一种包膜控释肥的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种固液反应包膜控释肥生产方法。利用固体粉末和液体粘结剂在尿素或复肥颗粒表面反应成膜，制成包膜控释复肥或包膜控释尿素。该反应在常温常压下进行，无需有机溶剂，不燃不爆，安全无毒；无需密封专用设备，产品无需干燥，可节省设备成本和运行成本。产品控释性能不亚于聚合物包膜控释肥，长效超１００天，并可根据需要调节控释时间，肥料利用率可提高３０％。国内外复肥厂和尿素厂均可采用该技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于肥料制造领域，具体涉及。
技术介绍
化肥在农业生产中占有重要地位，是农业生产中最大的物质投资，约占其全部生产性支出的50％。然而化肥高投入与低利用率的现状不仅造成了巨大浪费，影响农民收入，而且由此产生的农业面源污染对环境的压力已越来越大。通过增加化肥的技术含量，研制高效、无污染的新型肥料，提高肥料利用率，在保证增产的同时减少肥料损失造成的污染是肥料科技创新的重要任务。解决问题的方法和对策之一就是要加强肥料的科研和肥效监控。从肥料学的发展趋势看，以控释技术为特征的控释肥已成为今后肥料的发展方向，而控释肥料将是现代农业实现清洁生产的重要保证。控释肥是一种对养分释放速度进行调节的新型肥料，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。这一新肥料的研制和推广应用，对减少养分的流失、提高肥料利用率及农业可持续发展具有重大意义。因而近年来控释技术作为高新技术在肥料领域发展很快。控释肥按其控制溶解性的方式通常可分为4种类型1)物理因素控制的水溶性肥料，主要是指包膜型肥料(Coated Fertilizer)，包括包硫尿素、热固型聚合物包膜肥料(如美国的Osmocote)、热塑型聚合物包膜肥料(如日本的Nutricote)、肥料包裹肥料(如中国的Luxecote)；2)微溶于水的合成有机氮化合物，包括尿醛肥料(ureaform，UF)、异丁又二尿(IBDU)等；3)微溶的无机化合物，如金属磷酸铵盐；4)加工过的天然有机肥料，如氨化腐质酸肥料、动(植)物加工过程中的副产品、干燥的活性污泥等(Hauck etal.，1985)。在上述4类控释肥中，包膜型控释肥研究发展最快，是21世纪化肥发展的方向之一。在包膜控释肥中，以无机包膜材料研制的产品较少，最先的产品是包硫尿素。目前以包硫尿素为主的控释肥在美国有一定的市场需求。1990年美国非农业特种肥料的市场容量为1.61亿美元，其中包硫尿素占26％；在农业特种肥料市场份额中占61％。我国20世纪70年代初由李庆逵等人研制成功由钙镁磷肥包膜的长效碳铵包膜肥，但未形成规模化生产。许秀成等自1983年以来相继开发了以钙镁磷肥、微溶性二价金属磷酸铵钾盐等为包膜材料的肥料包裹型控释肥并在美国及国内建厂生产，商品名为Luxecote(中国)或Luxacote(美国)，其养分控释性能比聚合物包膜肥料差，但以比普通包膜控释肥较低的价格优势受到欢迎。在包膜控释肥的应用方面，美国主要用于优质观赏植物，其中高尔夫球场占24％、专业保养草坪占19％、苗圃及温室占15％，仅8％用于高值农作物如草莓、西红柿、坚果、蔬菜、柑桔等；西欧与美国相似；日本1995年包膜肥的70％用于水稻，20％用于西红柿、胡萝卜、莲藕等蔬菜。我国在水稻、小麦、甜菜、棉花和苗木等植物上有一些应用试验报道，由于价格等原因目前仍未大面积推广应用。控释肥料的生产已有近50年的历史，至20世纪90年代中期，世界缓释/控释肥消费量仅占化肥总消费量的0.15％。控释肥作为一种可以对养分释放速度进行调节、能提高肥效、减少污染的环境友好型肥料，对可持续发展农业的重大意义已引起了世界各国政府和科研部门足够的重视，但生产和推广应用进展缓慢的主要原因在于生产设备要求高，工艺复杂，生产成本高，价格昂贵。目前主要的非包膜控释肥产品，其工艺过程需要复杂而昂贵的设备，反应条件要求高，因而在生产上受到种种制约，且复杂的工艺过程和部分高价格原料的采用导致其生产成本提高；包膜控释肥中的主流产品——聚合物包膜控释肥因高分子包膜材料价格高，在生产上需特殊昂贵的设备(如封闭式悬浮包膜设备等)，工艺过程复杂，因而生产成本较高。高生产成本使控释肥的销售价格一般是同类普通化肥的2-10倍。昂贵的市场销售价格成为控释肥用于大田作物的主要障碍。要充分发挥控释肥在农业生产中的作用，包括减少和消除因施肥造成的严重的农业面源污染，就必须在大田范围内广泛使用控释肥，而控释肥要在大田作物上推广必须大幅度降低生产成本，这需要从简化生产工艺、采用廉价但控释性能良好的控释材料等多方面进行研究开发。我国在包膜控释肥方面的研究起步较晚，目前多数仍停留在研制阶段，包膜控释肥商品性的大规模生产能力尚待形成。作为一个发展中的农业大国，开发新型廉价包膜控释材料和以常规设备、简单工艺生产包膜控释肥，大幅度降低包膜控释肥的生产成本，是实现控释肥走向大田的技术关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、成本低廉，控释性良好的生产包膜控释肥产品的方法。本专利技术提供了，其特征在于，用包膜设备，将肥料颗粒表面包覆包膜材料，包膜层固化，得到包膜控释肥；其中包膜材料采用固体粉末和液体粘结剂。优选地，所述方法包括步骤(1)在转动的包膜设备容器中加入肥料颗粒，淋洒液体粘结剂，肥料颗粒和液体粘结剂在包膜设备容器中转动至肥料颗粒表面形成一层粘结液； (2)在转动的包膜设备容器中加入固体粉末包膜材料，转动至固体粉末包膜材料包覆于肥料颗粒表面，形成包膜层；(3)重复步骤(1)、(2)1-5次，至固体粉末包膜材料和液体粘结剂全部包裹于肥料颗粒表面；(4)包膜层固化，得到包膜控释肥。本专利技术所述方法，其中固体粉末包膜材料的用量占包膜控释肥料总质量的9％-70％；液体粘结剂的用量占包膜控释肥料总质量的1％-20％。本专利技术所述方法，其中固体粉末包膜材料选自沸石、蒙脱石、海泡石、麦饭石、磷矿粉、钾长石、木质素、滑石粉、粉煤灰、脱硫石膏、石膏、碳酸钙中的一种或多种。本专利技术所述方法，其中固体粉末包膜材料的粒径范围为0.4mm-0.01mm，优选地，粒径范围为0.1mm-0.04mm。本专利技术所述方法，其中液体粘结剂包膜材料为异氰酸酯，优选多异氰酸酯，更优选芳香族多异氰酸酯。其中多异氰酸酯单体为R(NCO)x；其中R为分子量为56-1000的脂肪或芳香或环状碳链；其中脂肪碳链的碳原子个数范围为4-18，芳香碳链的碳原子个数范围为7-15，环状碳链的碳原子个数范围为5-15；其中X为多异氰酸酯单体中含(NCO)的个数，X≥2。本专利技术液体粘结剂包膜材料选自4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、液化MDI、多苯基多亚甲基多异氰酸酯PAPI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、甲苯二异氰酸酯TDI、苯二亚甲基二异氰酸酯XDI、2，6-二异氰酸基己酸甲酯LDI、二聚脂肪酸二异氰酸酯DDI、反丁烯二酸二乙酯二异氰酸酯FDI、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯TMDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、萘-1，5-二异氰酸酯NDI、甲基环己基二异氰酸酯HTDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、四甲基二亚甲基二异氰酸酯TMXDI中的一种或多种。各种固体粉末包膜材料和各种液体粘结剂包膜材料之间的用量比没有特殊的要求。本专利技术所述方法，其特征在于，所述的包膜设备是指包膜容器可转动的设备可以是开放式常规造粒设备，包括圆盘造粒机、糖衣机、滚筒造粒机等，也可以是包膜容器可转动的密闭型设备。本专利技术所述的生产方法，其中肥料颗粒包括颗粒状化学肥料、颗粒状有机肥料和颗粒状有机无机复肥。优选地，肥料颗粒的颗粒为圆形，其粒径范围为0.5mm-10mm，优选的粒径范围为1mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包膜控释肥的生产方法，其特征在于，用包膜设备，将肥料颗粒表面包覆包膜材料，包膜层固化，得到包膜控释肥；其中包膜材料采用固体粉末和液体粘结剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛小云，廖宗文，谷文祥，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]