一種聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料樹脂殘膜回收利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料樹脂殘膜回收，特別涉及一種聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料樹脂殘膜回收利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]包膜型控釋肥料依據(jù)包膜材料的不同，可分為熱固性樹脂包膜與熱塑性樹脂包膜。其中，熱固性樹脂包膜因為不涉及到溶劑回收問題，而且易于實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，越來越多的得到推廣和應(yīng)用，其典型代表就是聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料。
[0003]在聚氨酯包膜控釋肥料的生產(chǎn)過程中，樹脂在固化于化肥顆粒表面的同時，也會附著在轉(zhuǎn)鼓側(cè)壁、抄板以及噴頭等處，成為結(jié)疤廢料。
[0004]這些結(jié)疤廢料的主要成份是與樹脂膜層相同的聚氨酯材料，同時還夾雜有少量的化肥顆粒、粉塵等。結(jié)疤廢料約占到樹脂膜材消耗總量的5-10%，甚至達到20%，是聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料生產(chǎn)過程中樹脂膜材損耗的主要來源。
[0005]由于此類樹脂結(jié)疤的熱固性性質(zhì)，無法溶解于普通溶劑，難以回收利用，只能是焚燒或填埋，而熱固性樹脂的價格達到1.5-2萬元/噸，這不僅浪費資源，而且增加了控釋肥料的生產(chǎn)成本。
[0006]發(fā)明專利CN 200410035783.3采用回收的聚苯乙烯泡沫樹脂作為可降解膜層生產(chǎn)包膜控釋肥料，但這是屬于熱塑性樹脂包膜領(lǐng)域的。
[0007]發(fā)明專利CN 200580041048.6在聚氨酯反應(yīng)成膜控釋尿素的生產(chǎn)過程中，通過轉(zhuǎn)鼓內(nèi)噴頭附近引入類似“犁”的構(gòu)件明顯減少了轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁結(jié)疤，相應(yīng)地減少了膜材消耗，但發(fā)明人并沒有給出結(jié)疤殘膜的二次利用方法。
[0008]發(fā)明專利WO 2004/011395通過在聚氨酯包膜層中引入礦粉、硫磺、谷物粉、尿素粉塵等顆粒填充料，改進了包膜控釋肥料的耐磨抗沖擊性能，但并未涉及到樹脂結(jié)疤的回用，也未說明有無顆粒填充料對包膜控釋肥料養(yǎng)分釋放性能的影響。
[0009]因此，提供一種能夠降低膜材成本，減少環(huán)境污染，而且不會對聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料的控釋性能產(chǎn)生負面影響的樹脂殘膜回收利用的方法就成為該技術(shù)領(lǐng)域急需解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種能夠降低膜材成本，減少環(huán)境污染，而且不會對聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料的控釋性能產(chǎn)生負面影響的聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料樹脂殘膜回收利用的方法。
[0011]本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案達到的:
[0012]一種聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料樹脂殘膜回收利用的方法，其步驟如下:
[0013](I)回收
[0014]將聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料生產(chǎn)過程的樹脂殘膜廢料磨細、漂洗、烘干，得樹脂殘膜細粉；
[0015]⑵利用
[0016]將步驟⑴所得樹脂殘膜細粉作為填料加入到帶有2-6個羥基的多元醇原料中并充分混勻，進而固化為聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料的膜層成份之一。
[0017]一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于:所述步驟(I)中所述磨細的具體步驟如下:
[0018]I)經(jīng)過粉碎機粗破碎至<2mm的小塊；
[0019]2)采用球磨機以水為介質(zhì)進行濕法球磨，將殘膜磨至〈100 μm。
[0020]一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于:所述步驟(I)中所述漂洗的具體步驟如下:經(jīng)過1-2次水洗，以去除其中的化肥成份。
[0021]一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于:所述步驟(I)中所述濕法球磨，最終將殘膜磨至<50 μ m0
[0022]一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于:所述步驟(2)中所述將步驟(I)所得樹脂殘膜細粉作為填料加入到帶有2-6個羥基的多元醇原料中并充分混勻的具體步驟如下:
[0023]I)將步驟⑴所得的樹脂殘膜細粉和潤滑劑蠟加入到蓖麻油或聚醚多元醇中，在電爐上加熱至10°c，攪拌均勻，得蓖麻油或聚醚多元醇-蠟-殘膜細粉混合物；
[0024]2)將大顆粒尿素裝入不銹鋼轉(zhuǎn)鼓中，調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速使尿素呈良好的流動狀態(tài)；加熱至76-80°C并保溫；然后將所述蓖麻油或聚醚多元醇-蠟-殘膜細粉混合物與異氰酸酯同時迅速涂布在尿素表面；5-6分鐘后，再依次涂布相同的后續(xù)涂層；最后一層涂布液固化后，再使尿素保溫3-5分鐘，以利于反應(yīng)膜的熟化；得最終產(chǎn)品。
[0025]一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于:所述步驟(2)所述帶有2-6個羥基的多元醇原料為蓖麻油或聚醚多元醇。
[0026]一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于:所述步驟(I)和所述步驟(2)中所述的聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料是指顆粒肥料表面帶有聚氨酯涂層的一種控釋肥料，聚氨酯涂層占控釋肥料產(chǎn)品的比例為0.5?15質(zhì)量％。
[0027]一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于:所述步驟(2)中所述的樹脂殘膜細粉在聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料聚氨酯涂層的添加比例為I?20質(zhì)量％。
[0028]一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于:所述步驟(2)中所述的樹脂殘膜細粉在聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料聚氨酯涂層的添加比例為3.5?12質(zhì)量％。
[0029]有益效果:
[0030]聚氨酯交聯(lián)固化反應(yīng)是一個由液到固的過程，一般要伴隨著顆粒發(fā)粘現(xiàn)象。為防止膜層撕裂，要引入諸如蠟之類的潤滑劑等。本發(fā)明將樹脂殘膜細粉微粒引入聚氨酯包膜控釋肥料生產(chǎn)的樹脂液制備過程，可以減少化肥顆粒之間的接觸面積，進而可以有效減輕因固化反應(yīng)所造成的膜層撕裂缺陷，從宏觀上表現(xiàn)為樹脂膜層固化時化肥顆粒的發(fā)粘時間短、發(fā)粘程度輕，相應(yīng)地對蠟等潤滑劑起到補充作用。當(dāng)然，對于其他膜層填料而言，如包膜肥生產(chǎn)過程中常用的滑石粉、淀粉填料等，也可以起到上述作用。但這些填料是與膜層樹脂不同性質(zhì)的物質(zhì)，填料粒子與包膜樹脂之間是存在微孔隙的，填料起到開孔劑作用，加速了肥芯養(yǎng)分溶出；這一現(xiàn)象隨著填料比例的增加而愈加明顯。而本發(fā)明的樹脂殘膜細粉是與聚氨酯涂層是同性質(zhì)的物質(zhì)，細粉顆粒與聚氨酯涂層緊密結(jié)合，不會對包膜肥料的養(yǎng)分溶出性能產(chǎn)生負面影響。
[0031]而且因殘膜細粉與聚氨酯涂層是同性質(zhì)的，相應(yīng)地膜層機械性質(zhì)，如抗拉伸性能等所受影響很小，宏觀上表現(xiàn)為包膜肥料在養(yǎng)分釋放過程中膜層仍能保持相當(dāng)?shù)膹椥?，這一點對于薄膜包衣控釋肥料產(chǎn)品而言是尤為重要的。
[0032]通過本發(fā)明的技術(shù)方案，將聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料生產(chǎn)過程產(chǎn)生的各種樹脂殘膜廢料，如包膜設(shè)備內(nèi)壁、抄板以及噴頭等處的結(jié)疤，磨細、漂洗、烘干，成為殘膜細粉，將其作為填料加入到2-6個羥基的多元醇原料中并充分混勻，隨著羥基物多元醇與異氰酸酯的交聯(lián)固化反應(yīng)，上述填料成為聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料的膜層成份之一。通過這一發(fā)明，既可以解決聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料生產(chǎn)過程中樹脂殘膜的回收利用問題，降低膜材成本，減少環(huán)境污染，而且不會對聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料的控釋性能產(chǎn)生負面影響。
[0033]下面通過附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明，但并不意味著對本發(fā)明保護范圍的限制。
【附圖說明】
[0034]圖1是樹脂殘膜填料對包膜尿素養(yǎng)分控釋性能的影響曲線。
[0035]圖2是滑石粉填料對包膜尿素養(yǎng)分控釋性能的影響曲線。
【具體實施方式】
[0036]實施例1
[0037]一種聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料樹脂殘膜回收利用的方法，其步驟如下:
[0038](I)樹脂殘膜細粉的回收
[0039]將聚氨酯反應(yīng)成膜控釋尿素生產(chǎn)線包膜轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁與抄板上的結(jié)疤收集起來，經(jīng)萬能破碎機粗破碎過2_篩網(wǎng)，然后采用南京科析實驗儀器研宄所生產(chǎn)的XQM — 2L型球磨機以水為介質(zhì)進行濕法球磨，6小時后停止，將殘膜取出，經(jīng)過2-3次水洗，置于烘箱中烘干，最終成為均一、松散的樹脂殘膜細粉。經(jīng)粒度分析儀測定，平均粒徑為28 μ m。
[0040](2)樹脂殘膜細粉的利用
[0041]3.5質(zhì)量％ (3.5%是指殘膜占整個樹脂膜層的比例，下同)殘膜填料聚氨酯包膜尿素I
[0042]將5質(zhì)量％ (指殘膜配料時占蓖麻油的比例，下同)的步驟⑴所得的樹脂殘膜細粉和5質(zhì)量％的70#微晶蠟(工業(yè)級，下同)加入到蓖麻油(工業(yè)級，下同)中，在電爐上加熱至loo°c，攪拌均勻，得蓖麻油-蠟-殘膜細粉混合物。
[0043]稱取中?；瘜W(xué)石油股份有限公司生產(chǎn)的2.00-4.75mm大顆粒尿素0.75kg，裝入直徑為26cm帶有4根均布(均勾分布，下同)1.5cm高人字型抄板的不銹鋼轉(zhuǎn)鼓中，調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速使尿素呈良好的流動狀態(tài)。用來自電加熱器的熱風(fēng)使之預(yù)熱至76-80°C并保溫。然后將6.79g的蓖麻油-蠟-殘膜細粉混合物與2.59g的異氰酸酯(工業(yè)級，下同)同時迅速涂布在尿素表面。5-6分鐘后，再依次涂布相同的第2、3層。最終產(chǎn)品的包膜量為3.3質(zhì)量％。該樣品為3.5質(zhì)量％殘膜填料聚氨酯包膜尿素I。
[0044]按GB/T23348-2009《緩釋肥料》對樣品在25°C條件下進行水培養(yǎng)，養(yǎng)分溶出情況見圖1 (樹脂殘膜填料對包膜尿素養(yǎng)分控釋性能的影響曲線)中的“▲ -3.5%殘膜I”曲線。
[0045]對比例I不含樹脂殘膜填料的聚氨酯包膜尿素的制備
[0046]稱取中?；瘜W(xué)石油股份有限公司生產(chǎn)的2.00-4.75mm大顆粒尿素0.75kg，裝入直徑為26cm帶有4根均布1.5cm高人字型抄板的不銹鋼轉(zhuǎn)鼓中，調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速使尿素呈良好的流動狀態(tài)。用來自電加熱器的熱風(fēng)使之預(yù)熱至76-80°C并保溫。將含5質(zhì)量％ 70#微晶蠟的蓖麻油在電爐上加熱至100°C，得蓖麻油-蠟混合物；然后將6.70g的蓖麻油-蠟混合物與2.68g的異氰酸醋同時迅速涂布在尿素表面。5-6分鐘后，再依次涂布相同的第2、3層。最終產(chǎn)品的包膜量為3.3質(zhì)量％。該樣品為不含樹脂殘膜填料的聚氨酯包膜尿素。
[0047]按GB/T23348-2009《緩釋肥料》對樣品在25°C條件下進行水培養(yǎng)，養(yǎng)分溶出情況見圖1 (樹脂殘膜填料對包膜尿素養(yǎng)分控釋性能的影響曲線)中的“.-參比”曲線。
[0048]實施例2
[0049]一種聚氨酯反應(yīng)成膜控釋肥料樹脂殘膜回收利用的方法，其步驟如下:
[0050](I)樹脂殘膜細粉的回收
[0051]將聚氨酯反應(yīng)成膜控釋尿素生產(chǎn)線包膜轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁與抄板上的結(jié)疤收集起來，經(jīng)萬能破碎機粗破碎過2_篩網(wǎng)，然后采用南京科析實驗儀器研宄所生產(chǎn)的XQM — 2L型球磨機以水為介質(zhì)進行濕法球磨，6小時后停止，將殘膜取出，經(jīng)過2-3次水洗，置于烘箱中烘干，最終成為均一、松散的樹脂殘膜細粉。經(jīng)粒度分析儀測定，平均粒徑為28 μ m。
[0052](2)樹脂殘膜細粉的利用
[0053]3.5質(zhì)量％樹脂殘膜填料聚氨酯包膜尿素2
[0054]將5質(zhì)量％的步