具有含有机碳酸酯的聚合物涂层的肥料颗粒的制作方法
【专利说明】具有含有机碳酸醋的聚合物涂层的肥料颗粒
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年5月7日提交的题为"具有含有机碳酸醋的聚合物涂层的肥料颗 粒(阳RTILIZ邸S GRANULES HAVING POLYMERIC COATING mH ORGANIC CARBONATET的美 国临时申请号61/820,426的权益，其全部公开内容结合在此。
[0003] 本公开的领域
[0004] 本发明设及控释肥料组合物。尤其是，本发明设及具有涂布有聚合物层的忍的控 释肥料。
[000引背景
[0006] 肥料已经用于补充±壤或其他栽培介质中的植物养分多年。在最近几年中，本领 域已专注于向±壤或其他栽培介质递送受控量的植物养分的技术。公认地，例如，控制植物 养分如氮从高可溶性肥料颗粒中的释放是期望的，因为在一段延长的时间段内释放养分获 得优点，所述优点包括植物利用肥料的效率提高，由于需要施用的肥料更少导致的施用成 本降低，W及由淋洗和脱硝导致的养分损失降低。在肥料颗粒的表面涂敷涂层可W降低颗 粒的溶解速率并赋予控释性质。本质上，保持±壤中的水和雨水远离高可溶性肥料，直到暴 露于水后颗粒在涂层中发展了缺陷例如裂缝或裂纹或者涂层发展了多孔性。
[0007] 在一些应用中，将硫涂层涂敷到肥料颗粒。由于晶态固体硫涂层固有的脆性W及 在许多颗粒上薄的、或甚至不连续的涂层，通常将一些类型的第二外层涂层或密封剂涂敷 到硫涂布的表面上。运种密封剂通常是聚合物控、基于石油的蜡、或高粘性聚合物石蜡油加 聚乙締的组合，将其作为热的烙融液体喷涂到热的但固化的硫涂层表面上。
[0008] 虽然运些硫涂布的肥料已经得到大量应用，但从获得均匀涂层厚度、获得可预测 的释放性质、耐磨损性和抗冲击性W及涂布工艺步骤的复杂性的观点，仍有问题。因为与硫 涂布的肥料有关的运些问题，尤其考虑到在较低涂布重量下用特定聚合物涂布肥料得到的 提高的控释性质，聚合物涂布肥料已经受到大量关注。聚合物涂布的肥料可W具有多个涂 布层。聚合物肥料涂层的实例包括:源自使异氯酸醋与多元醇反应的聚氨醋反应产物的内 涂层，和有机蜡的外涂层;一个或多个油多元醇(oleo polyol)涂层;通过涂敷含有至少两 个胺基团的异氯酸醋-反应性组分并随后涂敷聚异氯酸醋形成的聚脈涂层。
[0009] 也已知多种仍包含硫的聚合物涂层。运样的涂层的实例包括:通过将硫和异氯酸 醋的混合物涂敷到肥料并随后涂敷异氯酸醋-反应性材料而制备的含有异氯酸醋的硫涂 层;通过涂敷硫涂层并随后在硫上涂敷聚合物涂层而形成的涂层;热固性树脂涂层如聚氨 醋和疏水性化合物(例如蜡）；包含聚氨醋层和蜡层的多层涂层;和包含聚合物层、硫层和另 一个聚合物层的多层涂层。
[0010] 也已知其他涂层。例如，可W用有机油和微粒涂布肥料忍W改善肥料的释放曲线。 [001。 发明概述
[0012] 虽然如上所述的聚合物涂层的肥料已经得到了大量的关注，但是它们的生产昂 贵。存在提供低成本的耐磨损的控释肥料制剂的需要。
[0013] 本公开提供了耐磨损的控释肥料微粒，所述微粒具有包含环状有机碳酸醋的聚氨 醋涂层。涂层尤其适合于增加在非球形肥料忍微粒和具有不规则和/或不光滑表面的肥料 忍微粒(如压碎的或粉碎的或者其他方式不规则的忍)上的耐磨损性。具有未损坏的（例如 未磨损的)涂层的经涂布的肥料组合物在水中的释放在40°C(104°巧下3天后不大于90%。
[0014] 在一个具体的实施方案中，本公开提供了一种控释肥料组合物，所述组合物包含 具有外表面的植物养分忍、和在所述外表面上的聚合物涂层，所述聚合物涂层包含不大于 所述聚合物涂层的25重量％水平的环状有机碳酸醋。
[0015] 在另一个具体的实施方案中，本公开提供了一种控释肥料组合物，所述组合物包 含具有外表面的植物养分忍、和在所述外表面上的聚合物涂层，所述聚合物涂层包含不大 于所述肥料组合物的5重量％水平的环状有机碳酸醋，在一些实施方案中不大于4重量％。
[0016] 在还另一个具体实施方案中，本公开提供了一种控释肥料组合物，所述组合物包 含具有不规则形状和不光滑外层表面的植物养分忍、和在所述外层表面上的聚合物涂层， 所述聚合物涂层包含不大于所述肥料组合物的1.5重量％水平的环状有机碳酸醋。
[0017] 在还另一个具体实施方案中，本公开提供了一种使用控释肥料组合物的方法。所 述方法包括：提供具有涂布有包含环状有机碳酸醋的聚合物涂层的植物养分忍的控释肥 料，将所述控释肥料施用到表面或将所述控释肥料并入栽培介质中，将所施用的或并入的 肥料暴露至水分，W及在40°C(104°巧下3天内释放不大于90%的所施用的控释肥料。
[0018] 环状有机碳酸醋可W是W下各项中的任一种:碳酸丙締醋、碳酸乙締醋、碳酸甘油 醋、碳酸1,2-下締醋、碳酸顺2,3-下締醋、碳酸反2,3-下締醋和碳酸苯乙締醋。另外，所述环 状有机碳酸醋可不大于所述聚合物涂层的25重量％的水平存在，或不大于所述聚合物 涂层的20重量％，例如在所述聚合物涂层的3重量％至18重量％之间或在所述聚合物涂层 的5重量％至16重量％之间。额外地或备选地，所述环状有机碳酸醋可所述肥料组合物 的不大于4重量％的水平存在或W2重量％的水平存在。
[0019] 忍上的聚合物涂层可W是多元醇和异氯酸醋的反应产物聚氨醋。使用的多元醇可 W是聚醋多元醇或聚酸多元醇，藍麻油，已改性为包含异氯酸醋反应性径基或胺基团的植 物油如大豆油、低芥酸菜巧油（canola oil)、亚麻巧油或向日葵油，或者已改性为包含异氯 酸醋反应性径基或胺基团的果仁油如桐油。如果所述聚合物涂层是聚氨醋，所述环状有机 碳酸醋可W在所述多元醇或所述异氯酸醋或两者中存在。
[0020] 植物养分忍通常具有不规则的形状和不光滑的外表面中的一项或两项。植物养分 忍可W是氯化钟（potassium chloride)(也被称为氯化钟(muriate of potash)或MOP)、压 缩（compacted)硫酸钟（potassium sulfate)化2S〇4)(也被称为硫酸钟（sulfate of potash)或SOP)、憐酸一锭(MAP)、压缩硫酸铁(FeS化）、硫酸侣、均质NPK(多合一)颗粒、NPK+ 微量营养素颗粒、或尿素。
[0021] 在还另一个具体实施方案中，本公开提供了一种控释肥料组合物，所述组合物包 含氯化钟植物养分忍和包围所述忍的包含环状有机碳酸醋的聚合物涂层。
[0022] 通过阅读W下详细的描述，运些和多种其他特征和优点将是显而易见的。
[0023] 附图简述
[0024] 与附图结合考虑W下本公开的多种实施方案的详细的描述，可W更全面地理解本 公开，其中：
[0025] 图1是50x放大倍数下压缩氯化钟(MOP)的照片。
[0026] 图2是50x放大倍数下压缩硫酸钟(SOP)的照片。
[0027] 图3是50x放大倍数下转鼓造粒NPK的照片。
[0028] 图4是50x放大倍数下流化床造粒尿素的照片。
[0029] 发明详述
[0030] 本发明设及包含控释肥料组合物，其包含由包含有机碳酸醋的聚合物涂层包围的 粒状肥料或植物养分。
[0031] 对用于本发明控释肥料组合物的粒状植物养分或肥料的选择没有限制，然而，已 经发现本发明的涂层尤其有益于不规则形状和/或不规则表面的肥料忍颗粒。非球形、粗表 面肥料忍的实例包括:压缩氯化钟(也称为氯化钟或MOP)、压缩硫酸钟化2S化）（也称为硫酸 钟或SOP)、憐酸一锭(MAP)、压缩硫酸铁(FeS化）、硫酸侣、NPK(多合一)颗粒、NPK+微量营养 素颗粒、和尿素颗粒。图1至4分别示出了几种颗粒:氯化钟(MOP)、硫酸钟（SOP)、转鼓造粒 NPK和流化床造粒尿素，都在50x放大倍数下；从运些照片，可W容易地看出颗粒的非球形 和/或粗糖表面。颗粒或忍可W通过W下方法制造：例如降帘鼓造粒法(fal 1 ing cudaiη 化um granulation process)，流化床造粒法、压实法、造粒塔法或盘式造粒法，其全都是相 关领域技术人员已知的。本公开通篇主要参考氯化钟(MOP)作为植物养分描述肥料材料;然 而，如对本领域技术人员显而易见的，可W与耐磨损涂层一起提供包括微量营养素在内的 其他养分来制备根据本发明的控释肥料。
[0032] 存在于如本文描述的控释肥料组合物内的养分的量可W如下变化，其中所列含量 是基于肥料组合物的重量的重量百分含量(重量％ ): 氮衍生物(按氮计> 0重量％-45.54重量％ 憐衍生物(按口2〇5计> 0重量％-5 ：! .48重量％ 神衍生物(按K/)计)； 0重量％-61J8重量％ 硫酸狹； 0重量％-99重量％ 铁目DTA繁合物;： 0重疊％-99重量。/〇
[003引硫酸铜： 0重鹽％欺重靈％ 硫酸編； 0薰證％~99雷g% 硫酸锋： 0寛量％-99童量％ 铜酸铜： 0重靈％-99麗嚴％ 测酸铜： 0重鹽靈靈：％，和错I 硫酸礫： Q黨撤餘·欺遺驚
[0034]本发明的控释肥料组合物的粒状植物养分材料或肥料忍涂布有聚合物涂层。合适 的聚合物涂层的实例包括聚氨醋或包含W下物质的涂层：聚醋如醇酸树脂或改性醇酸树 月旨、环氧树脂、氨基塑料树脂、