一种包膜材料及可控缓释肥料的包膜方法技术

一种肥料的包膜材料，其特征在于：包括聚烯烃和石蜡，它们之间的重量比为，聚烯烃占６０％－９８％，石蜡占２％－４０％。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包膜材料和利用此包膜材料制成的包膜肥料，尤其涉及一种具有缓释效果的包膜材料及其制备方法，和可控缓释肥料的制备方法，属于肥料及其制造领域。
技术介绍
随着世界肥料用量的不断增加，肥料利用率却呈逐年下降的趋势，造成资源的严重浪费和环境污染的负面效应，同时对农产品安全生产形成威胁。几十年来科技工作者力图通过提高施肥技术的途径解决这一难题，但限于多种原因仍没有从根本上得到解决。二十世纪后期随着生产水平的提高，人们把眼光转向了肥料产品性能的改造，从两方面解决这一世界性难题。其目标是开发高效利用的环境友好型肥料，其主要技术路线是实现肥料的缓释与控释，世界各国纷纷开发具有自主知识产权的缓/控释肥料，以适应农产品安全生产、持续发展和肥料市场的需求。目前国际上的主要的缓/控释肥料有两类一类是通过化学合成的有机合成氮化合物类缓释肥料，另一类是通过物理障碍达到缓/控释目的包膜(裹)肥料。合成有机氮缓释肥，如UF、IBDU、CDU。该类肥料的养分释放缓慢，能够有效地提高肥料利用率，但是其养分释放速率受到土壤水分、pH值、微生物等各种因素的影响，不能人为地控制肥料养分释放节律，而且商品售价高，主要消费市场在西欧，市场发展速度慢，世界范围内此类肥料的需求量有相对下降的趋势。包膜肥料主要有硫包尿素，无机物包裹肥料，有机聚合物包膜肥料。硫包尿素(SCU)是1961年由T.V.A Company USA开发的硫衣包裹肥料，是最早开发的无机包裹类缓释肥，具有以肥包肥的特点。施入土壤后，受到水分，特别是微生物等因素影响，虽然具有一定的缓释性能，但它难以控制释放速度，目前进入缓慢发展阶段。无机包裹类肥料日本用硅酸盐以及金属氧化物作为包裹剂，由于硅酸盐易溶于水，所以肥料的缓释期不长。中国开发的包裹型复合肥料是以粒状的尿素硝铵为核心，以氮磷钾泥浆为粘结剂，用钙镁磷肥、沉淀磷酸钙或骨粉等磷肥将所说的核包裹起来而形成复合肥料。这类肥料浸泡在水中，核心的尿素、硝酸铵很短的时间(如1.5-2小时)内全部溶出，不能达到控制释放的目的。虽然在后续的改进产品中，包裹层中加入了植物油、动物油或其油泥、或其改性物质作为缓释剂。但是核心溶出时间只有15-30天。有机高聚物包膜的肥料。由Archer Daniel Midland company USA开发的Osmocote用作为表面包裹剂的二环戊二烯和甘油脂的共聚物形成多层。尽管Osmocote肥料具有良好的缓释性能，但是存在一些缺点，即成本高，材料在土壤中的难于降解。为了提高膜材料的降解性能日本的藤田利雄、山下吉达等人专利技术了涂层中含有一种聚3-羟基-3烷基丙酸的可降解膜控制的包膜肥料，其活性组分中至少包括一种聚烯烃树脂和从橡胶和乙烯-乙酸乙烯-一氧化碳共聚物中至少一种树脂作为包膜材料，但是其成本太高，难以用于规模化生产。1993年日本窒素株式会社在中国申请了“有涂层的颗粒肥料”的专利，包膜材料主要采用聚烯烃，但所用溶剂为甲苯，该溶剂毒性大，不利于肥料的安全生产。
技术实现思路
本专利技术针对目前国内外缓/控释肥料的生产中存在的问题，提出一种可控缓释肥料及其制造方法，将聚烯烃、石蜡、无机物料或天然有机物料溶解或分散于有机溶剂中，配以助剂制成包膜液，利用沸腾床将包膜液以喷雾的方式喷涂于颗粒肥料表面，同时向沸腾状态的肥料出吹热空气，溶剂挥发后，包膜材料包覆在肥料颗粒表面形成包膜层，制备称成包膜肥料。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的一种肥料的包膜材料，包括聚烯烃和石蜡，它们之间的重量比为，聚烯烃占60％-98％，石蜡占2％-40％。还包括无机物料和有机物料，它们之间的重量比，聚烯烃占60％-90％，石蜡占2％-20％，有机物料占2％-25％，无机物料占2％-25％。一种肥料的包膜材料，还可以包括重量占60％-98％的聚烯烃和2％-40％的无机物料。一种肥料的包膜材料，还可以包括重量占60％-98％的聚烯烃和2％-40％的有机物料。一种肥料的包膜材料，还可以包括聚烯烃、石蜡和无机物料，组分之间的重量比为，聚烯烃占60％-90％，石蜡占5％-30％，无机物料占5％-30％。一种肥料的包膜材料，还可以包括聚烯烃、石蜡和有机物料，组分之间的重量比为，聚烯烃占60％-90％，石蜡占5％-30％，有机物料占5％-30％。所述无机物料为碳酸钙、滑石粉、碳酸镁、石英、沉淀硫酸钡、粘土中的一种或几种。所述有机物料为淀粉、变性淀粉、面粉、秸杆粉、腐植酸粉中的一种或几种。还包括表面活性剂OP-10或/和硅油。一种肥料的包膜材料的制备方法，其特征在于包括，步骤一，量取一定量的溶剂，加热到70-120℃，步骤二，加入聚烯烃和石蜡；步骤三，聚烯烃和石蜡基本溶解后，按照每升溶剂中加入0-60g的比例加入有机物料，并不断搅拌成均一的液体，保持加热，直到包膜液的温度达到160℃后才停止加热。所述步骤一中的溶剂为松节油，苯、甲苯或二甲苯。所述步骤二中，按照每升溶剂中加入20-150g的聚烯烃的比例加入聚烯烃，按照每升溶剂中加入0-50g的标准加入石蜡。所述步骤三中，在加入有机物料的同时，按照每升溶剂中加入0-50g的比例加入无机物料，然后加入表面活性剂。一种可控缓释肥料的包膜方法，其特征在于包括，步骤一，在溶解罐中制作包膜液；步骤二，在溶解罐中制备包膜液的同时，开启风机、空气压缩机和空气加热器，待被加热的空气温度稳定在60-120℃时，将一定质量的肥料通过加料口加入包膜塔内，调节空气压缩机和风机的空气流量，当肥料在包膜塔内呈稳定的沸腾状态时，喷覆包膜液。所述包膜液，包膜液的量由肥料的重量与包衣率决定。本专利技术以聚烯烃为主要包膜材料之一，可以确保制作出的包膜肥料具有较长的缓释期，采用无机物料可增加膜的光热可降解性；膜材料中加入有机物料可增加膜材料的生物可降解性，并可协调肥料的养分释放特性；膜材料的配方中还应用了石蜡等小分子有机物，目的在于改善膜材料的缓控释性能，同时便于加工，减少喷头堵塞，采用了OP-10或/和硅油等表面活性剂调节包膜液的粘度与成膜，便于喷涂包膜并起到调控肥料养分溶出的作用，采用松节油作为溶剂，该溶剂的毒性低，保证了肥料的安全生产。肥料的包膜应用沸腾床包膜塔为主体的设备，该设备的工艺简单，产出的肥料覆膜均匀，便于溶剂回收。本专利技术所产出的肥料的膜耐磨损，缓/控释性能好，在25℃水中浸泡，初期溶出率可控制在15％以内，肥料的释放期(养分释放80％所需的天数)可实现调控，可以通过复合膜材料的配比以及比膜重(单位面积膜的质量)灵活地调控肥料的养分释放性状。附图说明图1为肥料包膜方法的流程图；图2为制作包膜肥料的加工流程示意图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的技术方案进行详细描述。本专利技术的包膜肥料有肥料和其外面的包膜组成，其中肥料可以是氮肥、磷肥、钾肥和复混肥料，只要是圆颗粒状，肥料的硬度达到行业标准的要求，都可以进行包膜；包膜材料采用以聚烯烃为主的混合包膜材料，既能保证肥料前期养分的缓慢释放，又能做到标定期养分放的出来，有效实现养分的控制释放，并增加肥料膜的可降解性。包膜材料由聚烯烃和石蜡、有机物料、无机物料中的一种或几种组成。本专利技术的包膜材料中必不可少的一种组分是聚烯烃，一般用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯中的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，曹一平，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：