专利名称：一种苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种缓释氮肥及其制备方法，具体地说是一种苯丙乳液-石蜡-凹凸 棒石复合包膜缓释氮肥及其制备方法。
背景技术：
普通氮肥在施入土壤后经挥发、淋溶和反硝化，损失率高达70%，这将造成巨 大的资源浪费及对环境、水质的污染。肥料包膜缓/控释技术是在速溶性肥料颗粒表面 形成保护性膜，延缓肥料养分释放，可以有效地提高速效肥料的利用率。不同包膜材料 和包膜工艺所形成的包膜层结构的多样性，使不同膜材料配方的包膜肥料养分释放机理 和特性各异，控释膜材料的研制成为肥料缓/控释技术应用的关键因素。目前，国内外在控释肥的研究、开发和应用上已取得了较大的进展，但包膜缓 释材料成本高或制作工艺普遍比较复杂，导致包膜肥料价格昂贵。苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得，为乳白色液体，带蓝 光，固体含量40-45%，粘度80-1500mPa · s，单体残留量0.5%，pH值8-9。苯丙乳 液附着力好，胶膜透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好。苯丙乳液作为一类重要 的中间化工产品，有着非常广泛的用途，目前主要用作建筑涂料、金属表面乳胶涂料、 地面涂料、纸张粘合剂和胶粘剂。石蜡是矿物蜡的一种，也是石油蜡的一种；是从原油蒸馏所得的润滑油馏分经 溶剂精制、溶剂脱蜡或经蜡冷冻结晶、压榨脱蜡制得蜡膏，再经溶剂脱油、精制而得的 片状或针状结晶。又称晶形蜡，碳原子数约为18-30的烃类混合物，主要组分为直链烷 烃，约为80%-95%，还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃，两者合计 含量20%以下。主要质量指标为熔点和含油量，前者表示耐温能力，后者表示纯度。 每类蜡又按熔点，一般每隔2°C，分成不同的品种，如52，54，56，58等牌号。根据加 工精制程度不同，可分为全精炼石蜡、半精炼石蜡和粗石蜡3种。其中以前二者用途较 广，主要用作食品及其他商品(如蜡纸、蜡笔、蜡烛、复写纸)的组分及包装材料，烘烤 容器的涂敷料、化妆品原料，用于水果保鲜、提高橡胶抗老化性和增加柔韧性、电器元 件绝缘、精密铸造等方面，也可用于氧化生成合成脂肪酸。粗石蜡由于含油量较多，主 要用于制造火柴、纤维板、篷帆布等。石蜡中加入聚烯烃添加剂后，其熔点增高，粘附 性和柔韧性增加，广泛用于防潮、防水的包装纸、纸板、某些纺织品的表面涂层和蜡烛 生产。凹凸棒石是一种层状镁铝硅酸盐粘土矿物，凹凸棒石粘土是以凹凸棒石为主要 成份的粘土矿产资源，凹凸棒石由于具有特殊的结构而赋予凹凸棒石粘土良好的吸附作 用、催化作用、流变性和耐热性，产品广泛应用于石油、化工、建材、造纸、医药、农 牧、原子能、太阳能、食品和硅酸盐等工业。环保性能好且成本低的非金属矿物材料凹凸棒石粘土有优良的吸氮、保氮功能和吸水、保水功能，它施用不会带来土壤污染，且能改良土壤的保水和保肥性能。凹 凸棒粘土除了其主要成分Si、Al、Mg等元素外，还含有生物所必需的大量营养元素如 Na、K、Fe、Mo、Mn、Se、Sr、I、B等。因此凹凸棒石粘土肥料可以补充土壤中多种 微量营养元素的不足。这些微量元素在土壤中通过水和生物活性的作用，一部分形成可 溶性微量元素被农作物所吸收。但目前该类矿物质在缓释肥料中的相关应用未见报导。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种苯丙乳液-石蜡-凹 凸棒石复合包膜缓释氮肥及其制备方法，利用凹凸棒石成本低的优势，降低包膜缓释肥 的价格，减少农业生产的成本。本发明解决技术问题采用如下技术方案本发明苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥的特点是在尿素表面以苯丙 乳液和凹凸棒石粘土粉末形成内层包膜，在所述内层包膜的表面以石蜡形成外层包膜， 各物料的用量为含氮的质量百分比为> 46.4%、颗粒粒径为3-4mm的尿素IOOg;玻璃化转变温度为55°C的苯丙乳液40_60mL;
工业石蜡20_30g;颗粒粒径为200-325目的凹凸棒石粘土粉末4_6g。本发明苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥的制备方法的特点在于经 两次包膜完成苯丙乳液_石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥的制备；第一次包膜使用苯丙乳液作为包膜剂、凹凸棒石粘土粉末作为防结缓释剂； 将喷洒了苯丙乳液的尿素颗粒用凹凸棒石粘土粉末进行包裹、烘干；第二次包膜将作为添加剂的石蜡加热熔融后，喷涂在第一次包膜所得的产品 表面即成。本发明苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥的制备方法的特点也在 于所述第一次包膜设置包衣机转速为60r/min、预热温度为50_70°C向包衣机转 鼓内投入尿素预热10分钟后，使用喷枪向转鼓中喷入苯丙乳液，同时向包衣机转鼓中投 入凹凸棒石粉末，在喷完苯丙乳液后，包衣机保持转速，保持加热温度，5分钟后出料， 所述出料以50°C进行干燥，得干料；所述第二次包膜将第一次包膜所得干料重新投入包衣机，设置包衣机转速为 50r/min,加热温度为60-80°C，使用喷枪向转鼓中喷入经加热熔融的石蜡，在喷完石蜡 后，关闭电炉，包衣机保持转速，10分钟后出料，得苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜 缓释氮肥。与已有技术相比，本发明有益效果体现在1、本发明选用具有特殊的晶体形态和纳米孔结构以及吸附性能优异的特性泛、 价廉凹凸棒石粘土作为缓/控释肥功能材料，与苯丙乳液、石蜡复合包裹在颗粒尿素表 面，制成凹凸棒石-石蜡-苯丙乳液复合包膜尿素缓/控释肥，通过凹凸棒石对化肥养分 的吸附作用、对土壤孔隙水渗透的阻滞作用延缓对化肥养分的释放，取得了良好效果。
2、本发明以凹凸棒石粉末防止结块，同时利用凹凸棒石粉末本身很好的吸附性 能，提高包膜产品的缓释效果。3、本发明方法中，在第一次包膜过程中膜表面会出现微孔，通过第二次包膜， 在表面喷涂石蜡，使其镶嵌于微孔处，可有效提高缓释效果。
具体实施例方式实施例1 本实施例中，苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥是在尿素表面以苯丙 乳液和凹凸棒石粉末形成内层包膜，在内层包膜的表面以石蜡形成外层包膜，各物料的 用量为含氮的质量百分比为>46.4%、颗粒粒径为3_4mm的尿素IOOg;玻璃化转变温度为55°C的苯丙乳液40mL;工业石蜡30g ；
颗粒粒径为200 325目的凹凸棒石粉末4g。本实施列中苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥的制备方法是按如下过 程操作1、设置包衣机转速为60r/min、预热温度为50°C ；向包衣机转鼓内投入尿素 预热10分钟后，使用喷枪向转鼓中喷入苯丙乳液，同时向包衣机转鼓中投入凹凸棒石粉 末，在喷完苯丙乳液后，包衣机保持转速和温度，5分钟后出料，所述出料以50°C干燥 60分钟得干料；2、将干料重新投入包衣机，设置包衣机转速为50r/min、加热温度为60°C，使 用喷枪向转鼓中喷入石蜡，在喷完石蜡后，包衣机保持转速和温度，10分钟后出料，得 苯丙乳液_石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥。具体实施中，所用凹凸棒石粘土为凹凸棒石矿物解聚分散后经干燥、粉碎后所 得凹凸棒石粉体，对养分的吸附性能良好。由于包膜过程中各种包膜材料的损失，最终制得的苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复 合包膜缓释氮肥的包膜率为25.37%。根据《缓释肥料》国家标准(GB/T 23348-2009)，缓释肥料要在25°C静水中浸 泡24小时初期养分释放率小于15%，28天累积养分释放率小于80%。表1产品指标对照
"^lGB/T23348-2009指标 本发明产品
24小时内养分释放率 ^15%9^3%
28天累积养分释放率 <80%71.66%由表1可见，本发明产品符合国家标准。实施例2 本实施例中，苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥是在尿素表面以苯丙 乳液和凹凸棒石粉末形成内层包膜，在内层包膜的表面以石蜡形成外层包膜，各物料的用量为含氮的质量百分比为>46.4%、颗粒粒径为3_4mm的尿素IOOg;玻璃化转变温度为55度的苯丙乳液60mL ；工业石蜡20g ；颗粒粒径为200-325目的凹凸棒石粉末6g。本实施列中苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥的制备方法是按如下过 程操作1、设置包衣机转速为60r/min、预热温度为60°C ；向包衣机转鼓内投入尿素 预热10分钟后，使用喷枪向转鼓中喷入苯丙乳液，同时向包衣机转鼓中投入凹凸棒石粉 末，在喷完苯丙乳液后，包衣机保持转速和温度，5分钟后出料，所述出料以50°C干燥 60分钟得干料；2、将干料重新投入包衣机，设置包衣机转速为50r/min、加热温度为70°C，使 用喷枪向转鼓中喷入石蜡，在喷完石蜡后，包衣机保持转速和温度，10分钟后出料，得 苯丙乳液_石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥。具体实施中，所用凹凸棒石粘土为凹凸棒石矿物解聚分散后经干燥、粉碎后所 得凹凸棒石粉体，对养分的吸附性能良好。由于包膜过程中各种包膜材料的损失，最终制得的苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复 合包膜缓释氮肥的包膜率为27.94%。根据《缓释肥料》国家标准(GB/T 23348-2009)，缓释肥料要在25°C静水中浸 泡24小时初期养分释放率小于15%，28天累积养分释放率小于80%。表2产品指标对照
权利要求
1.一种苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥，其特征是在尿素表面以苯丙乳 液和凹凸棒石粘土粉末形成内层包膜，在所述内层包膜的表面以石蜡形成外层包膜，各 物料的用量为含氮的质量百分比为>46.4%、颗粒粒径为3-4_的尿素IOOg;玻璃化转变温度为55°C的苯丙乳液40-60mL ；工业石蜡20-30g ；颗粒粒径为200-325目的凹凸棒石粘土粉末4-6g。
2.—种权利要求1所述苯丙乳液_石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥的制备方法，其 特征是经两次包膜完成苯丙乳液_石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥的制备；第一次包膜使用苯丙乳液作为包膜剂、凹凸棒石粘土粉末作为防结缓释剂；将喷 洒了苯丙乳液的尿素颗粒用凹凸棒石粘土粉末进行包裹、烘干；第二次包膜将作为添加剂的石蜡加热熔融后，喷涂在第一次包膜所得的产品表面 即成。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是所述第一次包膜设置包衣机转速为eOr/min、预热温度为50-70°C ；向包衣机转鼓 内投入尿素预热10分钟后，使用喷枪向转鼓中喷入苯丙乳液，同时向包衣机转鼓中投入 凹凸棒石粉末，在喷完苯丙乳液后，包衣机保持转速，保持加热温度，5分钟后出料，所 述出料以50°C进行干燥，得干料；所述第二次包膜将第一次包膜所得干料重新投入包衣机，设置包衣机转速为50r/ min、加热温度为60-80°C，使用喷枪向转鼓中喷入经加热熔融的石蜡，在喷完石蜡后， 关闭电炉，包衣机保持转速，10分钟后出料，得苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释 氮肥。
全文摘要
本发明公开了一种苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥及其制备方法，其中复合包膜缓释氮肥是在尿素表面以苯丙乳液和凹凸棒石粘土粉末形成内层包膜，在内层包膜的表面以石蜡形成外层包膜；其制备方法是经两次包膜完成苯丙乳液-石蜡-凹凸棒石复合包膜缓释氮肥的制备第一次包膜使用苯丙乳液作为包膜剂、凹凸棒石粘土粉末作为防结缓释剂；将喷洒了苯丙乳液的尿素颗粒用凹凸棒石粘土粉末进行包裹、烘干；第二次包膜将作为添加剂的石蜡加热熔融后，喷涂在第一次包膜所得的产品表面即成。本发明通过凹凸棒石对化肥养分的吸附作用、对土壤孔隙水渗透的阻滞作用延缓对化肥养分的释放，取得了良好效果。
文档编号C05G3/00GK102020510SQ20101052399
公开日2011年4月20日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者周正发, 张雁, 彭书传, 陈天河, 陈天虎 申请人:合肥工业大学