CN1074206A

CN1074206A - 包膜缓释肥料及其制法

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Publication number: CN1074206A
Application number: CN93100227A
Authority: CN
Inventors: 徐和昌
Original assignee: BEIJING COLLEGE OF CHEMICAL TECHNOLOGY
Current assignee: BEIJING COLLEGE OF CHEMICAL TECHNOLOGY
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 1993-07-14
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: CN1034657C

Abstract

本发明涉及一种包膜缓释肥料及其制备方法。在包膜的填充共混物中含有具有吸附性的无机或有机物质粉末，并在其中吸附有水溶性物质。由于填充共混物的吸附性，使高聚物与填充物结合紧密不留孔隙，肥料施用后，包膜中水溶性物质溶解，包膜上造成均匀的释放孔，肥料释放完后，包膜可在耕作时破裂成200目以下的粉末。本发明施用前具有较强的抗损能力，且施用时能均匀地开放释放孔，释放速度调节精确灵活，特别适于水田施用。

Description

本发明涉及一种包膜中含有填充共混物的高聚物包膜缓释肥料及其制法。

用纯高聚物薄膜包复的粒状肥料可以延缓肥料养分的溶出速度，并具有较好的抗损坏能力。但其释放养分速度与植物生长所需养分的时间不易配合，如释放速度不够均衡等。另外，其包膜材料残存物分解过程缓慢，对作物生长有一定不利影响。

英国专利（GB2011367A）公开了一种涂覆颗粒肥料及其生产方法，它是在粒状肥料表面包覆由聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或亚乙烯类树脂组成的薄膜，而且包膜中填充有0.01μ至40μ之间的无机物细粉。细粉与树脂不能相互紧密地粘在一起，形成了孔隙。这样，控制细粉加入的数量可人为地制造包膜开孔，从而调节肥料养分的释放速度，但这种调节是比较粗糙的，并且它使包膜强度有明显下降的趋势。这种肥料是在流化床中制造的，它要求树脂具有一定特殊性质，即其溶液在加热时形成溶液。而冷却时形成凝胶。这种要求限制了可用树脂的种类。比如，聚苯乙烯树脂就不具备上述性质，因而不能采用。

本发明的目的是寻求一种填充型包膜缓释肥料及其制法，其填充物的加入，不降低包膜强度，而且在施用后，包膜上能较精确开放养分释放孔。肥芯释放后，包膜在耕作中成为粉末。在制造成本方面，寻求一种性能价格比比较高的方案。

本发明的要点是：制备一种包膜缓释肥料，由复合肥芯子和含有填充共混物的高聚物包膜组成，其特征在于包膜的填充共混物中含有具有吸附性的无机或有机物质粉末并在其中吸附有能溶于水的物质。

由于填充物的吸附性，使高聚物与填充物能较紧密地结合，不留孔隙，保证了包膜强度。同时该吸附性物质事先在一定浓度的水溶液中，依据吸附平衡原理吸附一定量的水溶性物质，当肥料施用后，由于水份的作用，包膜中吸附物质表层的水溶性物质脱附溶解，从而在包膜中形成大小比较稳定的孔隙，从而可使养份均衡释放。可见，这种开孔原理，包膜的调节功能，可以通过选择吸附性物质的种类和填充量以及配制溶液的浓度这三个因素按吸附平衡曲线控制实现。一般地，吸附性物质的吸附性越强、加入（填充）量越多、溶液浓度越高，其成膜后肥料养份释放速度就越快。反之则越慢。

包膜的组成（重量份数）包括：高聚物100份;填充共混物5-600份，其中（1）含有水溶性物质的吸附性无机或有机物质重量百分率为10-100%;（2）其他填充物重量百分率为0-90%。

包膜较好的组成（重量份数）为：高聚物100份;填充共混物100-200份，其中（1）含有水溶性物质的吸附性无机或有机物质重量百分率为70-100%;（2）其他填充物重量百分率为0-30%。

上述的吸附性无机或有机物质中，水溶性物质的含量，是吸附性物质在水溶性物质溶液中达到吸附平衡时的含量。

本发明所用高聚物为聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。这些高聚物可以使用“新”的化工原料，亦可使用其主要成分相同的废旧制品。

本发明选用的吸附性无机或有机物质为膨润土、蛭石粉、碳泥（工业活性炭废渣）、风化煤、褐煤、腐植酸等粉料。由于膨润土的吸附能力强、分散性好，并且在自然界中储量巨大，所以它是一种最理想的吸附性物质。

本发明所选用的处理吸附性无机或有机物质的溶液其溶质是水溶性物质有以下几类：

（1）无机盐，如MgSO₄、Na₂SO₄、KCl、NaNO₃等。

（2）有机物，如尿素和胺类化合物等;

（3）水溶性高聚物，如脲醛树脂、聚乙烯醇、水解淀粉等。

本发明的另一特点是，包膜中还加入了其他填充物，以提高表面强度和脆性，可使包膜能在膜内肥料释放后易于粉碎。可加入的物质种类很多，但从利用固体废弃物，进一步降低成本的角度出发，本发明选择的其他填充物有以下几类：

（1）粉碎的植物有机废料，如树叶、秸杆、棉籽皮、稻粒皮、花生皮、烟梗皮等，也可以用木粉、淀粉;

（2）粉碎的动物有机废料，如各种动物骨头、屠宰场的废弃物下脚料（包括皮、毛、蹄、血）、不能食用的肉和内脏，也可以用鱼粉;

（3）矿物物质的粉末，如膨润土、风化煤、钙镁磷肥、粉煤灰、碳酸钙等。

本发明所用复合肥料芯子是以氮、磷、钾肥为主体，掺入若干微量元素、腐植酸、褐煤、农药、植物生长调节剂等经造粒制成。包膜的厚度、开孔密度、膜与芯子之间和重量比例和芯子大小，可以根据作物的种类和不同生长时期的需要进行调节。

本发明的主要实施步骤如下：

（1）先将高聚物烘干，溶解于相应溶剂中制得高分子溶液，其浓度为高聚物的重量百分率为1-60%;

（2）将加入的填充共混物中具有吸附性的有机或无机物质粉末进行如下处理：先将其烘干，然后倒入含有水溶性物质的溶液中浸泡，并充分搅拌、研磨，待其吸附平衡后，滤出烘干备用;

（3）在（1）得到的高分子溶液中按前述比例加入经处理的有机或无机物粉末，再加入增韧剂、表面活性剂、色料和其他填充共混物，用砂磨机或胶体磨将其磨细并混匀，制得喷涂液;

（4）在转鼓中将上述喷涂液喷涂在复合肥料颗粒表面。待溶剂受热挥发后即制得包膜缓释肥料。

如上述方法制备的缓释肥料释放速度过快，还可以将其增涂一层或数层占肥料芯重0.1-10%的其他组分包膜。

本发明的效果：

由于本包膜缓释肥料的包膜中含有的吸附性填充共混物能与高聚物较紧密地结合，所以施用前抗损能力强，强度高。而施用后，由于包膜中水溶性物质的溶解，包膜上可均匀地开孔，使养份释放均匀，释放速度调节较好，精确灵活，特别是膜内肥料释放完，膜腔内充水，膜壳的脆性又使它在耕作中极易粉碎，分解成200目以下细粉。

本发明选用转鼓加工方法，可使肥料外观圆滑、无棱角、包膜致密坚硬，进一步提高抗损能力。

本缓释肥料用于水上种稻试验，使亩产增加，专用肥料的利用率提高10-15个百分点，具有省工和减少污染的优点。

本发明的实际效果可进一步通过实施例及其测试分析数据得到证明。

实施例1：

一、原料

1、用尿素、普钙、氯化钾按重量比1.94∶2.12∶0.95制备成大小不同的颗粒状，其重量在0.18克/粒至1.5克/粒之间。

2、喷涂液制备：

取废旧聚苯乙烯泡沫塑料与混合苯（包括苯、甲苯、二甲苯的混合物）在常温下按重量比为14∶100配制高分子聚苯乙烯溶液。取定量膨润土用5倍重量的浓度为0.2%的MgSO₄溶液浸泡24小时并间断进行搅拌，然后滤出烘干。每5毫升聚苯乙烯溶液加入1克经处理的膨润土，研磨混匀即可制得喷涂液。

二、生产方法：

在转鼓中加入适量复合肥料颗粒，使转鼓转速为40转/分，缓慢加入喷涂液，同时加入滑石粉。待溶剂挥发后即成。

制成5种试样，见表1。

三、释放P₂O₅的测定：

1、方法：取包膜肥粒10克装入容器，加入蒸馏水200毫升。测定时将全部溶液倒出，测定其P₂O₅含量。用蒸馏水冲洗粒子，再加入200毫升蒸馏水。依次类推。最后将粒子粉碎，测定剩余P₂O₅含量。

2、测试结果见表2。

所制缓释肥料含P₂O₅%（水溶性）平均为3.90%，平均日释放量占总量2.84%。P₂O₅释放80%平均需28天。养份释放速度比较缓慢、均匀。

四、温度对养分溶出速度的影响：

1、将3种膜厚不同的包膜缓释肥料各取10克，分别浸泡于盛有200毫升蒸馏水的容器中，然后移置烘箱中。在25℃下恒温24小时，测定其释放出的P₂O₅量。

另将上述3种肥料各取10克，分别浸泡于盛有200毫升蒸馏水的容器中，然后在室温（平均14℃）下放置24小时，测定其释放出的P₂O₅量。

2、测试结果见表3。

从表3中可以看出，温度升高，溶出速度加快。温度每升高10℃，释放速度大约增加2倍（平均为1.85倍）。

实施例2：

取废旧聚氯乙烯塑料制品，四氢呋喃为溶剂，配成重量百分率为6%的溶液，按重量比膨润土：聚氯乙烯溶液是1∶3混合均匀，在转鼓中喷涂在肥芯上，该肥芯含尿素39%、普钙42%、氯化钾19%、直径为10毫米，即制成缓释肥料。所用膨润土用5倍重量的质量百分比为0.1%的（NH₄）₂SO₄溶液浸泡烘干制得。

表1

样号	芯粒种类	芯粒重（克）	喷涂液量（ml)	加入滑石粉（克）	皮芯比（％，wt)
						12345	大粒中粒大粒大粒小粒	500500500500500	175200150175160	3055404365	1216101419

表2 长效肥料释放P₂O₅%的测定

表3

样号	14℃	25℃	倍数
				123	0.103%0.169%0.356%	0.201%0.239%0.779%	1.951.412.19

Claims

1、一种包膜缓释肥料，由复合肥料芯子和含有填充共混物的高聚物包膜组成，其特征在于包膜的填充共混物中含有具有吸附性的无机或有机物质粉末，其中吸附有水溶性物质，包膜组成(重量份数)包括：高聚物100份；填充共混物5-600份，其中(1)具有吸附性的无机或有机物质重量百分率为10-100%；(2)其他填充物重量百分率为0-90%。

2、根据权利要求1的包膜缓释肥料，其特征在于包膜较好的组成（重量份数）为：高聚物100份;填充共混物100-200份，其中（1）具有吸附性的无机或有机物质重量百分率为70-100%;（2）其他填充物重量百分率为0-30%。

3、根据权利要求1或2的包膜缓释肥料，其特征在于所述高聚物为聚苯乙烯或聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。

4、根据权利要求1或2的包膜缓释肥料，其特征在于所述具有吸附性的无机或有机物质粉末为膨润土、蛭石粉、工业活性炭废渣、风化煤、褐煤、腐植酸的粉料。

5、根据权利要求1或2的一种包膜缓释肥料，其特征在于所述的其他填充物为：

（1）粉碎的植物有机废料;

（2）粉碎的动物有机废料;

（3）矿物物质粉末。

6、根据权利要求5的包膜缓释肥料，其特征在于所述的：

（1）植物有机废料为树叶、秸杆、棉籽皮、稻粒皮、花生皮、烟梗皮，也可以是木粉、淀粉;

（2）动物有机废料为各种动物的骨头、屠宰场的废弃下脚料（包括皮、毛、蹄、血）、不能食用的肉和内脏，也可以是鱼粉;

（3）矿物物质为钙镁磷肥、粉煤灰、碳酸钙。

7、根据权利要求1或2的包膜缓释肥料，其特征在于所述的水溶性物质为：

（1）无机盐;

（2）有机盐;

（3）水溶性高聚物。

8、根据权利要求7的包膜缓释肥料，其特征在于：

（1）所述的无机盐为MgSO₄、或Na₂SO₄、或KCl、NaNO₃;

（2）所述的有机物为尿素或胺类化合物;

（3）所述的水溶性高聚物为脲醛树脂、或聚乙烯醇或水解淀粉。

9、权利要求1或2所述的包膜缓释肥料的制造方法，

其特征在于：

（2）将加入的填充共混物中具有吸附性的有机或无机物粉末进行如下处理：先将其烘干，然后倒入水溶性物质的水溶液中浸泡，并充分搅拌、研磨，待其吸附平衡后滤出烘干;

（3）在上述高分子溶液中按比例加入经处理的吸附性物质粉末，再加入增韧剂、表面活性剂、色料和其他填充共混物，用砂磨机或胶体磨将其磨细并混匀，制得喷涂液;

（4）在转鼓中将此喷涂液喷涂在复合肥料颗粒芯表面，待溶剂受热挥发后即制得包膜缓释肥料。