包含乳酸衍生物的调控肥料及其制造和使用方法技术

本发明专利技术提供了一种调控肥料产品。该调控肥料产品包括含尿素的肥料和乳酸衍生调控剂。该调控剂的优选为约０．１－５％重量的浓度。该调控剂优选为乳酸、丙交酯和／或聚丙交酯。本发明专利技术提供了一种用于调控肥料的方法，包括在约１３５－１４５℃的温度下混合含尿素的肥料和调控剂。本发明专利技术提供了一种使用调控肥料的方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含乳酸衍生物的调控肥料及其制造和使用方法             本专利技术的领域本专利技术涉及一种调控肥料产品、一种用于调控肥料的方法、以及一种使用调控(conditioning)肥料产品的方法。尤其是，本专利技术涉及乳酸衍生调控剂在调控含尿素的肥料中的应用。             本专利技术的背景粒状尿素在化学肥料中常用作氮源。生产尿素肥料的方法以及利用颗粒和/或造粒技术将肥料加工成颗粒的方法是熟知的。一般来说，尿素通过氨与二氧化碳在高温高压下的基本反应进行商业生产。商业用途的例子描述于Kirk-Othmer的化学技术百科全书，第3版，第23卷(1983)，551-562页。按照叙述，来自商业工艺的反应产物通常是可随后加工形成固体尿素粒剂如颗粒的70-80％尿素水溶液。参见Kirk-Othmer的化学技术百科全书，第3版，第23卷(1983)，562-572页。由其生产的最终尿素颗粒/粒剂具有结块和易碎的性能。结块倾向使得起始制备的自由流动的产品在储存堆中变成致密的、固体、基本上整块的物质。易碎性能是指尿素粒剂容易破碎成较小颗粒的倾向。结果，由于处理、运输和将尿素施用到土壤环境中，产生了显著量的灰尘。现代化学肥料施用设备通常包括可导致尿素粒剂破裂的旋转涡轮扇型田间分配设备。结果，较小的颗粒由该肥料分配器落在较短的轨道内并在土壤表面上形成比原先预期更窄和更集中的条带。此外，所产生的粉尘可造成健康问题。已经开发出许多用于解决尿素结块和易碎性能的技术。一项技术涉及加入少量甲醛作为调控剂。一般来说，甲醛以约0.1-0.5％重量的浓度加入并与尿素反应形成尿素-甲醛反应产物。尽管向尿素中加入甲醛将结块和易碎性能改性至理想水平，但甲醛已被美国环境保护署(EPA)指定为毒性和/或致癌的物质。这种指定可导致在农产品中对甲-->醛使用的限制或完全禁止，包括在制备用于肥料的尿素时用作调控剂。尿素-甲醛发展为一种替代的调控剂。以下专利讨论了甲醛与尿素形成尿素-甲醛产物的反应：授予Elstrom等人的美国专利3112343、授予Van Hiatte等人的美国专利4160782和授予Allgeuer等人的美国专利4204053。但健康和安全考虑限制了甲醛在肥料产品中的应用。使用尿素-甲醛调控剂带来的危险涉及在与熔融尿素共混之前的储存和处理，因为该调控剂中存在游离甲醛。通过采用粘土、滑石、和/或表面活性剂涂覆颗粒，已将抗结块性能赋予肥料颗粒。此外，将各种油喷洒到颗粒上用于控制灰尘。另一用于改性尿素结块和易碎性能的技术是用木素磺酸盐处理尿素，例如描述于美国专利4587358(授予Blouin)，或用改性木素磺酸盐处理尿素，例如描述于美国专利5032164(授予Sanford等人)。已经开发出在包括农业和废物处理场合的受控释放场合中使用聚乳酸聚合物的技术。参见授予Bonsignore等人的美国专利5563238和授予Bonsignore等人的美国专利5360892。已经开发出用于向颗粒肥料提供可分解涂层的技术。参见授予Fujita等人的美国专利5176734，其中描述使用聚-3-羟基-3-烷基丙酸作为颗粒肥料的可分解涂层的组分。                   本专利技术的综述本专利技术提供了一种调控肥料产品。该调控肥料产品包括含尿素的肥料和调控量的乳酸衍生调控剂。该乳酸衍生调控剂的用量足以降低含尿素的肥料在不存在该乳酸衍生调控剂时的结块和易碎性能。一般来说，乳酸衍生调控剂的量对应于约0.1-5％重量。该调控剂优选以低于2％重量的量使用。含尿素的肥料一般包含至少50％重量的尿素。乳酸衍生调控剂优选为乳酸、乳酸低聚物、乳酸聚合物、丙交酯、丙交酯低聚物、丙交酯聚合物、及其混合物中的至少一种。该调控肥料产品可通过在约135-145℃的温度下混合含尿素的肥料和约0.1-5％重量的乳酸衍生调控剂而制成。该调控剂优选以约0.2-2％重量，更优选约0.2-0.4％重量的浓度提供。该调控肥料产品-->优选以平均粒径约0.7-5毫米的颗粒形式提供。本专利技术提供了一种调控肥料的方法。该方法包括，将含尿素的肥料与调控剂在约135-145℃的温度下进行混合，得到含尿素的肥料与调控剂的一种熔融混合物，然后将该混合物冷却得到颗粒。该调控剂优选为乳酸衍生调控剂。在约135-145℃下的混合步骤优选进行约5秒至约120秒。冷却步骤优选包括，造粒得到平均粒径约0.7-5毫米的颗粒。本专利技术提供了一种使用调控肥料产品的方法。该方法包括，使用马达驱动肥料播撒设备将肥料颗粒施用到土壤。一种优选的马达驱动肥料播撒设备是旋转涡轮扇型田间分配设备。                 附图的简要描述图1是一种用于制备本专利技术尿素颗粒的优选方法的示意图。                本专利技术的详细描述肥料通常用调控剂进行处理以控制结块和易碎性能。术语“调控”是指用调控剂处理肥料以相对未处理肥料来改进结块和易碎性能。结块是指肥料吸收水并形成较致密的固体块状物质的倾向。在粒状肥料的情况下，结块性能造成散装颗粒肥料在储存和/或运输过程中形成固体块状物质，结果难以在现代化学肥料施用设备中施用该肥料。易碎性能是指肥料破碎成较小颗粒，从而导致肥料分布相当不匀的倾向。如果粒剂碎开，难以在土壤上均匀播撒尿素，因为常用的肥料分配机器专门用于施用具有较均匀粒径的肥料。另外，粒剂的破碎可产生粉尘，造成健康问题。各种肥料可按照本专利技术进行调控。可按照本专利技术调控的优选肥料包括含氮源的肥料。优选的含氮源的肥料包括含尿素的肥料。应该理解，“含尿素的肥料”描述了一种包含至少约20％重量尿素，更优选至少约50％重量尿素的肥料组合物。更优选的含尿素的肥料包含至少约90％重量的尿素。除了含尿素的肥料，可按照本专利技术使用的其它肥料包括硫酸铵(AS)、硝酸铵(AN)、三元过磷酸钙(TSP)、磷酸二铵(DAP)、氯化钾(KCL)、以及这些肥料的混合物或共混物。-->可按照本专利技术使用的调控剂优选为可分解或可降解的调控剂。调控剂最好在肥料施用到土壤上之后降解或分解成良性物质。优选的调控剂包括乳酸、丙交酯、以及乳酸和/或丙交酯的低聚物和聚合物。这些调控剂一般可称作乳酸衍生调控剂。乳酸衍生调控剂是按照本专利技术的优选调控剂。乳酸衍生调控剂包括乳酸以及导致产物包含乳酸残基的乳酸反应产物。一般来说，包含乳酸残基的产物或组分是指包含乳酸残基的低聚物和聚合物。例如，丙交酯是乳酸的环状二聚体，因此包含两个乳酸分子的残基。乳酸低聚物包括丙交酯，包括D-丙交酯、L-丙交酯、和内消旋-丙交酯。此外，具有乳酸残基的低聚物包括DP-2、DP-3等。包含乳酸残基的低聚物和聚合物通常根据分子量而区别。例如，低聚物的分子量通常低于约5000，且往往低于约2000，而聚合物的分子量通常大于约2000，往往大于约5000。在就本专利技术而言，包含乳酸残基的低聚物和/或聚合物称作聚丙交酯、聚乳酸、或PLA。聚合物命名法有时根据该聚合物由其制成的单体来引用聚合物，而且在其它情况下根据存在于该聚合物的最小重复单元来表征该聚合物。例如，聚丙交酯中的最小重复单元是乳酸(实际上是乳酸的残基)。但在一般情况下，市售聚丙交酯通过丙交酯单体而非乳酸的聚合反应而制成。当然，丙交酯单体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调控肥料产品，包含：含尿素的肥料；和调控量的乳酸衍生调控剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1999-5-3 09/303,7031.一种调控肥料产品，包含：含尿素的肥料；和调控量的乳酸衍生调控剂。2.根据权利要求1的调控肥料产品，其中所述乳酸衍生调控剂以约0.1-5％重量的浓度提供。3.根据权利要求1的调控肥料产品，其中所述乳酸衍生调控剂选自乳酸、丙交酯、包含乳酸残基的低聚物、包含乳酸残基的聚合物、及其混合物。4.根据权利要求1的调控肥料产品，其中所述含尿素的肥料包含至少约50％重量的尿素。5.根据权利要求1的调控肥料产品，其中所述乳酸衍生调控剂在135℃下按照ASTM D-1238的熔体流动指数大于500克。6.根据权利要求1的调控肥料产品，其中所述乳酸衍生调控剂包含丙交酯。7.根据权利要求1的调控肥料产品，其中所述调控肥料产品以平均粒径约0.7-5毫米的颗粒形式提供。8.一种调控肥料产品，包含：在约135-145℃的温度下混合含尿素的肥料和约0.1-5％重量的调控剂的产物，其中所述调控剂包括乳酸衍生调控剂。9.根据权利要求8的调控肥料产品，其中所述调控剂包括重均分子量低于约25000的聚丙交酯。10.根据权利要求8的调控肥料产品，其中所述调控剂以约0.2-2％重量的浓度提供。11.根据权利要求8的调控肥料产品，其中所述调控剂以约0.2-0.4％重量的浓度提供。12.根据权利要求8的调控肥料产品，其中所述调控肥料产品以平均粒径约0.7-5毫米的颗粒形式提供。13.根据权利要求8的调控肥料产品，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ查恩，BG范伯迈尔，PR格鲁伯，
申请(专利权)人：卡吉尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]