CN101367684B

CN101367684B - 一种热固性树脂包膜复混肥

Info

Publication number: CN101367684B
Application number: CN2008101396922A
Authority: CN
Inventors: 万连步; 张晓义; 杨力
Original assignee: Shandong Kingenta Ecological Engineering Co Ltd
Current assignee: Kingenta Ecological Engineering Group Co Ltd
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2028-09-04
Also published as: CN101367684A

Abstract

本发明公开了一种热固性树脂包膜复混肥，是采用下述工艺生产的：在造粒机中把肥料颗粒预热；把多亚甲基多苯基多异氰酸酯及其植物油固化剂加到肥料颗粒上，固化形成一层包膜；加热升温，把环氧树脂及其固化剂加到运动的肥料颗粒上，固化成光滑致密的包膜；制得所需热固性包膜复混肥。该控释肥具有良好的控释性能，具有显著的增产和增效作用，具有极为广泛的推广应用前景。

Description

一种热固性树脂包膜复混肥

技术领域

本发明属于化工产品领域，具体是涉及一种热固性树脂包膜复混肥产品。

背景技术

我国化肥消耗量约占世界化肥消费总量的20-30％，居世界第一位，发达国家化肥当季利用率平均为50-60％，我国化肥当季利用率平均仅为30-35％。大量营养元素的流失浪费不仅给社会带来巨大的经济损失，而且还会造成严重的环境污染。目前，随着化肥用量的不断增加，在农产品追求产量与质量并重，以及环境友好的多重目标要求下，复混肥的改性问题就显得更为重要。开发缓释、控释复混肥，提高复混肥利用率，减少环境污染，是简单易行的措施，特别适合中国的国情。我国化肥利用率低于发达国家的原因之一，就是在发达国家所采取的系列科学施肥技术在中国难以奏效。我国农民的教育水平低，农户土地面积小而分散，种植体系复杂，机械化程度低，农化服务体系难以建立和到位，配方施肥和其它技术措施很难为农民提供方便的服务；另外，在经济发达地区，农民已不愿意在追肥等农艺操作上花费太多的时间和精力。因此，急需一种集配方施肥、控释技术为一体的物化复混肥产品。新型控释复合复混肥的出现，不仅能提高复混肥利用率，保证粮食安全，减少环境污染，也满足了农民的实际需求。

包膜控释复混肥是以颗粒化肥为核心，表层涂覆一层低水溶性或微溶性的无机物质或有机聚合物，改变化肥养分的溶出性，延长或控制复混肥养分释放，使土壤养分的供应与作物需肥要求协调的新型复混肥剂型。从包膜控释复混肥的营养元素种类来看，氮、磷、钾大量元素及一些微量元素均在研究之列，但是，目前主要是以氮、磷、钾包膜化肥为主。包膜控释复混肥的种类，从包膜材料来分，可分为无机物包膜复混肥和有机聚合物包膜复混肥，前者多数是以含有一定养分的无机复混肥或土壤调理剂之类物质，后者包一般包括热塑性树脂包膜控释肥和热固性树脂包膜控释肥两类。

目前，国内外包膜控释肥的研究已经发展到了一个较高的高度，工艺技术已日趋成熟，养分控释性能良好，生产成本高的问题得到了初步解决。热固性树脂包膜控释复合(混)肥在技术上有一瓶颈，如公开号CN1130612(申请号：95117522.X)美国莱斯科公司的专利“采用环氧聚合物底涂层的受控释放复混肥及制法”有明显缺点，该发明使用环氧聚合物包膜，以胺类固化剂来固化成膜，在加工生产过程中，很容易与复合(混)复混肥中钾离子及其它盐分发生反应，放出大量氨气，一方面使环氧聚合物难以在复混肥颗粒表面固化，另一方面，氨气的挥发又会造成氮素损失和对工作环境的污染。中国专利CN1246264C公布了以喷涂熔融尿素为底涂层的方法制备环氧树脂包膜控释复混肥，该发明解决了环氧树脂难以包裹复合(混)肥的问题，但也存在一定缺陷，即使用简单设备尿液难以喷涂均匀，要达到完美包裹效果则必须使用较复杂的设备及操作工艺。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种热固性树脂包膜控释复混肥，改善作物品质，提高复混肥利用率，较少农业污染，以利于农业的可持续发展。

本发明热固性树脂包膜复混肥，由粒径范围1.0-5.0mm的复混肥颗粒核芯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯膜层和环氧树脂膜层构成，总包膜率3-16％wt，控释期为1-12个月，是采用下述工艺制备的：

(1)在圆盘造粒机、转鼓或流化床中把复混肥颗粒预热至55-60℃，

(2)把多亚甲基多苯基多异氰酸酯及其植物油固化剂按质量比1.5-3:1配好的混合液加到复混肥颗粒上，多亚甲基多苯基多异氰酸酯的用量占复混肥质量的0.5-1.2％，多亚甲基多苯基多异氰酸酯在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化形成一层包膜，

(3)升温至70-80℃，把环氧树脂及其固化剂按质量比10:0.8-1.0配好的混合液加到运动的复混肥颗粒上，环氧树脂的用量占复混肥质量的0.9-1.2％，环氧树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化成光滑致密的包膜，

根据控释期的需求，重复步骤(3)制得所需热固性树脂包膜复混肥。

在优选的方案中，所述的热固性树脂包膜复混肥，由粒径范围1.0-5.0mm的复混肥颗粒核芯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯膜层和环氧树脂膜层构成，总包膜率3-16％wt，控释期为1-12个月，是采用下述工艺制备的：

(1)在圆盘造粒机、转鼓或流化床中把复混肥颗粒预热至58-60℃，

(2)把多亚甲基多苯基多异氰酸酯及其植物油固化剂按质量比2-3:1配好的混合液加到复混肥颗粒上，多亚甲基多苯基多异氰酸酯的用量占复混肥质量的0.6-1.0％，多亚甲基多苯基多异氰酸酯在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化形成一层包膜，

(3)升温至75-80℃，把环氧树脂及其固化剂按质量比10:0.9-1.0配好的混合液加到运动的复混肥颗粒上，环氧树脂的用量占复混肥质量的0.9-1.0％，环氧树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化成光滑致密的包膜，

在更为优选的方案中，所述的热固性树脂包膜复混肥，由粒径范围1.0-5.0mm的复混肥颗粒核芯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯膜层和环氧树脂膜层构成，该热固性树脂包膜复混肥总包膜率3-16％wt，控释期为1-12个月，是采用下述工艺制备的：

(1)在圆盘造粒机、转鼓或流化床中把复混肥颗粒预热至58℃，

(2)把多亚甲基多苯基多异氰酸酯及其植物油固化剂按质量比2:1配好的混合液加到复混肥颗粒上，多亚甲基多苯基多异氰酸酯的用量占复混肥质量的1.0％，多亚甲基多苯基多异氰酸酯在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化形成一层包膜，

(3)加热升温至78℃，把环氧树脂及其固化剂按质量比10:0.9配好的混合液加到运动的复混肥颗粒上，环氧树脂的用量占复混肥质量的1.0％，环氧树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化成光滑致密的包膜，

(4)根据控释期的需求，重复步骤(3)制得所需热固性树脂包膜复混肥。

所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯的植物油固化剂为本领域常规原料，优先选择桐油、豆油、亚麻油。所述环氧树脂的固化剂为本领域常规原料，优先选择环氧树脂固化剂T-31、多乙烯多胺、三乙烯四胺或其混合物。

本发明的热固性树脂包膜复混肥，其复混肥颗粒核芯可以选自硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、硫酸钾、氯化钾、硝酸磷肥或其他颗粒复合(混)复混肥，还可选用颗粒硫酸镁、硫酸锰、硫酸锌、硼粒等微肥。

在优选的方案中，本发明的热固性树脂包膜复混肥可以使用颜料，使其外观为绿色、黄色或橙色或其他颜色。

本发明的热固性树脂包膜控释肥，包括以下要点：

1、所述热固性树脂包膜控释肥的核芯选自硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、硫酸钾、氯化钾、硝酸磷肥或其他颗粒复合(混)复混肥，还可选用颗粒硫酸镁、硫酸锰、硫酸锌、硼粒等微肥，其粒径范围是1.0-5.0mm。

2、所述热固性树脂包膜控释肥外观颜色可以是绿色、黄色、橙色等各种颜色，这可以通过添加各种颜料来实现。

3、所述热固性树脂包膜控释肥的总包膜率为3-16％wt。

4、所述热固性树脂包膜控释肥的养分释放期可以是1-12个月。

本发明热固性树脂包膜复混肥的显著效果是：由于本发明先在复合(混)肥颗粒表面包裹一层多亚甲基多苯基多异氰酸酯包膜，设备要求简单，不需添加其他设备，操作简单，不仅改善了复合肥或复混肥颗粒表面的性质，如:不光滑、有凹孔等，更重要的是避开了由于环氧树脂组份直接与复合复混肥颗粒相接触时，钾离子和其它盐分离子与固化剂中的成份发生反应，导致环氧树脂不能固化成膜，以及氨气放出而产生的氮素损失。

除此之外，产品的养分控释期可以根据包膜厚度及添加调理剂来调节，可以精确地控制在1个月到12个月不等，另外还可将具有不同释放时期、不同释放特性的产品按一定的比例混合起来，模拟各种作物对养分的需求，做成各种专用包膜控释肥，使控释肥的养分释放曲线与作物对养分的吸收曲线相吻合，达到养分精确控释的目的。此产品已在水稻、玉米、烟草、花生、小麦、棉花、草莓、马铃薯、多种花卉、蔬菜、果树、草坪等作物上进行了大量的盆栽试验、田间试验和示范，试验结果表明，此产品在上述作物上均具有显著的增产和增效作用，具有极为广泛的推广应用前景。

附图说明

图1是热固性树脂包膜控释肥的产品结构示意图。其中，1是控释肥的环氧树脂膜层，2是控释肥的多亚甲基多苯基多异氰酸酯膜层，3是控释肥的复混肥核芯。

图2是是控释期3个月14-14-14在25℃水中的养分累积释放曲线图。

图3是控释期9个月16-44-0在25℃水中的养分累积释放曲线图。

图4是控释期12个月12-0-43在25℃水中的养分累积释放曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的技术方案，但不限于此。各实施例所需原料皆为市售商品。本说明书诸如“18-46-0”含义是N、P、K含量，属于本领域常规标示。

实施例1控释期3个月的热固性树脂包膜控释肥的产品制作。

(1)在圆盘造粒机中把符合粒径范围1.0-5.0mm的1000kg磷酸二铵(18-46-0)预热至60℃。

(2)把6kg多亚甲基多苯基多异氰酸酯(南京中旭化工有限公司产售)和4kg豆油加到复混肥颗粒上，热固性树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，最终固化形成一层包膜。

(3)加热升温至70-80℃，把9.25kg环氧树脂和0.75kg环氧树脂固化剂T-31(天津燕海化学有限公司产售)加到运动的复混肥颗粒上，热固性树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，最终固化成光滑致密的包膜。

(4)重复步骤(3)4次制得控释期3个月的热固性树脂包膜控释肥，总包膜率约5％wt。

实施例2控释期12个月的热固性树脂包膜控释肥的产品制作。

(1)在转鼓中把1000kg硝酸钾(13.5-0-45)预热至55℃。

(2)把7.5kg多亚甲基多苯基多异氰酸酯和2.5kg亚麻油加到复混肥颗粒上，热固性树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，最终固化形成一层包膜。

(3)加热升温至70-80℃，把9.09kg环氧树脂和0.91kg三乙烯四胺加到运动的复混肥颗粒上，热固性树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，最终固化成光滑致密的包膜。

(4)重复步骤(3)6次制得控释期12个月的热固性树脂包膜控释肥，总包膜率约7％wt。

实施例3控释期3个月的热固性树脂包膜控释肥的产品制作。

(1)在圆盘造粒机中把符合粒径范围1.0-5.0mm的1000kg的复混肥(含磷酸二铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、硫酸钾)预热至60℃。

(2)把9kg多亚甲基多苯基多异氰酸酯和3kg桐油加到复混肥颗粒上，热固性树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，最终固化形成一层包膜。

(3)加热升温至80℃，把10kg环氧树脂和1kg多乙烯多胺(南京古田化工有限公司产售)加到运动的复混肥颗粒上，热固性树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，最终固化成光滑致密的包膜。

(4)重复步骤(3)4次制得控释期3个月的热固性树脂包膜控释肥，总包膜率约6％wt。

实施例4控释期12个月的热固性树脂包膜控释肥的产品制作。

(1)在转鼓中把符合粒径范围1.0-5.0mm的1000kg复混微肥(含硫酸镁、硫酸锰、硫酸锌)预热至58℃。

(2)把10kg多亚甲基多苯基多异氰酸酯和5kg亚麻油加到复混肥颗粒上，热固性树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，最终固化形成一层包膜。

(3)加热升温至78℃，把10kg环氧树脂和0.9kg三乙烯四胺加到运动的复混肥颗粒上，热固性树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，最终固化成光滑致密的包膜。

(4)重复步骤(3)6次制得控释期12个月的热固性树脂包膜控释肥，总包膜率约8％wt。

试验例

下面以生物试验来说明本产品的具体效果：

(1)玉米试验方案

试验设在临沂市罗庄区，玉米品种为农大108。试验设计如下：控释肥施肥设3个水平，设常规施肥处理，共4个处理，各重复3次(表1)。所施复混肥为控释掺混肥(22-8-15，控释氮占55％，控释磷占43％，控释钾占23％)，使用尿素(46-0-0)、氯化钾(0-0-60)、控释肥(14-14-14)、控释肥(43-0-0)、复合肥(15-15-15)掺混制得，对照为尿素(46-0-0)、磷酸二铵(18-46-0)、氯化钾(0-0-60)。每个小区面积为25m²(长6m，宽5m)。

表1玉米施肥方案

处理	N—P₂O₅—K₂O(kg/667m²)	施肥量(kg/小区)	备注
				CK	15—5.5—10.2	尿素1.05、磷酸二铵0.46、氯化钾0.64	尿素基施1/3，小喇叭口和抽穗期各追施1/3，开沟或挖穴施用。

CRF1	15—5.5—10.2	玉米控释掺混肥2.56kg	做基肥一次全部开沟撒施
				CRF2	12.5—4.6—8.5	玉米控释掺混肥2.13kg	做基肥一次全部开沟撒施
CRF3	11.3—4.1—7.7	玉米控释掺混肥1.92kg	做基肥一次全部开沟撒施

(2)试验结果

采用本发明产品制备的控释掺混肥在临沂市罗庄区玉米上的试验结果(表2)表明，在相同养分施用量的情况下，控释掺混肥一次性施肥比传统3次施肥玉米产量增加了36.5％，在养分施用量减少16％和25％的情况下，控释掺混肥比传统施肥玉米产量分别增加了30.5％和21.6％。

表2临沂市罗庄区玉米田间试验测产结果三次重复平均值统计表(SAS)

*在同一列中的平均数据用邓肯多重比较，凡尾部标有不同字母的数值表示它们之间有显著差异(p<5％)。

从附图2-4可以看出本发明热固性树脂包膜控释肥具有良好的养分控释性能。

本发明热固性树脂包膜控释肥产品符合2007年10月1日起实施的国家缓控释复混肥第HG/T3931-2007号行业标准，在提高作物产量、降低包膜控释肥生产成本及提高控释效果等方面，取得了突出的技术效果。为了更好的在大田作物上推广应用，可以采用控释肥与普通复混肥掺混控释BB(掺混)肥的方法，达到控释肥良好养分控释性能与产品价格的完美统一。

Claims

1.一种热固性树脂包膜复混肥，其特征在于，由粒径范围1.0-5.0mm的肥料颗粒核芯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯膜层和环氧树脂膜层构成，总包膜率3-16％wt，控释期为1-12个月，是采用下述工艺制备的：

(2)把多亚甲基多苯基多异氰酸酯及其植物油固化剂按质量比1.5-3∶1配好的混合液加到复混肥颗粒上，多亚甲基多苯基多异氰酸酯的用量占复混肥质量的0.5-1.2％，多亚甲基多苯基多异氰酸酯在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化形成一层包膜，

所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯的植物油固化剂为桐油、豆油或亚麻油；

(3)升温至70-80℃，把环氧树脂及其固化剂按质量比10∶0.8-1.0配好的混合液加到运动的复混肥颗粒上，环氧树脂的用量占复混肥质量的0.9-1.2％，环氧树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化成光滑致密的包膜，

所述环氧树脂的固化剂为环氧树脂固化剂T-31、多乙烯多胺、三乙烯四胺或其混合物；

2.根据权利要求1所述的热固性树脂包膜复混肥，其特征在于，采用下述工艺制备：

(2)把多亚甲基多苯基多异氰酸酯及其植物油固化剂按质量比2-3∶1配好的混合液加到复混肥颗粒上，多亚甲基多苯基多异氰酸酯的用量占复混肥质量的0.6-1.0％，多亚甲基多苯基多异氰酸酯在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化形成一层包膜，

(3)升温至75-80℃，把环氧树脂及其固化剂按质量比10∶0.9-1.0配好的混合液加到运动的复混肥颗粒上，环氧树脂的用量占复混肥质量的0.9-1.0％，环氧树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化成光滑致密的包膜，

3.根据权利要求2所述的热固性树脂包膜复混肥，其特征在于，采用下述工艺制备：

(2)把多亚甲基多苯基多异氰酸酯及其植物油固化剂按质量比2∶1配好的混合液加到复混肥颗粒上，多亚甲基多苯基多异氰酸酯的用量占复混肥质量的1.0％，多亚甲基多苯基多异氰酸酯在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化形成一层包膜，

(3)升温至78℃，把环氧树脂及其固化剂按质量比10∶0.9配好的混合液加到运动的复混肥颗粒上，环氧树脂的用量占复混肥质量的1.0％，环氧树脂在运动的复混肥颗粒表面均匀铺展，固化成光滑致密的包膜，

4.根据权利要求1-3任一所述的热固性树脂包膜复混肥，其特征在于，所述肥料颗粒核芯选自硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、硫酸钾、氯化钾、硝酸磷肥或其他颗粒复合(混)肥料。

5.根据权利要求1-3任一所述的热固性树脂包膜复混肥，其特征在于，所述肥料颗粒核芯选自硫酸镁、硫酸锰、硫酸锌或硼粒。

6.根据权利要求1-3任一所述的热固性树脂包膜复混肥，其特征在于，其外观为绿色、黄色或橙色。