BR112016025027B1

BR112016025027B1 - Método para formação de um fertilizante encapsulado

Info

Publication number: BR112016025027B1
Application number: BR112016025027-3A
Authority: BR
Inventors: Michael PRAW
Original assignee: Basf Se
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2015-04-27
Publication date: 2022-05-24
Also published as: WO2015167988A1; EP3137436A1; MX393696B; CA2947010A1; MX2016014226A; JP2017519704A; CA2947010C; IL248498A0; JP6538718B2; CN106660891A; BR112016025027A2; US20170036968A1; US10556841B2

Abstract

MÉTODO PARA FORMAÇÃO DE UM FERTILIZANTE ENCAPSULADO, E, FERTILIZANTE ENCAPSULADO. Um método para formação de um fertilizante encapsulado compreende a etapa de prover uma partícula de núcleo. A partícula de núcleo compreende um fertilizante e tem uma superfície externa. Um exemplo do fertilizante é ureia. O método compreende adicionalmente a etapa de aplicação de um componente isocianato diretamente à superfície externa da partícula de núcleo. O componente isocianato tem grupos funcionais isocianato. Um exemplo do componente isocianato é um polímero finalizado com isocianato. Um exemplo específico do polímero finalizado com isocianato é um compreendendo o produto de reação de um di- isocianato de difenilmetano (MDI) e um poliol. O método compreende adicionalmente a etapa de reação do componente isocianato com umidade ambiente para formar uma camada disposta em torno da partícula de núcleo para formar o fertilizante encapsulado. A camada compreende ligações de poliureia. A camada pode compreender adicionalmente ligações de de poliuretano. Por exemplo, a camada pode estar na forma de uma camada de poliureia/poliuretano quando o polímero finalizado com isocianato é utilizado.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere geralmente a um método de formação de um fertilizante encapsulado e a um fertilizante encapsulado formado de acordo com o método, especificamente a um método de formação de um fertilizante encapsulado compreendendo uma partícula de núcleo e uma camada disposta em torno da partícula de núcleo com a camada compreendendo o produto de reação de um componente isocianato e umidade ambiente.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[002] Fertilizantes encapsulados, tais como fertilizantes de liberação controlada, são conhecidos na técnica agrícola. Tais fertilizantes encapsulados incluem tipicamente uma ou mais camadas de poliuretano dispostas em torno de uma partícula de núcleo, tipicamente um fertilizante (por exemplo, ureia). A espessura e integridade da camada de poliuretano limita a taxa de dissolução dos fertilizantes encapsulados, especificamente, uma taxa que a partícula de núcleo degrada liberando ela própria, por exemplo, uma “carga útil”, dentro do solo que inclui umidade.

[003] Infelizmente, muitos fertilizantes encapsulados convencionais incluem espessura inconsistente da camada de poliuretano, que resulta em taxas de dissolução aceleradas. Tais taxas de dissolução aceleradas levam a desperdício e fitotoxidade, isto é, efeito tóxico do fertilizante no desenvolvimento da planta. Adicionalmente, muitos fertilizantes encapsulados convencionais têm camadas de poliuretano com problemas de integridade, já que as camadas de poliuretano incluem defeitos, tais como rachaduras, buracos, depressões, etc. Quando uma camada de poliuretano incluindo tais defeitos é disposta em torno da partícula de núcleo, as rachaduras, buracos, e/ou depressões permitem que água e outros líquidos permeiem a camada de poliuretano, desse modo contatando e dissolvendo prematuramente a partícula de núcleo. Para curar tais defeitos, múltiplas camadas de poliuretano devem ser tipicamente dispostas em torno da partícula de núcleo resultando em um processo de fabricação caro e de alto consumo de tempo para a formação de fertilizantes encapsulados. Ainda adicionalmente, muitos fertilizantes encapsulados convencionais são propensos à ruptura, devido à camada de poliuretano ter falta de dureza e resiliência adequadas. Tal ruptura reduz a vida útil dos fertilizantes encapsulados, e resulta em desperdício durante o armazenamento, manipulação, e uso dos fertilizantes encapsulados.

[004] Camadas de poliuretano convencionais são com base tipicamente em um sistema de uretano de dois componentes ("2K") onde uma parte é um isocianato e a outra parte é um poliol. Um excesso de isocianato em relação ao poliol é frequentemente usado devido a uma reação lateral de isocianato/água a partir da água que está presente durante o processo de revestimento. Muitos processos exigem também que o isocianato e o poliol sejam aplicados em momentos diferentes ou exatamente no mesmo momento, o que adiciona inconsistências durante a fabricação. Existe também o problema de umidade inconsistente durante a aplicação dos componentes reativos. Se muita água está presente durante a aplicação dos componentes reativos, pode não existir isocianato suficiente para reagir com todo o poliol. Isto é porque uma reação com poliureia (entre água e grupos isocianato) pode ser mais rápida do que uma reação com poliuretano (entre poliol e grupos isocianato). Isto pode levar a propriedades inconsistentes da camada resultante, com poliol não reagido diminuindo o desempenho do fertilizante encapsulado.

[005] Consequentemente, permanece uma oportunidade para prover métodos melhorados de formar fertilizantes encapsulados. Permanece também uma oportunidade para prover fertilizantes encapsulados melhorados.

SUMÁRIO E VANTAGENS DA INVENÇÃO

[006] É descrito um método de formação de um fertilizante encapsulado. O método compreende a etapa de prover uma partícula de núcleo. A partícula de núcleo compreende um fertilizante e tem uma superfície externa. O método compreende adicionalmente a etapa de aplicação de um componente isocianato diretamente na superfície externa da partícula de núcleo. O componente isocianato tem grupos funcionais isocianato. O método compreende adicionalmente a etapa de reagir o componente isocianato com umidade ambiente para formar uma camada disposta em torno da partícula de núcleo para formar o fertilizante encapsulado. A camada compreende ligações de poliureia. Opcionalmente, a camada pode compreender adicionalmente ligações de poliuretano.

[007] Geralmente, o uso de apenas um componente (isto é, o componente isocianato) simplifica a aplicação e aumenta o rendimento da fabricação do fertilizante encapsulado em relação a sistemas que utilizam dois ou mais componentes reativos, por exemplo, um isocianato e um poliol. Uma camada de revestimento mais consistente e melhor pode ser alcançada já que geralmente a única reação que ocorre após o componente isocianato ser aplicado é uma reação com poliureia. Ter uma camada de revestimento consistente também provê um tempo de liberação mais padronizado do fertilizante.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] Outras vantagens da presente invenção serão rapidamente apreciadas, à medida que as mesmas se tornam mais bem entendidas pela referência a descrição detalhada seguinte quando considerada em conexão com os desenhos que acompanham em que: A figura 1 é uma seção transversal de um fertilizante encapsulado tendo uma partícula de núcleo e uma camada; A figura 2 é uma seção transversal de outro fertilizante encapsulado tendo adicionalmente uma camada intermediária; A figura 3 é uma seção transversal de outro fertilizante encapsulado tendo adicionalmente uma camada de selante; A figura 4 é uma seção transversal de outro fertilizante encapsulado tendo tanto camada intermediária como camada de selante; e A figura 5 é um gráfico ilustrando taxas de dissolução de fertilizantes encapsulados exemplos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[009] É descrito um método de formação de um fertilizante encapsulado. É também descrito um fertilizante encapsulado formado de acordo com o método. Com referência as figuras, onde numerais iguais indicam partes iguais através de vários ângulos de visão, um fertilizante encapsulado formado de acordo com o método é mostrado geralmente em 10, O fertilizante encapsulado 10 não é desenhado em escala.

[0010] O método compreende a etapa de prover uma partícula de núcleo 12. A partícula de núcleo 12 tem uma superfície externa 14. O método compreende adicionalmente a etapa de aplicar um componente isocianato diretamente na superfície externa 14 da partícula de núcleo 12. O método compreende adicionalmente a etapa de reagir o componente isocianato com umidade ambiente para formar uma camada 16 disposta em torno da partícula de núcleo 12 para formar o fertilizante encapsulado 10, A camada 16 compreende ligações de poliureia. Em certas modalidades, a camada 16 compreende adicionalmente ligações de poliuretano.

[0011] O fertilizante encapsulado 10 compreende a partícula de núcleo 12. A partícula de núcleo 12 compreende um fertilizante. Em várias modalidades, a superfície externa 14 da partícula de núcleo 12 compreende o fertilizante. Em modalidades específicas, toda a partícula de núcleo 12 compreende o fertilizante. Em certas modalidades, a partícula de núcleo 12 consiste essencialmente do fertilizante. Em modalidades adicionais, a partícula de núcleo 12 consiste do (isto é, é) fertilizante.

[0012] Em várias modalidades, o fertilizante é selecionado a partir do grupo de nitrogênio, fosfato, potassa, enxofre, e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, o fertilizante é à base de nitrogênio. Exemplos de fertilizantes à base de nitrogênio incluem amônia anidra, ureia, nitrato de amônio, nitrato de ureia amônio, nitrato de cálcio amônio, e combinações dos mesmos. Em modalidades específicas, o fertilizante compreende, consiste essencialmente de, ou consiste de ureia. Em outras modalidades, o fertilizante é à base de fosfato. Exemplos de fertilizantes à base de fosfato incluem ácido fosfórico, fosfato de monoamônio, polifosfato de amônio, sulfato fosfato de amônio, e combinações dos mesmos. Em ainda outras modalidades, o fertilizante é à base de potassa. Exemplos de fertilizantes à base de potassa apropriados incluem nitrato de amônio, e combinações dos mesmos. Em ainda outras modalidades, o fertilizante é à base de enxofre. Exemplos de fertilizantes à base de enxofre apropriados incluem sulfato de amônio, ácido sulfúrico, e combinações dos mesmos. Várias combinações de fertilizantes podem ser utilizadas como, ou, na partícula de núcleo 12. Fertilizantes apropriados estão disponíveis comercialmente a partir de uma variedade de fornecedores, e esta descrição não está limitada a qualquer um em particular.

[0013] Tipicamente, o fertilizante encapsulado 10 inclui uma das partículas de núcleo 12, por exemplo, como mostrado nas figuras. No entanto, o fertilizante encapsulado 10 também pode incluir qualquer combinação de duas ou mais das partículas de núcleo mencionadas acima 12. Em tais modalidades, a partícula de núcleo 12 pode compreender, mas não está limitada a uma mistura de composições de partícula de núcleo, subpartículas individuais da partícula de núcleo 12, e/ou camadas de diferentes composições de partícula de núcleo. Por exemplo, a partícula de núcleo 12 pode compreender um núcleo interno compreendendo enxofre com um núcleo externo disposto em torno do núcleo interno e compreendendo ureia (não mostrado).

[0014] A partícula de núcleo 12 pode ter vários tamanhos e formatos. Tipicamente, a partícula de núcleo 12 é substancialmente esférica, tendo um diâmetro médio de cerca de 0,1 a cerca de 5, cerca de 0,1 a cerca de 2,5, cerca de 0,25 a cerca de 1, milímetros (mm), ou qualquer diâmetro médio entre cerca de 0,1 a cerca de 5 mm. Outros tamanhos e/ou formatos de partículas de núcleo 12 também podem ser usados, tais como partículas com formatos irregulares, oblongos e/ou plaquetas.

[0015] Em várias modalidades, a partícula de núcleo 12 tem um teor de umidade antes da etapa de aplicação. A partícula de núcleo 12 pode ter vários teores de umidade. Tipicamente, a partícula de núcleo 12 tem um teor de umidade de pelo menos cerca de 1 por cento em peso (% em peso), alternativamente um teor de umidade de cerca de 1 a cerca de 20, cerca de 1 a cerca de 10, cerca de 5 a cerca de 10% em peso, ou qualquer teor de umidade entre cerca de 1 e cerca de 20% em peso.

[0016] O teor de umidade pode ser transmitido por adição intencional (por exemplo, por impregnação, pulverização, revestimento, imersão, etc.), mas é mais tipicamente inato. Por exemplo, certos fertilizantes (por exemplo, ureia), são higroscópicos. Fertilizantes higroscópicos prontamente absorvem umidade da atmosfera. Isso pode ocorrer durante a rotina de fabricação, manipulação e/ou armazenamento do fertilizante. Em outras palavras, nenhuma adição intencional de umidade/água é requerida. O teor de umidade da partícula de núcleo 12 é útil para estabilizar a umidade do ambiente como descrito adicionalmente abaixo. Em adição, o teor de umidade da partícula de núcleo 12 pode também fornecer umidade de superfície em ou na superfície externa 14 da partícula de núcleo 12. Nestas instâncias, o restante do teor de umidade está geralmente presente ao longo da partícula de núcleo 12 e/ou está geralmente presente como gradiente de teor de umidade.

[0017] Nas modalidades onde a superfície externa 14 da partícula de núcleo 12 compreende umidade na superfície, a etapa de reação é definida adicionalmente como a reação do componente isocianato com umidade ambiente e a umidade da superfície para formar o fertilizante encapsulado 10. Deste modo, a reação ocorre em ambos os lados do componente isocianato após a aplicação na superfície externa 14 da partícula de núcleo 12. Especificamente, grupos funcionais isocianato providos pelo componente isocianato estão livres para reagir com a umidade da superfície na superfície externa 14 da partícula de núcleo 12, assim como, com umidade ambiente na superfície 20 da camada 16 (durante a formação).

[0018] Em outras modalidades, a superfície externa 14 da partícula de núcleo 12 compreende grupos funcionais amina (isto é, “aminas na superfície”). As aminas na superfície podem ser providas por uma partícula de núcleo 12, tal como quando uma partícula de núcleo 12 compreende ureia como o fertilizante. Nestas modalidades, a etapa de reação é definida adicionalmente como reação do componente isocianato com umidade ambiente e os grupos funcionais amina para formar o fertilizante encapsulado 10. Deste modo, a reação ocorre em ambos os lados do componente isocianato após a aplicação em uma superfície externa 14 da partícula de núcleo 12. Especificamente, grupos funcionais isocianato providos pelo componente isocianato estão livres para reagir com grupos amina na superfície externa 14 da partícula de núcleo 12, assim como, com umidade ambiente na superfície 20 da camada 16 (durante a formação).

[0019] Em modalidades relacionadas, a superfície externa 14 da partícula de núcleo 12 compreende tanto umidade na superfície como aminas na superfície. Nestas modalidades, a etapa de reação é definida adicionalmente como a reação do componente isocianato com umidade ambiente, a umidade da superfície, e os grupos funcionais amina para formar o fertilizante encapsulado 10. Este esquema de reação é uma das modalidades mencionadas acima. Este esquema de reação é uma combinação das modalidades acima mencionadas. Especificamente, grupos funcionais isocianato providos pelo componente isocianato estão livres para reagir com a umidade na superfície e aminas na superfície sobre a superfície externa 14 da partícula de núcleo 12, assim como, com umidade ambiente na superfície 20 da camada 16 (durante a formação).

[0020] A partícula de núcleo 12 pode estar presente no fertilizante encapsulado 10 em várias quantidades. Tipicamente, a partícula de núcleo 12 está presente no fertilizante encapsulado 10 em uma quantidade de cerca de 75 a cerca de 99, cerca de 90 a cerca de 99, cerca de 96 a cerca de 98, partes em peso (pbw), ou qualquer quantidade entre cerca de 75 e cerca de 99 pbw, cada com base em 100 pbw do fertilizante encapsulado 10.

[0021] Como mostrado nas figuras, a camada 16 é disposta em torno da partícula de núcleo 12. Deve ser entendido que como usado aqui, a terminologia “disposto cerca de” encerra tanto cobertura parcial como completa da partícula de núcleo 12. Tipicamente, a partícula de núcleo 12 é completamente coberta pela camada 16, protegendo assim a partícula de núcleo 12 da exposição a condições ambientes (tal como exposição prematura a umidade).

[0022] A camada 16 pode ser de várias espessuras médias. A camada 16 tipicamente tem uma espessura média que imita a espessura de camadas de encapsulação convencionais, por exemplo, camadas de encapsulação convencionais de fertilizante. Em várias modalidades, a camada 16 tem uma espessura média de pelo menos cerca de 5, pelo menos cerca de 10, pelo menos cerca de 15, alternativamente de cerca de 15 a cerca de 300, cerca de 50 a cerca de 200, cerca de 100 a 150, cerca de 125 a cerca de 150, mícrons, ou qualquer espessura média entre cerca de 5 e cerca de 300 mícrons. A camada 16 pode ser formada em várias espessuras dependendo de uma ou mais propriedades desejadas, tais como taxa de dissolução do fertilizante encapsulado 10. Por esse motivo, a espessura média pode ser menor ou maior do que aquela especificamente descrita aqui. Em certas modalidades, como nas figuras 1 e 3, a camada 16 está em contato direto com a partícula de núcleo 12. Em outras palavras, não existe nenhuma camada intermediária (ou porção da mesma) entre a camada 16 e a superfície externa 14 da partícula de núcleo 12.

[0023] Com relação a várias modalidades da camada 16, deve ser entendido que a terminologia “poliureia” encerra produtos químicos que incluem ambas, ligações de poliureia e/ou ureia. Em várias modalidades, a camada 16 é definida como uma camada de poliureia 16. Em modalidades adicionais, a camada 16 inclui ligações de poliureia, assim como, ligações adicionais, por exemplo, ligações de poliuretano e/ou uretano. Por exemplo, em certas modalidades descritas abaixo, a camada 16 é definida adicionalmente como uma camada de poliureia/poliuretano 16. Como usado aqui, a descrição da camada 16 é geralmente intercambiável com a descrição da camada de poliureia 16 ou da camada de poliureia/poliuretano 16.

[0024] Tipicamente, a camada 16 compreende o produto de reação do componente isocianato e água. Especificamente, a camada 16 compreende o produto de reação do componente isocianato e água que está inicialmente na forma de umidade ambiente. Em modalidades adicionais, a camada 16 consiste essencialmente do produto de reação do componente isocianato e água. Em ainda modalidades adicionais, a camada 16 consiste de (isto é, é) o produto de reação do componente isocianato e água. Nestas modalidades, uma porção da água também pode ser conferida pela umidade na superfície em vez de completamente pela umidade ambiente. Além de, ou alternativamente a reação com a umidade na superfície, as aminas na superfície também podem contribuir para o produto de reação.

[0025] A camada 16 pode estar presente no fertilizante encapsulado 10 em várias quantidades. Tipicamente, a camada 16 está presente no fertilizante encapsulado 10 em uma quantidade de cerca de 25 a cerca de 1, cerca de 10 a cerca de 1, cerca de 4 a cerca de 2, pbw, ou qualquer quantidade entre cerca de 25 e cerca de 1 pbw, cada com base em 100 pbw do fertilizante encapsulado 10. Geralmente, esta descrição provê menos uso de material, por exemplo, menos uso de componente isocianato, em relação aos fertilizantes encapsulados da técnica antecedente.

[0026] O componente isocianato tem grupos funcionais isocianato. O componente isocianato compreende tipicamente um poli-isocianato tendo dois ou mais grupos funcionais isocianato (NCO). Poli-isocianatos apropriados incluem, mas não estão limitados a isocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos e aromáticos convencionais. Em certas modalidades, o componente isocianato é selecionado a partir do grupo de di-isocianatos de difenilmetano (MDIs), di-isocianatos de difenilmetano poliméricos (PMDIs), e combinações dos mesmos. Di-isocianatos de difenilmetano poliméricos são referidos também na técnica como poli-isocianatos de polimetileno polifenileno. Em modalidades específicas, o componente isocianato compreende um MDI. Exemplos de outros isocianatos apropriados incluem di-isocianatos de tolueno (TDIs), di-isocianatos de hexametileno (HDIs), di- isocianatos de isoforona (IPDIs), di-isocianatos de naftaleno (NDIs), e combinações dos mesmos.

[0027] Em várias modalidades, o componente isocianato compreende, consiste essencialmente de, ou consiste de (isto é, é) um pré-polímero finalizado com isocianato. O pré-polímero finalizado com isocianato é tipicamente o produto de reação de um isocianato e um poliol e/ou uma poliamina. O isocianato pode ser qualquer tipo de isocianato, tal como um ou mais dos poli-isocianatos mencionados acima. Vários tipos de polióis e poliaminas podem ser utilizados.

[0028] A utilização de um ou mais polióis é útil para conferir ligações de poliuretano no pré-polímero finalizado com isocianato e, por esse motivo, na camada 16. Similarmente, a utilização de uma ou mais poliaminas é útil para conferir ligações de poliureia no componente isocianato reativo, e por esse motivo, na camada 16. A reação entre isocianato e grupos hidroxila para formar ligações de poliuretano é entendida na técnica. Além do mais, a reação entre isocianato e grupos amina para formar ligações de poliureia é entendida na técnica. Os versados na técnica podem imaginar rapidamente modalidades da camada 16 tendo apenas ligações de poliureia ou tanto ligações de poliureia como de poliuretano dependendo do componente isocianato particular utilizado.

[0029] Em certas modalidades, o pré-polímero finalizado com isocianato compreende o produto de reação de um MDI e um poliol tendo pelo menos dois grupos funcionais hidroxila. Nestas modalidades, o pré- polímero finalizado com isocianato compreende ligações de poliuretano e modo que a camada 16 é uma camada de poliureia/poliuretano 16. Além disso, o componente isocianato pode incluir também isocianato livre além do pré-polímero finalizado com isocianato. Nestes casos, o pré-polímero finalizado com isocianato pode estar presente no componente isocianato em várias quantidades. Tipicamente, o pré-polímero finalizado com isocianato está presente em uma quantidade de cerca de 10 a cerca de 90, cerca de 25 a cerca de 75, cerca de 40 a cerca de 60, cerca de 45 a cerca de 55, pbw, ou qualquer quantidade entre cerca de 25 e cerca de 75 pbw, cada com base em 100 pbw do componente isocianato.

[0030] Pensa-se que a utilização do pré-polímero finalizado com isocianato provê um ou mais benefícios não limitantes como se segue. O uso do o pré-polímero finalizado com isocianato pode assegurar uma reação mais consistente entre o poliol (e/ou poliamina) e o isocianato levando a uma camada 16 consistente com propriedades hidrofóbicas desejadas. Especificamente, não existem reações de competição durante o processo de aplicação/revestimento (reação de poliureia versus poliuretano), que leva a uma camada 16 com propriedades melhoradas e mais consistentes (por exemplo, dureza, pegajosidade, tensão na superfície, hidrofobicidade, tenacidade, etc.). Tipicamente, não existem problemas de razão de mistura para os dois componentes (por exemplo, isocianato e poliol) já que apenas um componente (isto é, o pré-polímero) está sendo aplicado durante a formação do fertilizante encapsulado 10. Por esse motivo, não existe necessidade para peças complexas ou múltiplas de equipamento de aplicação. A aplicação de um componente em vez de dois componentes também leva a tempos mais rápidos de aplicação, camadas melhoradas 16, e/ou rendimento aumentado do fertilizante encapsulado 10.

[0031] Se utilizado para produzir o pré-polímero finalizado com isocianato, o poliol é selecionado tipicamente a partir do grupo de etileno glicol, dietileno glicol, propileno glicol, dipropileno glicol, butano diol, glicerol, trimetilolpropano, trietanolamina, pentaeritritol, sorbitol, e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, o poliol utilizado para formar o pré-polímero finalizado com isocianato é um poliol de enxerto. Em uma modalidade, o poliol de enxerto é um polímero de poliol. Em outras modalidades, o poliol de enxerto é selecionado a partir do grupo de polióis poliharnstoff (PHD), polióis de adição de poli-isocianato (PIPA), e combinações dos mesmos.

[0032] Se utilizada para produzir o pré-polímero finalizado com isocianato, a poliamina é selecionada tipicamente a partir do grupo de etileno diamina, tolueno diamina, diaminodifenilmetano e polimetileno polifenileno poliaminas, aminoálcoois, e combinações dos mesmos. Exemplos de aminoálcoois apropriados incluem etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, e combinações dos mesmos. O pré-polímero finalizado com isocianato pode ser formado por uma combinação de dois ou mais dos polióis e/ou poliaminas mencionados acima.

[0033] O componente isocianato também pode ser um isocianato modificado, tal como, carbodi-imidas, alofanatos, isocianuratos e biuretos. Outros isocianatos e componentes opcionais apropriados incluem aqueles descritos nas Pat. U.S. Nos. 7.416.785 para Mente e 8.303.680 para Mente, nas Pub. Pat. U.S. Nos. 2013/0305796 para Hudson et al. e 2013/0309499 para Neff et al., e em WO2012151506 para Neff et al., a descrição das quais são incorporadas aqui por referência em sua totalidade. Exemplos específicos de componentes isocianato apropriados incluem aqueles que estão disponíveis comercialmente na BASF Corporation de Florham Park, NJ, com o nome comercial LUPRANATE®, tais como isocianatos LUPRANATE® M, LUPRANATE® MI, LUPRANATE® M20, LUPRANATE® M20SB, LUPRANATE® M20HB, LUPRANATE® M20FB, e LUPRANATE® MP102.

[0034] O componente isocianato pode ser de várias viscosidades. Tipicamente, o componente isocianato tem uma viscosidade que é apropriada para aplicações específicas do componente isocianato na partícula de núcleo 12, tal como por pulverização, nebulização, e/ou atomização do componente isocianato para aplicar o componente isocianato na superfície externa 14 da partícula de núcleo 12. Em certas modalidades, o componente isocianato tem uma viscosidade de cerca de 10 a cerca de 5.000, cerca de 25 a cerca de 2.500, cerca de 50 a cerca de 1.500, cerca de 100 a cerca de 1.000, cerca de 500 a cerca de 1.000, cps a 25°C, ou qualquer viscosidade entre cerca de 10 a cerca de 5.000 cps a 25°C, de acordo com ASTM D2196. Independentemente da técnica de aplicação, a viscosidade do componente isocianato deve ser suficiente para revestir adequadamente a partícula de núcleo 12.

[0035] O componente isocianato pode ser de várias funcionalidades nominais e teores de NCO. Em certas modalidades, o componente isocianato tem uma funcionalidade nominal de cerca de 1 a cerca de 5, cerca de 1,5 a cerca de 4, cerca de 2 a cerca de 3, ou qualquer funcionalidade nominal entre cerca de 1 e cerca de 5. Em certas modalidades, o componente isocianato tem um teor de NCO de cerca de 1 a cerca de 50, cerca de 1 a cerca de 40, cerca de 1 a cerca de 30, cerca de 10 a cerca de 30, cerca de 20 a cerca de 25% em peso, ou qualquer teor de NCO entre cerca de 20 e cerca de 50% em peso, cada com base em 100 pbw do componente isocianato. Os teores de NCO mencionados acima proveem geralmente uma alta densidade de reticulação molecular do componente isocianato que auxilia na formação de uma camada livre de defeitos 16, e provê também o componente isocianato com mais ligações químicas por unidade de massa para melhorar a eficiência de custo. O componente isocianato pode incluir qualquer combinação dos isocianatos e/ou pré-polímeros finalizados com isocianato mencionados acima.

[0036] O produto de reação pode compreender adicionalmente um componente aditivo. Se utilizado, o componente aditivo é selecionado tipicamente a partir do gripo de agentes de partida, catalisadores, biocidas, cargas, plastificantes, estabilizadores, agentes de reticulação, agentes de extensão de cadeia, agentes de terminação de cadeia, agentes de liberação de ar, agentes de umedecimento, modificadores de superfície, removedores de umidade, dessecativos, redutores de viscosidade, agentes de reforço, colorantes, antioxidantes, agentes de compatibilidade, estabilizadores de luz ultravioleta, agentes tixotrópicos, agentes antienvelhecimento, lubrificantes, agentes de copulação, solventes, promotores de reologia, espessantes, agentes antiestáticos, e combinações dos mesmos. Se utilizado, o componente aditivo pode estar presente em quantidades comuns. O componente aditivo pode incluir qualquer combinação dos aditivos mencionados acima. O componente aditivo pode ser reativo e/ou inerte com relação ao componente isocianato dependendo do(s) aditivo(s) utilizado.

[0037] Em certas modalidades, o componente aditivo compreende um componente catalisador. Em outras palavras, a camada 16 é formada na presença de um catalisador. Em uma modalidade, o componente catalisador compreende um catalisador de estanho. Catalisadores de estanho apropriados incluem sais de estanho (II) de ácidos carboxílicos orgânicos, por exemplo, acetato de estanho(II), octoato de estanho(II), etil-hexanoato de estanho(II) e laurato de estanho(II). Em uma modalidade, o catalisador organometálico compreende dilaurato de dibutilestanho, que é um sal de dialquilestanho(IV) de um ácido carboxílico orgânico. Exemplos específicos de catalisadores organometálicos, por exemplo, dilauratos de dibutilestanho, estão disponíveis comercialmente na Air Products and Chemicals, Inc. de Allentown, PA, com o nome comercial de DABCO®. O catalisador organometálico também pode compreender outros sais de dialquilestanho(IV) de ácidos carboxílicos orgânicos, tais como diacetato de dibutilestanho, maleato de dibutilestanho e diacetato de dioctilestanho.

[0038] Exemplos de outros catalisadores apropriados incluem cloreto de ferro(II); cloreto de zinco; octoato de chumbo; tris(dialquilaminoalquil)-s- hexa-hidrotriazinas incluindo tris(N,N-dimetilaminopropil)-s-hexa- hidrotriazina; hidróxidos de tetra-alquilamônio incluindo hidróxido de tetrametilamônio; hidróxidos de metal alcalino incluindo hidróxido de sódio e hidróxido de potássio; alcóxidos de metal alcalino incluindo metóxido de sódio e isopropóxido de potássio; e sais de metal alcalino de ácidos graxos de cadeia longa tendo de 10 a 20 átomos de carbono e/ou grupos OH laterais.

[0039] Exemplos adicionais de outros catalisadores apropriados, especificamente catalisadores de trimerização, incluem N,N,N- dimetilaminopropil-hexa-hidrotriazina, potássio, acetato de potássio, N,N,N- trimetil isopropil amina/formato, e combinações dos mesmos. Um exemplo específico de um catalisador de trimerização apropriado está disponível comercialmente na Air Products and Chemicals, Inc. com o nome comercial POLYCAT®.

[0040] Exemplos ainda adicionais de outros catalisadores apropriados, especificamente catalisadores de amina terciária, incluem dimetilaminoetanol, dimetilaminoetoxietanol, trietilamina, N,N,N',N'-tetrametiletilenodiamina, N,N-dimetilaminopropilamina, N,N,N',N',N"-pentametildipropilenotriamina, tris(dimetilaminopropil)amina, N,N-dimetilpiperazina, tetrametilimino- bis(propilamina), dimetilbenzilamina, trimetilamina, trietanolamina, N,N- dietil etanolamina, N-metilpirrolidona, N-metilmorfolina, N-etilmorfolina, bis(2-dimetilamino-etil)éter, N,N-dimetilciclo-hexilamina (DMCHA), N,N,N',N',N"-pentametildietilenotriamina, 1,2-dimetilimidazol, 3- (dimetilamino) propilimidazol, e combinações dos mesmos. Exemplos específicos de catalisadores de amina terciária estão disponíveis comercialmente na Air Products and Chemicals, Inc. com o nome comercial POLYCAT®.

[0041] Se utilizado, o componente catalisador pode ser empregado em quantidades habituais. O componente catalisador pode incluir qualquer combinação dos catalisadores mencionados acima. Em certas modalidades, o fertilizante encapsulado 10 é formado na ausência de um catalisador.

[0042] Nas modalidades que utilizam um ou mais catalisadores, o catalisador pode ser adicionado intencionalmente para reação entre o componente isocianato e umidade ambiente. Alternativamente, ou além de, um ou mais catalisadores podem já estar presentes no componente isocianato antes da reação com umidade ambiente. Por exemplo, nos casos onde o pré- polímero finalizado com isocianato é utilizado, um ou mais catalisadores podem ter sido usados para formar inicialmente o pré-polímero (por exemplo, um catalisador de amina terciária) e tais catalisadores ainda podem estar presentes durante a formação da camada 16.

[0043] Em certas modalidades, o componente aditivo compreende um colorante, tal como um corante e/ou um pigmento, para colorir a camada 16. O colorante permite que a totalidade da camada 16 seja avaliada visualmente e pode prover várias vantagens no mercado. Se utilizado, o colorante pode ser utilizado em quantidades habituais.

[0044] Em certas modalidades, a superfície externa 14 da partícula de núcleo 12 é pelo menos parcialmente revestida, alternativamente é completamente revestida, com um composto outro que não um fertilizante. Por exemplo, como mostrado nas figuras 2 e 4, o fertilizante encapsulado 10 inclui uma camada intermediária 18 disposta entre a partícula de núcleo 12 e camada 16. Especificamente, a camada intermediária 18 é disposta em torno da partícula de núcleo 12 e a camada 16 é disposta em torno da camada intermediária 18.

[0045] A camada intermediária 18 pode ser uma cobertura parcial ou uma completa. A camada intermediária 18 é formada tipicamente do composto. Tipicamente, a camada intermediária 18 já está presente na partícula de núcleo 12 antes da formação da camada 16. Por exemplo, a camada intermediária 18 pode ser uma camada protetora para a partícula de núcleo 12.

[0046] Em várias modalidades, o composto pode ser referido na técnica como um supressor de pó. Supressores de pó são utilizáveis para manipulação da partícula de núcleo 12, e podem estar presentes para outros propósitos além de, ou alternativamente a supressão de pó (por exemplo, para evitar aglomeração, contato com a pele, absorção de umidade, etc.). Supressores de pó são tipicamente líquidos, tais como óleos, mas podem ser sólidos, tal como ceras. Exemplos particulares de supressores de pó são resíduos de petróleo, óleo mineral hidrogenado, e cera. Exemplos apropriados de ceras que podem ser usadas incluem, mas não estão limitados a, ceras orgânicas, polímeros termoplásticos, óleos minerais, ou combinações dos mesmos. Mais particularmente, a cera pode compreender óleo parafínico, cera parafínica, cera vegetal, triglicerídeo, cera microcristalina, petrolato, olefina, polietileno, cera de petróleo, e combinações dos mesmos. Em uma modalidade, a cera compreende uma cera de petróleo. Em outra modalidade, a cera compreende uma cera de petróleo e pelo menos uma outra cera.

[0047] Embora opcional, o supressor de pó pode ser utilizado em várias quantidades. Tipicamente, a camada intermediária 18 está presente em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 10, cerca de 0,1 a cerca de 5, cerca de 0,5 a cerca de 3, pbw, ou qualquer quantidade entre cerca de 0,1 e cerca de 10 pbw, cada com base em 100 pbw da partícula de núcleo 12. A camada intermediária 18 pode ser de várias espessuras médias, tais como aquelas acima para a camada 16.

[0048] Tipicamente, a camada 16 é substancialmente livre de água após a formação. “Substancialmente livre” quer dizer que, nestas modalidades, água está presente em uma quantidade não maior do que cerca de 5, não maior do que cerca de 2,5, não maior do que cerca de 1, ou aproximadamente ou igual a 0 pbw, cada com base em 100 pbw da camada 16. Se a camada 16 é completamente livre de água, a camada 16 é classificada como anidra. É geralmente preferido que a camada 16 tenha pouca ou nenhuma água para evitar que o fertilizante encapsulado 10 degrade prematuramente, tal como por amolecimento, ruptura, ou aderência/aglomeração com outros fertilizantes encapsulados 10 adjacentes ou superfícies. Tal degradação pode causar liberação prematura da partícula de núcleo 12, e desperdício.

[0049] Em certas modalidades, a camada 16 é substancialmente livre de uma cera, tal como parafina. “Substancialmente livre” quer dizer que, nestas modalidades, cera está presente em uma quantidade não maior do que cerca de 5, não maior do que cerca de 2,5, não maior do que cerca de 1, ou aproximadamente ou igual a 0 pbw, cada com base em 100 pbw da camada 16. Tipicamente, a camada 16 tem pouca ou nenhuma cera para permitir uma camada uniforme 16, que pode evitar que água permeie a camada 16. No entanto, cera pode ser utilizada na camada 16 se compatível com os componentes específicos utilizados, por exemplo, o componente isocianato. Ceras habituais e quantidades das mesmas podem ser utilizadas. Em certas modalidades, o fertilizante encapsulado 10 é formado na ausência de cera.

[0050] Em certas modalidades, a camada 16 é substancialmente livre de enxofre. “Substancialmente livre” quer dizer que, nestas modalidades, enxofre está presente em uma quantidade não maior do que cerca de 5, não maior do que cerca de 2,5, não maior do que cerca de 1, ou aproximadamente ou igual a 0 pbw, cada com base em 100 pbw da camada 16. O método será descrito agora em maiores detalhes.

[0051] Com referência as figuras 3 e 4, o fertilizante encapsulado 10 pode incluir uma camada de selante 22 disposta em torno da camada 16. A camada de selante 22 pode selar imperfeições na camada 16, pode melhorar as características de fluxo do fertilizante encapsulado 10, e pode prover propriedades melhoradas de barreira contra umidade. A camada de selante 22 pode compreender ceras orgânicas, tais como cera parafínica, cera vegetal, triglicerídeos, polímeros termoplásticos microcristalinos, óleos minerais, ceras de petróleo ou combinações dos mesmos. Mais particularmente, a camada de selante 22 pode compreender óleo parafínico, cera parafínica, cera vegetal, triglicerídeo, cera microcristalina, petrolato, olefina, polietileno, e combinações dos mesmos. Além disso, selantes apropriados para formar a camada de selante 22 são descritos na Pub. App. Pat. U.S. No. 2013/0305796 para Hudson et al.

[0052] A camada de selante 22 pode compreender outros materiais outros que não aqueles descritos acima. A camada de selante 22 pode incluir vários aditivos convencionais. Por exemplo, a camada de selante 22 pode incluir vários polímeros para melhorar as propriedades de resistência à abrasão e de barreira, adjuvantes antibloqueio para melhorar as características de manipulação, corantes, e outros adjuvantes conhecidos.

[0053] Geralmente, a camada de selante 22 tem um ponto de fusão abaixo do ponto de fusão da partícula de núcleo 12 e da camada 16. Por exemplo, a camada de selante 22 pode ter um ponto de fusão abaixo de cerca de 80oC e fluir na temperatura de seu processo de aplicação. A camada de selante 22 pode ser não pegajosa após a aplicação na camada 16 a temperaturas abaixo de cerca de 60, 50, ou 40°C. Além disso, a camada de selante 22 pode ter uma viscosidade em fusão menor do que cerca de 1.500 cP ou menor do que cerca de 1.000 cP na sua temperatura de aplicação para permitir boa escoabilidade na partícula de núcleo 12 tendo a camada 16.

[0054] Embora opcional, o selante pode ser utilizado em várias quantidades. Por exemplo, o fertilizante encapsulado 10 pode incluir a camada de selante 22 em várias quantidades dependendo da taxa de liberação desejada do fertilizante encapsulado 10. Tipicamente, a camada de selante 22 está presente em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 10, cerca de 0,1 a cerca de 5, cerca de 0,5 a cerca de 3 pbw, ou qualquer quantidade entre cerca de 0,1 e cerca de 10 pbw, cada com base em 100 pbw do fertilizante encapsulado 10. A camada de selante 22 pode ser de várias espessuras médias, tais como aquelas descritas para a camada 16.

[0055] Como introduzido acima, a partícula de núcleo 12 é provida. A partícula de núcleo 12 pode ser provida de várias maneiras, tal como em uma forma particulada de fluxo livre. Tipicamente, a partícula de núcleo 12 é disposta em um vaso para reter a partícula de núcleo 12 e auxiliar na formação do fertilizante encapsulado 10. O vaso pode ser de vários tamanhos e formatos, e deve ser fechável ou selável para reter os componentes ali durante a fabricação do fertilizante encapsulado 10. A partícula de núcleo 12 pode ser provida com ou sem a camada intermediária 18.

[0056] Em várias modalidades, o método compreende adicionalmente a etapa de aquecer a partícula de núcleo 12. A partícula de núcleo 12 pode ser aquecida por aquecimento direto e/ou indireto. Por exemplo, o vaso pode ser aquecido (por exemplo, através de um trocador de calor), o ar no vaso pode ser aquecido, a partícula de núcleo 12 pode ser aquecida, etc., e combinações dos mesmos. Embora se acredite que ar ambiente no vaso possa prover umidade ambiente para reação com o componente isocianato, aquecer a partícula de núcleo 12 é útil para estabelecer pelo menos uma porção da umidade ambiente, alternativamente a maior parte (ou toda) da umidade ambiente, para reação com o componente isocianato. Este é especialmente o caso quando o fertilizante da partícula de núcleo 12 é higroscópico (por exemplo, o fertilizante compreende ureia). O aquecimento da partícula de núcleo 12 também pode ser útil para aquecer indiretamente o componente isocianato, facilitar a reação, etc.

[0057] Em certas modalidades, a partícula de núcleo 12 é aquecida para uma temperatura de pelo menos cerca de 20°C, alternativamente para uma temperatura de cerca de 15 a cerca de 45, cerca de 40 a cerca de 90, cerca de 60 a cerca de 120°C, ou qualquer temperatura entre cerca de 0 e 200°C. A partícula de núcleo 12 pode ser aquecida durante vários períodos de tempo. Para reter/estabelecer umidade ambiente, e especialmente umidade ambiente provida pela partícula de núcleo 12, o vaso deve estar fechado. O fechamento do vaso também é útil para manter temperatura. Em modalidades específicas, o vaso é aquecido para aquecer a partícula de núcleo 12 disposta ali. Em modalidades adicionais, o vaso é um tombador, que permite misturação uniforme, aquecimento, etc.

[0058] Em certas modalidades, o método compreende adicionalmente a etapa de aquecer o componente isocianato. Isto pode ser além do ou alternativamente ao aquecimento da partícula de núcleo 12. O componente isocianato pode ser aquecido através de aquecimento direto e/ou indireto. Por exemplo, o componente isocianato pode ser pré-aquecido (por exemplo, em um tambor e/ou em linha) antes de dispor o componente isocianato dentro do vaso. Em certas modalidades, o componente isocianato é aquecido para uma temperatura de pelo menos cerca de 0°C, alternativamente para uma temperatura de cerca de 20 a cerca de 40, cerca de 25 a cerca de 60, cerca de 15 a cerca de 80°C, ou qualquer temperatura entre cerca de 0 e 150°C.

[0059] O componente isocianato é aplicado na partícula de núcleo 12. Quando do contato (e enquanto sob condições e reação entendidas na técnica), o componente isocianato e umidade ambiente começam a reagir para formar a camada 16 disposta em torno da partícula de núcleo 12. Especificamente, pensa-se que após a aplicação do componente isocianato na superfície externa 14 da partícula de núcleo 12, umidade ambiente (isto é, água na forma gasosa) começa a reagir com grupos livre providos pelo componente isocianato para formar ligações de poliureia e, por esse motivo, a camada 16. Se o componente isocianato aplicado está a uma temperatura inferior à temperatura do ar ambiente/umidade no vaso, pensa-se também que uma porção da umidade ambiente condensa na forma líquida no componente isocianato aplicado, o que facilita adicionalmente a formação da camada 16. A reação também pode estar ocorrendo entre umidade na superfície e/ou as aminas na superfície (se presentes) e o componente isocianato.

[0060] O componente isocianato pode ser aplicado por vários métodos entendidos na técnica. Exemplos de métodos apropriados de encapsulação incluem revestimento em bruto, tombamento, revestimento de folha, revestimento de recipiente, revestimento em leito fluidizado, coextrusão, pulverização e encapsulação com disco de fiação, etc. Estes métodos e outros métodos de encapsulação são entendidos pelos versados na técnica.

[0061] Em certas modalidades, o componente isocianato é pulverizado, atomizado, e/ou nebulizado sobre a partícula de núcleo 12, tipicamente diversas das partículas de núcleo 12, enquanto as partículas de núcleo 12 estão sendo agitadas em equipamento apropriado. A pulverização, atomização, e/ou nebulização do componente isocianato sobre a partícula de núcleo 12 resulta geralmente em uma camada uniforme, completa, e livre de defeitos 16 disposta em torno da partícula de núcleo 12. A pulverização, atomização, e/ou nebulização do componente isocianato também resulta em uma camada mais fina e menos cara 16 disposta em torno da partícula de núcleo 12. Várias etapas de aplicação podem ser usadas para estabelecer a espessura da camada 16. A pulverização, atomização e nebulização do componente isocianato pode ocorrer através do uso de um ou mais bocais no vaso. Em modalidades específicas, o componente isocianato é pulverizado sobre a partícula de núcleo 12.

[0062] Em várias modalidades para maximizar a cobertura das partículas de núcleo 12, o componente isocianato é aplicado geralmente aplicando gotículas ou atomizando ou nebulizando as partículas do componente isocianato sobre as partículas de núcleo 12 à medida que as partículas de núcleo 12 estão sendo tombadas em um misturador rotativo ou aparelho similar (isto é, como o vaso). Como outro exemplo, as partículas de núcleo 12 podem ser revestidas com o componente isocianato em um misturador com tambor rotativo equipado com pelo menos um atomizador com disco de fiação. Tombadores, tambores, ou rolos incluindo anteparos também podem ser usados como o vaso. Alternativamente, as partículas de núcleo 12 podem ser providas diretamente para um carreador, por exemplo, uma correia de transporte com tela e o componente isocianato pode ser aplicado nas partículas de núcleo 12, por exemplo, por pulverização ou REVESTIMENTO, para formar os fertilizantes encapsulados 10. Antes da camada 16 estar completamente curada, o fertilizante encapsulado 10 é mantido tipicamente se movendo para evitar aglomeração. Opcionalmente, o selante pode ser aplicado por último de maneira similar como o componente isocianato acima para formar a camada de selante 22.

[0063] A quantidade do componente isocianato a ser aplicado e misturado com as partículas de núcleo 12 é dependente de várias variáveis incluindo o componente isocianato específico, o tamanho e tipo de partícula de núcleo 12, o uso final planejado do fertilizante encapsulado 10, a espessura desejada da camada 16, as propriedades desejadas do fertilizante encapsulado 10, etc.

[0064] Tipicamente, o método desta descrição é livre das etapas de aplicação de um componente isocianato reativo na partícula de núcleo 12 para formar o fertilizante encapsulado 10. Em outras palavras, nenhum componente isocianato reativo está presente na superfície externa 14 da partícula de núcleo 12. O componente isocianato reativo é selecionado tipicamente a partir do grupo de polióis, poliaminas, água, e combinações dos mesmos. Como descrito acima, o componente isocianato é aplicado diretamente na superfície externa 14 da partícula de núcleo 12. Por esse motivo, nenhuma camada intermediária formada de um componente isocianato reativo aplicado intencionalmente está presente. Alguma quantidade de umidade na superfície pode estar presente, mas isto está fora do escopo da aplicação intencional de água na partícula de núcleo 12.

[0065] O fertilizante encapsulado 10 pode ser de vários tamanhos e formatos. Tipicamente, o fertilizante encapsulado 10 é substancialmente esférico, tendo um diâmetro médio de cerca de 0,5 a cerca de 7,5, cerca de 0,5 a cerca de 3, cerca de 1 a cerca de 2, mm, ou qualquer diâmetro médio entre cerca de 0,5 e cerca de 7,5 mm. No entanto, o fertilizante encapsulado 10 pode ser de outros formatos, tal como formato irregular, na forma de bolsa, oblongo ou plaqueta.

[0066] O fertilizante encapsulado 10 pode ser fornecido aos consumidores de várias maneiras. Tipicamente, o fertilizante encapsulado 10 é fornecido em sacos, tal como sacos de papel e/ou plástico contendo cerca de 1 a cerca de 80 libras do fertilizante encapsulado 10 para facilitar a manipulação e uso. Tais sacos podem incluir outros nutrientes e/ou cargas além do fertilizante encapsulado 10, tais com aquelas tipicamente incluídas junto com fertilizantes convencionais. Em certas modalidades, os sacos podem incluir tanto fertilizantes encapsulados como não encapsulados. Os sacos podem incluir tipos diferentes de fertilizante encapsulado 10, tal como uns tendo taxas de dissolução diferentes, que podem ser conferidas por espessuras diferentes da camada 16.

[0067] Vários tipos do fertilizante encapsulado 10 podem ser fornecidos para os consumidores em misturas, tal como fertilizante encapsulado 10 tendo diferentes partículas de núcleo 12, por exemplo, diferentes tipos de fertilizantes, tal como nitrogênio e potassa, nitrogênio e enxofre, etc. O fertilizante encapsulado 10 também pode ser de diferentes propriedades físicas, tal como tamanho e formatos diferentes, taxas de dissolução diferentes, dureza diferente, etc. Tais propriedades são descritas abaixo. Geralmente, o fertilizante encapsulado 10 não aglomera, de modo que o fertilizante encapsulado 10 é despejável para facilitar o uso, isto é, é de escoamento livre, e assim não obstrui os aparelhos usados para fornecer e/ou espalhar o fertilizante encapsulado 10.

[0068] O fertilizante encapsulado 10 pode ser de várias durezas (ou resistente a “esmagamento”) dependo de várias variáveis incluindo os componentes específicos e quantidades dos mesmos utilizados, tamanho e formato da partícula de núcleo 12, tamanho e formato do fertilizante encapsulado 10, e espessura da camada 16. Tipicamente, o fertilizante encapsulado 10 tem uma dureza excelente em relação aos fertilizantes encapsulados da técnica antecedente. A dureza do fertilizante encapsulado 10 provê vida útil mais longa do fertilizante encapsulado 10, de modo que o fertilizante encapsulado 10 tem excelente manipulação e armazenamento/vida útil. Especificamente, a camada 16 provê resiliência aumentada do fertilizante encapsulado 10, em relação aos fertilizantes encapsulados convencionais. Tipicamente, o fertilizante encapsulado 10 tem uma vida útil de pelo menos cerca de 1, pelo menos cerca de 5, ou pelo menos cerca de 10 meses. O fertilizante encapsulado 10 pode ter uma vida útil perto de infinita, mais tipicamente 20 ou mais anos, com base em parte na exposição (ou falta da mesma) a umidade.

[0069] O fertilizante encapsulado 10 é também utilizável para prover a partícula de núcleo 12, por exemplo, fertilizante, de uma maneira liberada com o tempo. Tempo de liberação, isto é, tempo exigido para a camada 16 ser perfurada de modo que a partícula de núcleo 12 pode ser liberada no ambiente ao redor, e depende de várias variáveis incluindo os componentes específicos e quantidades utilizadas dos mesmos, tamanho e formato da partícula de núcleo 12, tamanho e formato do fertilizante encapsulado 10, e espessura da camada 16. Tal determinação pode ser facilmente testada colocando o fertilizante encapsulado 10 em um béquer cheio de água, de modo que o fertilizante encapsulado 10 é completamente coberto pela água. Perfurações da camada 16 podem ser avaliadas por inspeções visuais do fertilizante encapsulado 10, e/ou pela observação das mudanças da clareza da água. Perfurações podem estar na faixa de furo de alfinete ou desprendimento da camada 16. Tempo de liberação se aplica apenas se a camada 16 envelopa completamente a partícula de núcleo 12; de outra forma, a partícula de núcleo 12 já está pelo menos parcialmente exposta ao ambiente ao redor.

[0070] O tempo de liberação do fertilizante encapsulado 10 está associado também com a taxa de dissolução do fertilizante encapsulado 10, como introduzido acima. A taxa de dissolução é geralmente uma medição de quanto da partícula de núcleo 12 é dispersa no ambiente ao redor. Por exemplo, a quantidade de fertilizante liberado no solo ao redor ao longo do tempo uma vez que o fertilizante encapsulado 10 é exposto à umidade, por exemplo, da chuva ou irrigação. O fertilizante encapsulado 10 tem excelentes taxas de dissolução em relação aos fertilizantes encapsulados da técnica antecedente. Geralmente, o fertilizante encapsulado 10 desta descrição tem uma taxa de dissolução uniforme, isto é, uma liberação perto do estado constante da partícula de núcleo 12 ao longo de um período de tempo. Alternativamente, ou além de, o fertilizante encapsulado 10 desta descrição tem uma liberação prolongada de tempo, por exemplo, a partícula de núcleo 12 começará a dissolver e, por esse motivo, libera após algum período de tempo o fertilizante encapsulado 10 ser exposto primeiro a uma quantidade suficiente de umidade para permear a camada 16.

[0071] Um modo em que tal dissolução funciona é pela camada 16 se tornar permeada de modo que água pode entrar no fertilizante encapsulado 10. Após a entrada de água, a água pode interagir com a partícula de núcleo 12. Por exemplo, se a partícula de núcleo 12 compreende um fertilizante à base de nitrogênio, após a água migrar através da camada 16, o fertilizante à base de nitrogênio dissolve na solução no interior do fertilizante encapsulado 10, e a solução então migra para fora através camada 16 no solo ao redor para distribuir nitrogênio. Quando a partícula de núcleo 12 é o fertilizante, água e/ou outros líquidos geralmente não podem permear a camada 16 muito rápido, evitando assim que a água e/ou outros líquidos dissolvam rapidamente a partícula de núcleo 12, evitando desse modo fitotoxidade, e provendo taxas de dissolução mais previsíveis e controladas.

[0072] Os exemplos seguintes, ilustrando o método e fertilizante encapsulado desta descrição, são planejados para ilustrar e não limitar a presente invenção.

EXEMPLOS

[0073] Fertilizante encapsulado é preparado em um tombador de escala de laboratório (ou misturador). Partículas de núcleo, especificamente esferas de fertilizante de ureia, são adicionadas ao tombador. O tombador é fechado. O tombador é aquecido para estabelecer umidade ambiente ali. Especificamente, as partículas de núcleo são aquecidas para cerca de 60°C durante 90 minutos. As partículas de núcleo têm um teor de umidade de cerca de 5 a cerca de 10% em peso antes do aquecimento. O teor de umidade pode ser determinado por um equilíbrio de umidade.

[0074] Um componente isocianato é aquecido para cerca de 35°C. O componente isocianato é um MDI líquido modificado, especificamente um pré-polímero finalizado com isocianato compreendendo o produto de reação de 4,4’-MDI em excesso e pelo menos um poliol. O componente isocianato tem um teor de NCO de 23% em peso, uma viscosidade de 700 cps a 25°C, e está comercialmente disponível na BASF Corporation.

[0075] O tombador é aberto e o componente isocianato é pulverizado dentro do e sobre as partículas de núcleo. O tombador é fechado e girado para assegurar o contato completo entre as partículas de núcleo e o componente isocianato. O contato completo resulta em uma camada disposta em torno das partículas de núcleo. A camada é uma camada de poliureia/poliuretano. A rotação continua para minimizar a aglomeração resultando em um grupo de escoamento livre de fertilizantes encapsulados, isto é, esferas de ureia encapsulada. No total, a camada é aplicada a 3% em peso com base no peso total da partícula de núcleo.

[0076] Com referência à figura 5, taxas de dissolução de vários fertilizantes encapsulados podem ser apreciadas. O fertilizante encapsulado "de 1 componente " (isto é, exemplo da invenção) é o exemplo descrito acima tendo uma camada de 3% em peso. Os fertilizantes encapsulados do "sistema de 2 componentes A" e " sistema de 2 componentes B" (isto é, exemplos comparativos) são, cada, formados aplicando separadamente isocianato e componentes isocianato reativos nas partículas de núcleo. Cada de "A" e "B" tem uma camada de 3% em peso incluindo 2,5% em peso de uretano/ureia e 0,5% de cera. Os exemplos comparativos são formados geralmente de acordo com a descrição da Pat. U.S. No. 7.416.785 para Mente. Como ilustrado no gráfico, pensa-se que a taxa de dissolução da invenção exemplo é geralmente mais uniforme ao longo do tempo em relação aos exemplos comparativos.

[0077] Deve ser entendido que as reivindicações anexas não estão limitadas a expressar quaisquer compostos, composições, ou métodos particulares descritos na descrição detalhada, que pode variar entre modalidades particulares que caem dentro do escopo das reivindicações anexas. Com relação a quaisquer grupos Markush que contamos com aqui para descrever características ou aspectos particulares de várias modalidades, deve ser apreciado que resultados diferentes, especiais, e/ou inesperados podem ser obtidos a parir de cada membro do grupo Markush respectivo independente de todos os outros membros do grupo Markush. Pode-se contar com cada membro de um grupo Markush individualmente e/ou em combinação e prover suporte adequado para modalidades específicas dentro do escopo das reivindicações anexas.

[0078] Deve ser entendido também que quaisquer faixas e subfaixas que contamos com para descrever várias modalidades da presente invenção independentemente e coletivamente caem dentro do escopo das reivindicações anexas, e são entendidas para descrever e contemplar todas as faixas incluindo valores totais e/ou fracionados ali, mesmo se tais valores não estão expressamente escritos aqui. Os versados na técnica reconhecem que as faixas e subfaixas enumeradas descrevem suficientemente e permitem várias modalidades da presente invenção, e tais faixas e subfaixas podem ser delineadas adicionalmente em metades, terços, quartos, quintos relevantes, e assim por diante. Só como um exemplo, uma faixa “de 0,1 a 0,9” pode ser delineada adicionalmente em um terço inferior, isto é, de 0,1 a 0,3, um terço do meio, isto é, de 0,4 a 0,6, e um terço superior, isto é, de 0,7 a 0,9, que individualmente e coletivamente estão dentro do escopo das reivindicações anexas, e que se pode contar com individualmente e/ou coletivamente e prover suporte adequado para modalidades específicas dentro do escopo das reivindicações anexas. Além disso, com relação à linguagem que define ou modifica uma faixa, tal como “pelo menos”, “maior do que”, “menor do que”, “não mais do que” e similares, deve ser entendido que tal linguagem inclui subfaixas e/ou um limite superior ou inferior. Como outro exemplo, uma faixa de “pelo menos 10” inclui inerentemente uma faixa de pelo menos 10 a 35, uma subfaixa de pelo menos 10 a 25, uma subfaixa de 25 a 35, e assim por diante, e pode-se contar com cada faixa individualmente e/ou coletivamente e prover suporte adequado para modalidades específicas dentro do escopo das reivindicações anexas. Finalmente, pode-se contar com um número individual dentro de uma faixa descrita e prover suporte adequado para modalidades específicas dentro do escopo das reivindicações anexas. Por exemplo, uma faixa “de 1 a 9” inclui vários números inteiros individuais, tal como 3, assim como, números individuais incluindo um ponto decimal (ou fração), tal como 4,1, que se pode contar com e prover suporte adequado para modalidades específicas dentro do escopo das reivindicações anexas.

[0079] A presente invenção foi descrita aqui de uma maneira ilustrativa, e deve ser entendido que a terminologia que foi usada é planejada para estar na natureza das palavras de descrição em vez de limitação. Muitas modificações e variações da presente invenção são possíveis levando em consideração os ensinamentos acima. A presente invenção pode ser praticada diferentemente de como especificamente descrita dentro do escopo das reivindicações anexas. A matéria objeto de todas as combinações de reivindicações independentes e dependentes, tanto dependentes individuais como múltiplas, são expressamente incorporadas aqui.

Claims

1. Método para formação de um fertilizante encapsulado, o dito método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: prover uma partícula de núcleo que compreende um fertilizante e tendo uma superfície externa; revestir a superfície externa com um supressor de pó formando uma camada intermediária; aplicar um componente isocianato tendo grupos funcionais isocianato diretamente à camada intermediária; e reagir o componente isocianato com umidade ambiente incluindo qualquer umidade ambiente que condense na forma líquida no componente isocianato aplicado para formar uma camada disposta em torno da partícula de núcleo para formar o fertilizante encapsulado; em que a camada compreende ligações de poliureia e o método é livre de uma etapa de propositalmente aplicar um componente isocianato reativo à partícula de núcleo, o componente isocianato reativo sendo um poliol, poliamina, água, e/ou combinações dos mesmos.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que nenhum componente isocianato reativo está presente na superfície externa da partícula de núcleo.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a partícula de núcleo está pelo menos parcialmente revestida com um composto diferente de fertilizante e inerte com relação ao componente isocianato antes da etapa de aplicação.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente isocianato compreende um pré-polímero finalizado com isocianato, com o pré-polímero finalizado com isocianato compreendendo ligações de poliuretano de modo que a camada seja adicionalmente definida como uma camada de poliureia/poliuretano.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o pré-polímero finalizado com isocianato: i) compreende o produto de reação de um di-isocianato de difenilmetano (MDI) e um poliol tendo pelo menos dois grupos funcionais hidroxila; e/ou ii) está presente em uma quantidade de 10 a 90 partes em peso com base em 100 partes em peso do componente isocianato.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente isocianato: i) é selecionado a partir do grupo de di-isocianatos de difenilmetano poliméricos (PMDIs), di-isocianatos de difenilmetano (MDI) e combinações dos mesmos; e/ou ii) tem um teor de NCO de 1 a 50% em peso.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a partícula de núcleo tem um teor de umidade de pelo menos 1% em peso, antes da etapa de aplicação.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de aquecer a partícula de núcleo para estabelecer pelo menos uma porção de umidade ambiente para a reação com o componente isocianato.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a partícula de núcleo é aquecida a uma temperatura de pelo menos 0°C.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de aplicação é adicionalmente definida como pulverização.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de aquecimento do componente isocianato.

12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície externa da partícula de núcleo compreende umidade de superfície, e em que a etapa de reação é adicionalmente definida como reação do componente isocianato com umidade ambiente e a umidade de superfície para formar o fertilizante encapsulado.

13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície externa da partícula de núcleo compreende grupos funcionais amina, e em que a etapa de reação é adicionalmente definida como reação do componente isocianato com umidade ambiente e os grupos funcionais amina para formar o fertilizante encapsulado.

14. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície externa da partícula de núcleo compreende umidade de superfície e grupos funcionais amina, e em que a etapa de reação é adicionalmente definida como reação do componente isocianato com umidade ambiente, a umidade de superfície e os grupos funcionais amina para formar o fertilizante encapsulado.

15. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fertilizante compreende ureia.

16. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada: i) é substancialmente livre de enxofre; e/ou ii) é formada na presença de um catalisador; e/ou iii) tem uma espessura média de pelo menos 5 mícrons.