一种环保型缓释化肥及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农用化肥领域，具体涉及一种环保型缓释化肥及其制备工艺。
【背景技术】
[0002]目前，缓释化肥是世界农业化肥的发展方向。特别是，包膜材料为环境完全可降解或可吸收的完全环境友好包膜型缓释化肥，将是今后缓释化肥的主要方向。
[0003]但是，完全环境友好包膜型缓释化肥采用的可降解或可吸收聚合物都是高透过性材料，所以单独采用可降解聚合物(比如脲醛树脂、桐油树脂等)制备得到的完全环境友好包膜型缓释化肥的释放期都较短。比如，单纯采用脲醛树脂包膜的完全环境友好包膜型缓释化肥在水中的释放期一般只有几天，单纯采用桐油包膜的完全环境友好包膜型缓释化肥在水中的释放期一般也只有二十天左右。释放期不长一直是完全环境友好包膜型缓释化肥未得到解决的难题。此外，单独采用可降解聚合物(比如桐油树脂、脲醛树脂等)制备得到的完全环境友好包膜型缓释化肥的成本较高，不利于推广应用，是完全环境友好包膜型缓释化肥存在的另一个问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种释放期长的、包膜完全或几乎完全可降解并且成本相对较低的环保型缓释化肥。
[0005]实现本发明目的的技术解决方案为:
一种环保型缓释化肥及其制备工艺，其特征在于:由化肥芯和化肥芯外面的包膜组成，其特征在于:包膜为可降解聚合物舍硫混合物膜层，或者为可降解聚合物含硫混合物膜层与可降解聚合物膜层的复合膜层。
[0006]一种环保型缓释化肥，其特征在于:可降解聚合物为氨基树脂、不饱和油树脂、共聚物缩醛树脂和天然聚合物及其衍生物中的一种或一种以上；其中，天然聚合物及其衍生物为硝酸纤维素、紫胶、醋酸纤维素、甲壳素衍生物和木质素衍生物中的一种或一种以上。
[0007]一种环保型缓释化肥，其特征在于:包膜中硫磺平均质量分数为60%?90%。
[0008]一种环保型缓释化肥，其特征在于:可降解聚合物含硫混合物膜层中存在硫磺质量分数为85%?90%的围绕化肥芯的封闭面。
[0009]一种环保型缓释化肥，其特征在于:可降解聚合物含硫混合物膜层中硫磺质量分数呈梯度分布，梯度分布方式为从化肥芯往外硫磺质量分数逐渐降低。
[0010]一种环保型缓释化肥，英特征在于:包膜中还有高阻透性有机膜层。
[0011]—种环保型缓释化肥，其特征在于:高阻透性有机膜层为非极性有机膜层，非极性有机膜层材料为非极性低分子量有机物。
[0012]一种环保型缓释化肥，其特征在于:非极性低分子量有机物为熔点>40°C的蜡、熔点或软化点>40°C且分子量50000的聚烯烃或聚苯乙烯以及软化点>40°C的石油树脂中的一种或一种以上。
[0013]一种环保型缓释化肥，其特征在于:高阻透性有机膜层为高阻透性聚合物膜层或高阻透性有机膜层中存在有高阻透性聚合物膜层时，高阻透性聚合物膜层的断裂伸长率大干其所包膜的环保型缓释化肥浸泡在水中时整个包膜发生膨胀的平衡膨胀率。
[0014]与单独采用可降解聚合物包覆化肥制备缓释化肥的现有技术相比，本发明环保型缓释化肥具有显著优点。由于硫磺是植物需要的肥分，因此本发明缓释化肥同样对环境无污染，是完全环保型缓释化肥。同时，由于硫磺对水和化肥具有高的阻透性，因此采用可降髌聚合物和硫磺混合包覆化肥制备得到的本发明缓释化肥的释放期比单独采用可降解聚合物包覆化肥制备得到的缓释化肥的释放期长。此外，硫磺本身是无机粘合帮，并且其熔点较低，具有优良的包膜特性，可以单独作为包膜物，也可以与其它粘合剂复合作为粘合剂，与在化肥包膜中无法表现粘合作用和包膜特性的无机添加剂相比具有明显优点。特别是其价格比可降解聚合物的价格低得多，甚至比尿素价格还低50%左右，因此采用可降解聚合物和硫磺混合包覆化肥制备得到的本发明缓释化肥的成本比单独采用可降解聚合物包覆化肥制备得到的缓释化肥韵成本低得多。
[0015]与采用聚氨酯和硫磺混合包膜化肥制备缓释化肥的现有技术相比，本发明环境友好型缓释化肥同样具有显著优点。其一是，聚氨酯不是环境可降勰聚合物，因此采用聚氨酯和硫磺混合包膜化肥制备的缓释化肥对环境有污染，不是完全环境友好型缓释化肥。其二是，聚氯酯、环氧树脂等的价格很高，本发明采用的脲醛树脂、三聚氰胺一甲醛树脂、聚乙烯醇及其共聚物缩醛树脂和不饱和油树脂等可降解聚合物的价格比较价廉。特别是，采用脲醛树脂或三聚氰胺.甲醛树脂时，由干它们本身是缓释氮肥(脲醛树脂和三聚氰胺一甲醛树脂的含氮量分别约为30%和54%，而尿素的含氮量约为45%)，此时本发明环境友好型缓释化肥为以肥包肥型缓释化肥，肥分高，因此缓释化肥的折合成本更低。
[0016]本发明环保型缓释化肥的包膜中复合高阻透性有机膜层具有突出的优点。由于高阻透性有机膜层对水和化肥的阻透性高，因此使复合高阻透性有机膜层的本发明环保型缓释化肥可以具有长的释放期。特别是高阻透性有机膜层为非极性有机膜层时，由于非极性有机膜层对水和化肥的透过率很低，水和化肥主要仅从非极性有机膜层缺陷处透过，因此较薄的非极性有机膜层就可以赋予本发明环境友好型缓释化肥很长的释放期。同时，包膜中复合高阻透性有机膜层时，可以采用在高阻透性有机膜层中添加缓释调节剂的办法，灵活、有效和经济地调节释放期。如果高阻透性有机膜层采用低透过性低分子量有机物，比如蜡、分子量50000的聚烯烃或聚苯乙烯以及石油树脂等，由于低分子量有机物在环境中一般都可生物降解，因此复合高阻透性有机膜层的本发明环境友好型缓释化肥同样可以是完全环保型缓释化肥。即使高阻透性有机膜层采用高阻透性聚合物，尽管它们是难降解的，但由于它们的使用量很小，与现有技术缓释化肥相比，其对环境的污染是很小的，同样具有明显优点。
【具体实施方式】
[0017]本发明环保型缓释化肥由化肥芯和化肥芯外面的包膜组成，其中包膜是可降解聚合物含硫混合物膜层，或者是可降解聚合物膜层与可降解聚合物含硫混合物膜层的复合膜层。
[0018]实施例1 将粒径为3.0-5.0mm的粒状工业尿素加入控温95°C的转鼓包丑奠设备中，转动转鼓(转速40r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。将三聚氰胺一甲醛树脂预聚物水溶液(三聚氰胺一甲醛树脂预聚物是三聚氰胺:甲醛摩尔比为1:5的三聚氰胺与甲醛反应制备而得)和120°C左右熔融硫磺分别从两组不同的喷嘴同时往粒状尿素表面慢慢喷涂，三聚氰胺一甲醛树脂预聚物与硫磺的喷涂流量比控制为1:5，即形成的三聚氰胺一甲醛树脂含硫混合物包膜中硫磺平均质量分数为80%，喷涂直到形成的三聚氰胺一甲醛树脂含硫混合物膜层质量达到最终成品环保型缓释化肥总质量的25%。最后，使包膜充分干燥，并使三聚氰胺一甲醛树脂固化充分，即得环境友好型缓释尿素。所制得的环境友好型缓释尿素的释放期为70天。
[0019] 实施例2
将粒径为4.0?6.0mm的粒状工业尿素加入控温90°C的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速40r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。将三聚氰胺一甲醛树脂预聚物水溶液(三聚氰胺一甲醛树脂预聚物是三聚氰胺:甲醛摩尔比为1:4的三聚氰胺与甲醛反应制备而得)和120°C左右熔融硫磺分别从两组不同的喷嘴同时往粒状尿素表面慢慢喷涂，硫磺与三聚氰胺一甲醛树脂预聚物的喷涂流量比按规樟逐渐减小，使形成的三聚氰胺一甲醛树脂含硫混合物膜层中硫磺质量分数呈梯度分布，从最开始的硫磺质量分数为90%逐渐变至喷涂结束时的硫磺质量分数为20%，并且使三聚氰胺一甲醛树脂含硫混合物膜层中硫磺平均质量分数为80%，三聚氰胺一甲醛树脂含硫混合物膜层质量为最终成品环境友好型缓释尿素总质量的20%。最后，使包膜充分干燥，并使三聚氰胺一甲醛树脂固化充分，即得环保型缓释化月巴。所制得的环境友好型缓释尿素的释放期为72天。
【主权项】
1.一种环保型缓释化肥及其制备工艺，其特征在于:由化肥芯和化肥芯外面的包膜组成，其特征在于:包膜为可降解聚合物舍硫混合物膜层，或者为可降解聚合物含硫混合物膜层与可降解聚合物膜层的复合膜层。2.根据权利要求1所述的一种环保型缓释化肥，其特征在于:可降解聚合物为氨基树月旨、不饱和油树脂、共聚物缩醛树脂和天然聚合物及其衍生物中的一种或一种以上；其中，天然聚合物及其衍生物为硝酸纤维素、紫胶、醋酸纤维素、甲壳素衍生物和木质素衍生物中的一种或一种以上。3.根据权利要求1所述的一种环保型缓释化肥，其特征在于:包膜中硫磺平均质量分数为60%?90%。4.根据权利要求3所述的一种环保型缓释化肥，其特征在于:可降解聚合物含硫混合物膜层中存在硫磺质量分数为85%?90%的围绕化肥芯的封闭面。5.根据权利要求1所述的一种环保型缓释化肥，其特征在于:可降解聚合物含硫混合物膜层中硫磺质量分数呈梯度分布，梯度分布方式为从化肥芯往外硫磺质量分数逐渐降低。6.根据权利要求1所述的一种环保型缓释化肥，英特征在于:包膜中还有高阻透性有机膜层。7.根据权利要求6所述的一种环保型缓释化肥，其特征在于:高阻透性有机膜层为非极性有机膜层，非极性有机膜层材料为非极性低分子量有机物。8.根据权利要求7所述的一种环保型缓释化肥，其特征在于:非极性低分子量有机物为熔点>40°C的醋、熔点或软化点>40°C且分子量50000的聚烯径或聚苯乙烯以及软化点>40°C的石油树脂中的一种或一种以上。9.根据权利要求6所述的一种环保型缓释化肥，其特征在于:高阻透性有机膜层为高阻透性聚合物膜层或高阻透性有机膜层中存在有高阻透性聚合物膜层时，高阻透性聚合物膜层的断裂伸长率大干其所包膜的环保型缓释化肥浸泡在水中时整个包膜发生膨胀的平衡膨胀率。
【专利摘要】本发明涉及一种环保型缓释化肥及其制备工艺，其特征在于由化肥芯和化肥芯外面的包膜组成，包膜是可降解聚合物含硫混合物膜层或者是可降解聚合物膜层与可降解聚合物含硫混合物膜层的复合膜层。包膜中硫磺平均质量分数以60%-90%为佳。可降解聚合物可以是氨基树脂、不饱和油树脂、聚乙烯醇及其共聚物缩醛树脂和天然聚合物及其衍生物等中的一种或一种以上。本发明缓释化肥包膜中还可以有高阻透性有机膜层，高阻透性有机膜层最好是非极性有机膜层。本发明缓释化肥的包膜总平均厚度可以为50-200um，高阻透性有机膜层厚度可以为0-50um。本发明缓释化肥的释放期较长，成本较低，对环境无污染或污染小。
【IPC分类】C05G3/00
【公开号】CN105347897
【申请号】CN201410408175
【发明人】张磊
【申请人】青岛炜烨锻压机械有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年8月19日