專利名稱：包膜緩釋肥料及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包膜中含有填充共混物的高聚物包膜緩釋肥料及其制法。
用純高聚物薄膜包復(fù)的粒狀肥料可以延緩肥料養(yǎng)分的溶出速度，并具有較好的抗損壞能力。但其釋放養(yǎng)分速度與植物生長所需養(yǎng)分的時間不易配合，如釋放速度不夠均衡等。另外，其包膜材料殘存物分解過程緩慢，對作物生長有一定不利影響。
英國專利(GB2011367A)公開了一種涂覆顆粒肥料及其生產(chǎn)方法，它是在粒狀肥料表面包覆由聚烯烴、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或亞乙烯類樹脂組成的薄膜，而且包膜中填充有0.01μ至40μ之間的無機(jī)物細(xì)粉。細(xì)粉與樹脂不能相互緊密地粘在一起，形成了孔隙。這樣，控制細(xì)粉加入的數(shù)量可人為地制造包膜開孔，從而調(diào)節(jié)肥料養(yǎng)分的釋放速度，但這種調(diào)節(jié)是比較粗糙的，并且它使包膜強(qiáng)度有明顯下降的趨勢。這種肥料是在流化床中制造的，它要求樹脂具有一定特殊性質(zhì)，即其溶液在加熱時形成溶液。而冷卻時形成凝膠。這種要求限制了可用樹脂的種類。比如，聚苯乙烯樹脂就不具備上述性質(zhì)，因而不能采用。
本發(fā)明的目的是尋求一種填充型包膜緩釋肥料及其制法，其填充物的加入，不降低包膜強(qiáng)度，而且在施用后，包膜上能較精確開放養(yǎng)分釋放孔。肥芯釋放后，包膜在耕作中成為粉末。在制造成本方面，尋求一種性能價格比比較高的方案。
本發(fā)明的要點是制備一種包膜緩釋肥料，由復(fù)合肥芯子和含有填充共混物的高聚物包膜組成，其特征在于包膜的填充共混物中含有具有吸附性的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)粉末并在其中吸附有能溶于水的物質(zhì)。
由于填充物的吸附性，使高聚物與填充物能較緊密地結(jié)合，不留孔隙，保證了包膜強(qiáng)度。同時該吸附性物質(zhì)事先在一定濃度的水溶液中，依據(jù)吸附平衡原理吸附一定量的水溶性物質(zhì)，當(dāng)肥料施用后，由于水份的作用，包膜中吸附物質(zhì)表層的水溶性物質(zhì)脫附溶解，從而在包膜中形成大小比較穩(wěn)定的孔隙，從而可使養(yǎng)份均衡釋放。可見，這種開孔原理，包膜的調(diào)節(jié)功能，可以通過選擇吸附性物質(zhì)的種類和填充量以及配制溶液的濃度這三個因素按吸附平衡曲線控制實現(xiàn)。一般地，吸附性物質(zhì)的吸附性越強(qiáng)、加入(填充)量越多、溶液濃度越高，其成膜后肥料養(yǎng)份釋放速度就越快。反之則越慢。
包膜的組成(重量份數(shù))包括高聚物100份;填充共混物5-600份，其中(1)含有水溶性物質(zhì)的吸附性無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)重量百分率為10-100%;(2)其他填充物重量百分率為0-90%。
包膜較好的組成(重量份數(shù))為高聚物100份;填充共混物100-200份，其中(1)含有水溶性物質(zhì)的吸附性無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)重量百分率為70-100%;(2)其他填充物重量百分率為0-30%。
上述的吸附性無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)中，水溶性物質(zhì)的含量，是吸附性物質(zhì)在水溶性物質(zhì)溶液中達(dá)到吸附平衡時的含量。
本發(fā)明所用高聚物為聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。這些高聚物可以使用“新”的化工原料，亦可使用其主要成分相同的廢舊制品。
本發(fā)明選用的吸附性無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)為膨潤土、蛭石粉、碳泥(工業(yè)活性炭廢渣)、風(fēng)化煤、褐煤、腐植酸等粉料。由于膨潤土的吸附能力強(qiáng)、分散性好，并且在自然界中儲量巨大，所以它是一種最理想的吸附性物質(zhì)。
本發(fā)明所選用的處理吸附性無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)的溶液其溶質(zhì)是水溶性物質(zhì)有以下幾類(1)無機(jī)鹽，如MgSO4、Na2SO4、KCl、NaNO3等。
(2)有機(jī)物，如尿素和胺類化合物等;
(3)水溶性高聚物，如脲醛樹脂、聚乙烯醇、水解淀粉等。
本發(fā)明的另一特點是，包膜中還加入了其他填充物，以提高表面強(qiáng)度和脆性，可使包膜能在膜內(nèi)肥料釋放后易于粉碎。可加入的物質(zhì)種類很多，但從利用固體廢棄物，進(jìn)一步降低成本的角度出發(fā)，本發(fā)明選擇的其他填充物有以下幾類(1)粉碎的植物有機(jī)廢料，如樹葉、秸桿、棉籽皮、稻粒皮、花生皮、煙梗皮等，也可以用木粉、淀粉;
(2)粉碎的動物有機(jī)廢料，如各種動物骨頭、屠宰場的廢棄物下腳料(包括皮、毛、蹄、血)、不能食用的肉和內(nèi)臟，也可以用魚粉;
(3)礦物物質(zhì)的粉末，如膨潤土、風(fēng)化煤、鈣鎂磷肥、粉煤灰、碳酸鈣等。
本發(fā)明所用復(fù)合肥料芯子是以氮、磷、鉀肥為主體，摻入若干微量元素、腐植酸、褐煤、農(nóng)藥、植物生長調(diào)節(jié)劑等經(jīng)造粒制成。包膜的厚度、開孔密度、膜與芯子之間和重量比例和芯子大小，可以根據(jù)作物的種類和不同生長時期的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的主要實施步驟如下(1)先將高聚物烘干，溶解于相應(yīng)溶劑中制得高分子溶液，其濃度為高聚物的重量百分率為1-60%;
(2)將加入的填充共混物中具有吸附性的有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)粉末進(jìn)行如下處理先將其烘干，然后倒入含有水溶性物質(zhì)的溶液中浸泡，并充分?jǐn)嚢?、研磨，待其吸附平衡后，濾出烘干備用;
(3)在(1)得到的高分子溶液中按前述比例加入經(jīng)處理的有機(jī)或無機(jī)物粉末，再加入增韌劑、表面活性劑、色料和其他填充共混物，用砂磨機(jī)或膠體磨將其磨細(xì)并混勻，制得噴涂液;
(4)在轉(zhuǎn)鼓中將上述噴涂液噴涂在復(fù)合肥料顆粒表面。待溶劑受熱揮發(fā)后即制得包膜緩釋肥料。
如上述方法制備的緩釋肥料釋放速度過快，還可以將其增涂一層或數(shù)層占肥料芯重0.1-10%的其他組分包膜。
本發(fā)明的效果由于本包膜緩釋肥料的包膜中含有的吸附性填充共混物能與高聚物較緊密地結(jié)合，所以施用前抗損能力強(qiáng)，強(qiáng)度高。而施用后，由于包膜中水溶性物質(zhì)的溶解，包膜上可均勻地開孔，使養(yǎng)份釋放均勻，釋放速度調(diào)節(jié)較好，精確靈活，特別是膜內(nèi)肥料釋放完，膜腔內(nèi)充水，膜殼的脆性又使它在耕作中極易粉碎，分解成200目以下細(xì)粉。
本發(fā)明選用轉(zhuǎn)鼓加工方法，可使肥料外觀圓滑、無棱角、包膜致密堅硬，進(jìn)一步提高抗損能力。
本緩釋肥料用于水上種稻試驗，使畝產(chǎn)增加，專用肥料的利用率提高10-15個百分點，具有省工和減少污染的優(yōu)點。
本發(fā)明的實際效果可進(jìn)一步通過實施例及其測試分析數(shù)據(jù)得到證明。
實施例1一、原料1、用尿素、普鈣、氯化鉀按重量比1.94∶2.12∶0.95制備成大小不同的顆粒狀，其重量在0.18克/粒至1.5克/粒之間。
2、噴涂液制備取廢舊聚苯乙烯泡沫塑料與混合苯(包括苯、甲苯、二甲苯的混合物)在常溫下按重量比為14∶100配制高分子聚苯乙烯溶液。取定量膨潤土用5倍重量的濃度為0.2%的MgSO4溶液浸泡24小時并間斷進(jìn)行攪拌，然后濾出烘干。每5毫升聚苯乙烯溶液加入1克經(jīng)處理的膨潤土，研磨混勻即可制得噴涂液。
二、生產(chǎn)方法在轉(zhuǎn)鼓中加入適量復(fù)合肥料顆粒，使轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分，緩慢加入噴涂液，同時加入滑石粉。待溶劑揮發(fā)后即成。
制成5種試樣，見表1。
三、釋放P2O5的測定1、方法取包膜肥粒10克裝入容器，加入蒸餾水200毫升。測定時將全部溶液倒出，測定其P2O5含量。用蒸餾水沖洗粒子，再加入200毫升蒸餾水。依次類推。最后將粒子粉碎，測定剩余P2O5含量。
2、測試結(jié)果見表2。
所制緩釋肥料含P2O5%(水溶性)平均為3.90%，平均日釋放量占總量2.84%。P2O5釋放80%平均需28天。養(yǎng)份釋放速度比較緩慢、均勻。
四、溫度對養(yǎng)分溶出速度的影響1、將3種膜厚不同的包膜緩釋肥料各取10克，分別浸泡于盛有200毫升蒸餾水的容器中，然后移置烘箱中。在25℃下恒溫24小時，測定其釋放出的P2O5量。
另將上述3種肥料各取10克，分別浸泡于盛有200毫升蒸餾水的容器中，然后在室溫(平均14℃)下放置24小時，測定其釋放出的P2O5量。
2、測試結(jié)果見表3。
從表3中可以看出，溫度升高，溶出速度加快。溫度每升高10℃，釋放速度大約增加2倍(平均為1.85倍)。
實施例2取廢舊聚氯乙烯塑料制品，四氫呋喃為溶劑，配成重量百分率為6%的溶液，按重量比膨潤土聚氯乙烯溶液是1∶3混合均勻，在轉(zhuǎn)鼓中噴涂在肥芯上，該肥芯含尿素39%、普鈣42%、氯化鉀19%、直徑為10毫米，即制成緩釋肥料。所用膨潤土用5倍重量的質(zhì)量百分比為0.1%的(NH4)2SO4溶液浸泡烘干制得。
表1
<p>表2 長效肥料釋放P2O5%的測定
權(quán)利要求
1.一種包膜緩釋肥料，由復(fù)合肥料芯子和含有填充共混物的高聚物包膜組成，其特征在于包膜的填充共混物中含有具有吸附性的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)粉末，其中吸附有水溶性物質(zhì)，包膜組成(重量份數(shù))包括高聚物100份；填充共混物5-600份，其中(1)具有吸附性的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)重量百分率為10-100%；(2)其他填充物重量百分率為0-90%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的包膜緩釋肥料，其特征在于包膜較好的組成(重量份數(shù))為高聚物100份;填充共混物100-200份，其中(1)具有吸附性的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)重量百分率為70-100%;(2)其他填充物重量百分率為0-30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的包膜緩釋肥料，其特征在于所述高聚物為聚苯乙烯或聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的包膜緩釋肥料，其特征在于所述具有吸附性的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)粉末為膨潤土、蛭石粉、工業(yè)活性炭廢渣、風(fēng)化煤、褐煤、腐植酸的粉料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種包膜緩釋肥料，其特征在于所述的其他填充物為(1)粉碎的植物有機(jī)廢料;(2)粉碎的動物有機(jī)廢料;(3)礦物物質(zhì)粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的包膜緩釋肥料，其特征在于所述的(1)植物有機(jī)廢料為樹葉、秸桿、棉籽皮、稻粒皮、花生皮、煙梗皮，也可以是木粉、淀粉;(2)動物有機(jī)廢料為各種動物的骨頭、屠宰場的廢棄下腳料(包括皮、毛、蹄、血)、不能食用的肉和內(nèi)臟，也可以是魚粉;(3)礦物物質(zhì)為鈣鎂磷肥、粉煤灰、碳酸鈣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2的包膜緩釋肥料，其特征在于所述的水溶性物質(zhì)為(1)無機(jī)鹽;(2)有機(jī)鹽;(3)水溶性高聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的包膜緩釋肥料，其特征在于(1)所述的無機(jī)鹽為MgSO4、或Na2SO4、或KCl、NaNO3;(2)所述的有機(jī)物為尿素或胺類化合物;(3)所述的水溶性高聚物為脲醛樹脂、或聚乙烯醇或水解淀粉。
9.權(quán)利要求1或2所述的包膜緩釋肥料的制造方法，其特征在于(1)先將高聚物烘干，溶解于相應(yīng)溶劑中制得高分子溶液，其濃度為高聚物的重量百分率為1-60%;(2)將加入的填充共混物中具有吸附性的有機(jī)或無機(jī)物粉末進(jìn)行如下處理先將其烘干，然后倒入水溶性物質(zhì)的水溶液中浸泡，并充分?jǐn)嚢?、研磨，待其吸附平衡后濾出烘干;(3)在上述高分子溶液中按比例加入經(jīng)處理的吸附性物質(zhì)粉末，再加入增韌劑、表面活性劑、色料和其他填充共混物，用砂磨機(jī)或膠體磨將其磨細(xì)并混勻，制得噴涂液;(4)在轉(zhuǎn)鼓中將此噴涂液噴涂在復(fù)合肥料顆粒芯表面，待溶劑受熱揮發(fā)后即制得包膜緩釋肥料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包膜緩釋肥料及其制備方法。在包膜的填充共混物中含有具有吸附性的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)粉末，并在其中吸附有水溶性物質(zhì)。由于填充共混物的吸附性，使高聚物與填充物結(jié)合緊密不留孔隙，肥料施用后，包膜中水溶性物質(zhì)溶解，包膜上造成均勻的釋放孔，肥料釋放完后，包膜可在耕作時破裂成200目以下的粉末。本發(fā)明施用前具有較強(qiáng)的抗損能力，且施用時能均勻地開放釋放孔，釋放速度調(diào)節(jié)精確靈活，特別適于水田施用。
文檔編號C05G3/00GK1074206SQ9310022
公開日1993年7月14日 申請日期1993年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月14日
發(fā)明者徐和昌 申請人:北京化工學(xué)院