太阳城集团

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一种包膜控释肥料的制备方法.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201410152942.1

申请日:

2014.04.16

公开号:

CN103951503A

公开日:

2014.07.30

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C05G 3/00申请日:20140416|||公开
IPC分类号: C05G3/00; C05G3/08 主分类号: C05G3/00
申请人: 武汉盛大神农生物工程有限公司
发明人: 赵华; 姜存仓; 金友前; 王维勇; 顾永征; 李亚超; 王菊
地址: 430070 湖北省武汉市洪山区狮子山街1号华中农业大学产业楼(中国银行楼上三楼)
优先权:
专利代理机构: 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 代理人: 朱盛华
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201410152942.1

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2016.05.11|||2014.08.27|||2014.07.30

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明涉及一种包膜控释肥料的制备方法。将多异氰酸酯与多元醇按比例混合,以丙酮为溶剂反应生成水溶性聚氨酯;向其中加松节油、聚乙烯醇,置于反应釜中50℃下搅拌反应1h,形成包覆液。将肥料颗粒送入流化床内60℃预热,重力作用下降形成喷流,将包覆液喷涂在肥料颗粒表面,经热风干燥,完成一次包膜;进入循环流化床中继续包膜,在2-4h内形成包膜控释肥料;将包覆液蒸汽通过冷凝回收装置回收到反应釜内重复溶解利用。本发明增加了冷凝回流装置,减少了污染;成膜助剂用松节油抗机械损伤能力强。采用本发明包膜率5%-30%,产品有良好成膜性能,通过调节材料比例和喷雾太阳城集团有不同养分释放曲线,满足不同作物对养分的需求。

权利要求书

权利要求书
1.  一种包膜控释肥料的制备方法,其特征在于制备的具体步骤如下:
(1)制备水溶性聚氨酯,将多异氰酸酯与多元醇按照0.9-1.5∶1的比例混合,以丙酮为溶剂反应生成的水溶性聚氨酯;
所述多异氰酸酯为甲苯二异腈酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基二异氰酸酯中的一种;
所述多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一种;
(2)取100份步骤(1)所得的水溶性聚氨酯、5-20份松节油、0.5-2份聚乙烯醇,置于反应釜中50℃下搅拌反应1h,形成包覆液,在压力泵的作用下,包覆液雾化压力达到0.05-0.3Mpa;雾化速度为5-20mL/min;
(3)将1000-5000份肥料颗粒通过传送带送入流化床内60℃条件下预热,利用重力作用下降形成喷流,将步骤(1)所得包覆液通过喷雾装置喷涂在肥料颗粒表面,经过70-90℃的热风进行干燥,完成一次包膜;完成一次包膜的肥料颗粒进入循环流化床中继续包膜,在2-4h内完成包膜,形成包膜控释肥料;
(4)将包覆液蒸汽通过冷凝回收装置回收到(1)的反应釜内重复溶解利用。

2.  根据权利要求1所述的一种包膜控释肥料的制备方法,其特征在于所述聚乙烯醇的平均聚合度为1000-1200。

3.  根据权利要求1所述的一种包膜控释肥料的制备方法,其特征在于肥料颗粒粒径为2-5mm。

说明书

说明书一种包膜控释肥料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种包膜控释肥料的制备方法。
背景技术
控释肥料是一种对能对养分释放速度进行可控调节、技术含量高的新型肥料,其养分释放速度可以通过物理、化学以及生物技术手段来调控,实现促释或缓释的双向调节,使肥料中营养元素的供应与作物对养分的需求基本同步,实现动态平衡。包膜肥料的生产方法及工艺决定了控释肥料的释放机理。
肥料包膜的一般方法有造粒塔喷雾法、流化床涂布法、转鼓或圆盘包覆法、浸润离心法等。所用包膜材料主要有沥青、树脂、石蜡、各种聚合物、脲醛、难溶性磷肥和硫磺等,用得较多的是蜡、硫磺、热固性树脂和热塑性树脂。当前世界主流控释肥料包括美国Scotts公司的商品名为Osmocote的由聚氨酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、尿素树脂、密胺树脂、硅树脂等组成的高分子聚合物热固性树脂包膜的控释肥料和日本等国以聚乙烯类塑料包膜肥料、硫包膜肥料。
聚合物包膜肥料通常采用造粒塔喷雾法。其工艺流程为:将包膜涂层溶液加压,经喷射雾化后进入造粒塔内,雾化物与从造粒塔顶部淋洒下来的肥料颗粒逆向接触,雾化后的涂层溶液即均匀地涂于肥料表面,并借助肥料自身的热量干固成膜。聚合物包膜肥料的释放速度只取决于包膜厚度和环境温度,其对肥料释放速度控制效果好。但该肥料的生产工艺复杂,设备投资大,包裹树脂的过程需要长太阳城集团高温处理。因此制造树脂包膜控释肥料的设备复杂,能耗大,肥料成本上升,销售价格高。
聚乙烯类包膜肥料是将回收的聚乙烯类塑料溶解后包裹于肥料表面制成的长效肥料,避免了肥料的浪费,提高肥料的利用率,具有环保高效的特点。但聚乙烯的溶剂为有机溶剂,生产成本因此上升,同时因聚乙烯难以降解,生产中的有机溶剂都会对环境造成污染,且大多以包裹尿素为主,控制释放养分单一,施用不便。
硫包膜肥料是在尿素表面包裹一层硫磺来达到氮素缓释的目的,造价便宜。硫 包尿素(SCU)的生产过程为:尿素在包裹之前先预热,硫磺在282℃的容器内熔化,热空气将熔融的硫压入喷头,喷向尿素,硫磺在转动的尿素颗粒表面形成一层薄膜,转入石蜡鼓中上蜡,同时加入杀菌剂,如煤焦油等。上蜡后肥粒转入冷却器中冷到82℃以下,加入调理剂,转动数分钟,过筛。另有研究指出在原有硫底涂层基础上加入由双环戊二烯和甘油脂形成的共聚物涂层,或通过改变封闭剂如加入脲醛树脂与氯化铵、过磷酸铵、柠檬酸铵、六甲基四铵和硫酸锌组成的封闭剂,以简化生产工艺及降低生产成本。但其对肥料的释放速率控制性较差,且容易造成土壤酸化,施用效果不佳。
以上包膜肥料的生产方法及工艺存在生产成本高,效果不显著等缺点,且多为间歇性生产,造成生产能耗上升,设备寿命下降。当前聚氨酯包膜工艺采用的是流化床设备,但其未对生产过程中的蒸汽进行回收利用,造成了对环境的污染。
综上所述,现有控释肥选用的包膜材料多存在工艺复杂、生产成本高、能耗上升、环境污染重等问题。这也是控释肥料价格昂贵的重要原因。因此,可通过选用水溶性树脂包膜,改进生产工艺,降低制造成本,大力推广包膜控释肥料。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状,旨在提供一种生产成本低、养分释放曲线可根据不同作物养分进行调节,以满足不同作物对控释肥的需求的包膜控释肥料的制备方法。
本发明目的的实现方式为,一种包膜控释肥料的制备方法,制备的具体步骤如下:
(1)制备水溶性聚氨酯,将多异氰酸酯与多元醇按照0.9-1.5∶1的比例混合,以丙酮为溶剂反应生成的水溶性聚氨酯;
所述多异氰酸酯为甲苯二异腈酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基二异氰酸酯中的一种;
所述多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一种;
(2)取100份步骤(1)所得的水溶性聚氨酯、5-20份松节油、0.5-2份聚乙烯 醇,置于反应釜中50℃下搅拌反应1h,形成包覆液,在压力泵的作用下,包覆液雾化压力达到0.05-0.3Mpa;雾化速度为5-20mL/min;
(3)将1000-5000份肥料颗粒通过传送带送入流化床内60℃条件下预热,利用重力作用下降形成喷流,将步骤(1)所得包覆液通过喷雾装置喷涂在肥料颗粒表面,经过70-90℃的热风进行干燥,完成一次包膜;完成一次包膜的肥料颗粒进入循环流化床中继续包膜,在2-4h内完成包膜,形成包膜控释肥料;
(4)将包覆液蒸汽通过冷凝回收装置回收到(1)的反应釜内重复溶解利用。
本发明有以下优点:
1、在原有流化床基础上增加了冷凝回流装置,减少了因包覆液有机物挥发到空气中造成对环境的污染;
2、可通过调节多异氰酸酯与多元醇的配比来调节聚氨酯的孔隙度,控制包膜肥料的溶出率;通过调节聚乙烯醇与聚氨酯的比例和喷涂太阳城集团调节释放速度;
3、利用松节油作为成膜助剂,生产出的包膜肥料抗机械损伤能力强,减少了因此造成的控释率下降。
采用本发明生产的包膜控释肥料具有良好的成膜性能,包膜率在5%-30%,养分释放曲线可根据不同作物养分吸收曲线进行调节,满足不同作物对控释肥的需求。
具体实施方式
本发明将多异氰酸酯与多元醇按0.9-1.5∶1的比例混合,以丙酮为溶剂反应生成水溶性聚氨酯;5-20份松节油、0.5-2份聚乙烯醇,置于反应釜中50℃下搅拌反应1h,形成包覆液,将肥料颗粒送入流化床内60℃预热,重力作用下降形成喷流,将包覆液喷涂在肥料颗粒表面,经70-90℃的热风干燥,完成一次包膜;进入循环流化床中继续包膜,在2-4h内形成包膜控释肥料;将包覆液蒸汽通过冷凝回收装置回收到反应釜内重复溶解利用。
所述聚乙烯醇的平均聚合度为1000-1200。
下面用具体实施例详述本发明。
实例1:
(1)制备水溶性聚氨酯,将甲苯二异腈酸酯与聚氧化丙烯二醇按照0.9∶1的 比例混合,以丙酮为溶剂反应生成的水溶性聚氨酯;
(2)取100份步骤(1)所得的水溶性聚氨酯、5份松节油、0.5份聚乙烯醇,置于反应釜中50℃下搅拌反应1h,形成包覆液,在压力泵的作用下,包覆液雾化压力达到0.05Mpa;雾化速度为5mL/min;
(3)将1000份肥料颗粒通过传送带送入流化床内60℃条件下预热,利用重力作用下降形成喷流,将步骤(1)所得包覆液通过喷雾装置喷涂在肥料颗粒表面,经过80℃的热风进行干燥,完成一次包膜;完成一次包膜的肥料颗粒进入循环流化床中继续包膜,在2h内完成包膜,形成包膜控释肥料;
(4)将包覆液蒸汽通过冷凝回收装置回收到(1)的反应釜内重复溶解利用。
实例2:
(1)制备水溶性聚氨酯,将甲苯二异腈酸酯与聚氧化丙烯二醇按照0.9∶1的比例混合,以丙酮为溶剂反应生成的水溶性聚氨酯;
(2)取100份步骤(1)所得的水溶性聚氨酯、5份松节油、0.5份聚乙烯醇,置于反应釜中50℃下搅拌反应1h,形成包覆液,在压力泵的作用下,包覆液雾化压力达到0.1Mpa;雾化速度为5mL/min;
(3)将1000份肥料颗粒通过传送带送入流化床内60℃条件下预热,利用重力作用下降形成喷流,将步骤(1)所得包覆液通过喷雾装置喷涂在肥料颗粒表面,经过80℃的热风进行干燥,完成一次包膜;完成一次包膜的肥料颗粒进入循环流化床中继续包膜,在2h内完成包膜,形成包膜控释肥料;
(4)将包覆液蒸汽通过冷凝回收装置回收到(1)的反应釜内重复溶解利用。
实例3:
(1)制备水溶性聚氨酯,将甲苯二异腈酸酯与聚氧化丙烯二醇按照1∶1的比例混合,以丙酮为溶剂反应生成的水溶性聚氨酯;
(2)取100份步骤(1)所得的水溶性聚氨酯、10份松节油、1份聚乙烯醇,置于反应釜中50℃下搅拌反应1h,形成包覆液,在压力泵的作用下,包覆液雾化压力达到0.2Mpa;雾化速度为10mL/min;
(3)将3000份肥料颗粒通过传送带送入流化床内60℃条件下预热,利用重力 作用下降形成喷流,将步骤(1)所得包覆液通过喷雾装置喷涂在肥料颗粒表面,经过70℃的热风进行干燥,完成一次包膜;完成一次包膜的肥料颗粒进入循环流化床中继续包膜,在3h内完成包膜,形成包膜控释肥料;
(4)将包覆液蒸汽通过冷凝回收装置回收到(1)的反应釜内重复溶解利用。
实例4:
(1)制备水溶性聚氨酯,将甲苯二异腈酸酯与聚氧化丙烯二醇按照1.2∶1的比例混合,以丙酮为溶剂反应生成的水溶性聚氨酯;
(2)取100份步骤(1)所得的水溶性聚氨酯、10份松节油、1份聚乙烯醇,置于反应釜中50℃下搅拌反应1h,形成包覆液,在压力泵的作用下,包覆液雾化压力达到0.2Mpa;雾化速度为10mL/min;
(3)将3000份肥料颗粒通过传送带送入流化床内60℃条件下预热,利用重力作用下降形成喷流,将步骤(1)所得包覆液通过喷雾装置喷涂在肥料颗粒表面,经过90℃的热风进行干燥,完成一次包膜;完成一次包膜的肥料颗粒进入循环流化床中继续包膜,3h内完成包膜,形成包膜控释肥料;
(4)将包覆液蒸汽通过冷凝回收装置回收到(1)的反应釜内重复溶解利用。
实例5:
(1)制备水溶性聚氨酯,将甲苯二异腈酸酯与聚氧化丙烯二醇按照1.5∶1的比例混合,以丙酮为溶剂反应生成的水溶性聚氨酯;
(2)取100份步骤(1)所得的水溶性聚氨酯、20份松节油、2份聚乙烯醇,置于反应釜中50℃下搅拌反应1h,形成包覆液,在压力泵的作用下,包覆液雾化压力达到0.3Mpa;雾化速度为20mL/min;
(3)将5000份肥料颗粒通过传送带送入流化床内60℃条件下预热,利用重力作用下降形成喷流,将步骤(1)所得包覆液通过喷雾装置喷涂在肥料颗粒表面,经过70℃的热风进行干燥,完成一次包膜;完成一次包膜的肥料颗粒进入循环流化床中继续包膜,在4h内完成包膜,形成包膜控释肥料;
(4)将包覆液蒸汽通过冷凝回收装置回收到(1)的反应釜内重复溶解利用。
实例6:
(1)制备水溶性聚氨酯,将二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四氢呋喃二醇按照0.9∶1的比例混合,以丙酮为溶剂反应生成的水溶性聚氨酯;
(2)取100份步骤(1)所得的水溶性聚氨酯、5份松节油、0.5份聚乙烯醇,置于反应釜中50℃下搅拌反应1h,形成包覆液,在压力泵的作用下,包覆液雾化压力达到0.1Mpa;雾化速度为5mL/min;
(3)将1000份肥料颗粒通过传送带送入流化床内60℃条件下预热,利用重力作用下降形成喷流,将步骤(1)所得包覆液通过喷雾装置喷涂在肥料颗粒表面,经过80℃的热风进行干燥,完成一次包膜;完成一次包膜的肥料颗粒进入循环流化床中继续包膜,在2h内完成包膜,形成包膜控释肥料;
(4)将包覆液蒸汽通过冷凝回收装置回收到(1)的反应釜内重复溶解利用。
实例7:
(1)制备水溶性聚氨酯,将多亚甲基多苯基二异氰酸酯与四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇按照1∶1的比例混合,以丙酮为溶剂反应生成的水溶性聚氨酯;、
(2)取100份步骤(1)所得的水溶性聚氨酯、10份松节油、1份聚乙烯醇,置于反应釜中50℃下搅拌反应1h,形成包覆液,在压力泵的作用下,包覆液雾化压力达到0.2Mpa;雾化速度为10mL/min;
(3)将3000份肥料颗粒通过传送带送入流化床内60℃条件下预热,利用重力作用下降形成喷流,将步骤(1)所得包覆液通过喷雾装置喷涂在肥料颗粒表面,经过70℃的热风进行干燥,完成一次包膜;完成一次包膜的肥料颗粒进入循环流化床中继续包膜,在3h内完成包膜,形成包膜控释肥料;
太阳城集团(4)将包覆液蒸汽通过冷凝回收装置回收到(1)的反应釜内重复溶解利用。

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