácido cítrico se agrega a la columna, se deja fluir hacia abajo a través de la columna, y se recolecta del drenaje inferior. Cualquier exceso de agua (ácido cítrico) se remueve de la columna utilizando un vacío y se combina con la cantidad recolectada del drenaje. El líquido recolectado se analiza para contenido de nitrógeno (nitrato y amoniaco). La cantidad de nitrógeno (nitrato y amoniaco) eluida de la columna cada mes se determina. Además del polvo UF del ejemplo 6, la urea revestida de azufre (SCU), una urea revestida de polímero (Poli-On), una urea de metileno de bajo peso molecular (Nitroforma) y aún una urea de metiieno de peso molecular más bajo (Nutraleno) también se prueban. Cada material se prueba por triplicado y los resultados de la prueba se ilustran en la figura 1 . La gráfica de la figura 1 representa el nitrato total liberado cada mes (promedio de tres réplicas) durante un periodo de tiempo de seis meses. Como se muestra, el polvo UF tuvo el nivel más bajo liberado en el primer mes y después sostuvo los niveles más altos de liberación en el cuarto, quinto y sexto mes. Además, como se muestra por la curva de liberación en la figura 1 , la velocidad de liberación de nitrógeno (como nitrato) de las partículas de polímero UF de la presente invención es substancialmente uniforme (constante) durante un periodo de seis meses. La presente invención se ha descrito con referencia a las modalidades específicas. Sin embargo, esta solicitud se propone cubrir aquellos cambios y substituciones que pueden hacerse por aquellos expertos en la materia sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Al menos que se indique específicamente otra cosa, todos los porcentajes son en peso. Por toda la especificación y en las reivindicaciones el término "aproximadamente" se propone comprender + o - 5%.

Claims

REIVINDICACIONES 1 . Un polímero de urea-formaldehído particulado se hace al acidificar una solución de u rea de metilol acuosa, en donde la solución de u rea de metilol acuosa ya sea contiene un agente de dispersión o se somete a una condición alta cortante durante la acidificación , para formar u na dispersión acuosa de partículas de polímero de urea-formaldehído insolubles y secar la dispersión para recuperar las partículas de polímero de urea-formaldeh ído.
2. El polímero de urea-formaldeh ído particulado según la reivindicación 1 , caracterizado porque la solución de urea de metilol acuosa se hace al reaccionar urea y formaldehído a una proporción molar de urea:formaldeh ído de aproximadamente 1 : 1 .
3. El polímero de urea-formaldehído particulado según la reivindicación 1 , caracterizado porque la solución de urea de metilol acuosa se hace al reaccionar urea y formaldehído a una proporción molar de urea:formaldehído de aproximadamente 1 : 1 y en donde la solución de urea de metilol contiene un agente de dispersión durante la acidificación .
4. El polímero de urea-formaldehído particulado según la reivindicación 2, caracterizada porque la solución de urea de metilol acuosa se hace al reaccionar urea y formaldehído a una proporción molar de urea:formaldeh ído de 0.83: 1 a 1 .1 : 1 .
5. El polímero de urea-formaldehído particulado según la reivindicación 3, caracterizada porque la solución de urea de metilol acuosa se hace al reaccionar urea y formaldehído a una proporción molar de urea:formaldehído de 0.83: 1 a 1 .1 : 1 .
6. El polímero de urea-formaldehído particulado según la reivindicación 1 , caracterizado porque la solución de urea de metilol acuosa se hace al reaccionar urea y formaldehído a una proporción molar de urea:formaldehído de 0.95: 1 a 1 .05: 1 y en donde la solución de urea de metilol contiene un agente de dispersión durante la acidificación.
7. El polímero de urea-formaldehído particulado según la reivindicación 1 , caracterizado porque la solución de urea de metilol acuosa se hace al reaccionar urea y formaldehído a una proporción molar de urea:formaldehido de 0.95: 1 .05: 1 .
8. El polímero de urea-formaldehído particulado según la reivindicación 1 , 2, 3, 4, 5, 6 o 7, caracterizado porque la dispersión acuosa de partículas de polímero de urea-formaldehído se seca por secado por rocío.
9. Un fertilizador granular hecho al granular el polímero de urea-formaldehído particulado de la reivindicación 8 con un sólido que aumenta el fertilizador y un aglutinante.
10. El fertilizador granular según la reivindicación 9, caracterizado porque el sólido que aumenta el fertilizador se selecciona del grupo que consiste de carbonato de calcio; yeso; silicatos metálicos; quelatos metálicos de un metal seleccionado de hierro, zinc y manganeso; talco; azufre elemental; carbono activado; pesticidas; herbicidas; fungicidas; polímeros super absorbentes; agentes de mecha; agentes humectantes; estimulantes de planta; urea, una fuente de fósforo y una fuente de potasio. 1 1 . Un método para producir un polímero de urea- formaldehído particulado que forma una solución acuosa de urea de metilol al reaccionar urea y formaldehído a una proporción molar de urea: formaldehído de 0.95: 1 a 1 .05: 1 , acidificar la solución de urea de metilol acuosa, en donde la solución de urea de metilol acuosa ya sea contiene un agente de dispersión o se somete a una condición alta cortante durante la acidificación para formar una dispersión acuosa de partículas de polímero de urea-formaldehído insoluble y secar la dispersión para recuperar las partículas de polímero de urea-formaldehído. 1 2. El método según la reivindicación 1 1 , caracterizado porque la solución de urea de metilol acuosa contiene un agente de dispersión durante la acidificación y la dispersión acuosa de partículas de polímero de urea-formaldehído se seca por secado por rocío.