控释肥料合成物制造技术

一种控释肥料合成物，包含包膜肥料颗粒，其颗粒体充分包覆由多元醇合成物和异氰酸酯固化剂形成的聚氨酯包膜层。聚氨酯包膜层包含无机颗粒。本发明专利技术还公开了控释肥料合成物的制备和使用方法。备和使用方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控释肥料合成物
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年6月5日提交的第62/857,498号名为“控释肥料合成物”的美国临时专利申请的优先权权益，其中，所述第62/857,498号美国临时专利申请通过本专利技术的整体引用，成为本专利技术的一部分。


[0003]本公开通常涉及在肥料颗粒的聚氨酯包膜中夹杂无机颗粒。肥料颗粒形成控释肥料合成物。

技术介绍

[0004]与传统肥料相比，控释肥料具有许多优点。例如，控释肥料可延长养分的释放时间，最大限度降低养分渗入土壤，并最大限度降低植物最佳生长所需肥料用量。一种控释肥料的形成方法是用封闭层包覆颗粒体，形成包膜肥料颗粒。但是，已知包覆工艺存在许多缺点，包括需要的包膜相对较厚、养分释放特性较差和生产工艺耗时。

技术实现思路

[0005]根据一个实施例，一种控释肥料合成物包含包膜肥料颗粒，每个包膜肥料颗粒包含一个颗粒体和一层或多层聚氨酯包膜层。一层或多层聚氨酯包膜层充分包覆颗粒体，并由多元醇合成物与异氰酸酯固化剂的反应产物形成。一层或多层聚氨酯包膜层包含无机颗粒。
[0006]根据另一个实施例，一种控释肥料合成物的制备方法包括用多元醇合成物覆盖颗粒体、将无机颗粒分散到多元醇合成物上、在多元醇合成物上涂覆异氰酸酯固化剂形成充分包覆各颗粒体的聚氨酯包膜层。多元醇合成物可与异氰酸酯固化剂混溶。
[0007]根据另一个实施例，一种控释肥料合成物的制备方法包括用异氰酸酯固化剂覆盖颗粒体、将无机颗粒分散到异氰酸酯固化剂合成物上、在异氰酸酯固化剂合成物上涂覆多元醇合成物形成充分包覆各颗粒体的聚氨酯包膜层。多元醇合成物可与异氰酸酯固化剂混溶。
[0008]根据另一个实施例，一种控释肥料合成物的制备方法包括用多元醇合成物覆盖颗粒体、在多元醇合成物上涂覆异氰酸酯固化剂形成充分包覆各颗粒体的聚氨酯包膜层、在多元醇合成物和异氰酸酯固化剂聚合前将无机颗粒分散到聚氨酯包膜层上。多元醇合成物可与异氰酸酯固化剂混溶。
具体实施方式
[0009]在颗粒体上可涂覆聚氨酯包膜，充分包覆颗粒体并延长肥料的释放时间。由至少一种多元醇和异氰酸酯固化剂反应形成的已知聚氨酯包膜具有许多不良属性，包括耐久性差、包膜重量重和生产工艺耗时。
[0010]本公开大体上描述了控释肥料合成物包膜肥料颗粒(在聚氨酯包膜中包含无机颗粒)的形成方法。夹杂无机颗粒可改进包膜肥料颗粒的生产过程，改进包膜肥料颗粒的养分释放曲线，并降低聚氨酯包膜的包膜重量。
[0011]在聚氨酯包膜中夹杂合适的无机颗粒可提高聚氨酯包膜的耐磨性、增强聚氨酯包膜的抗冲击性并降低水分扩散速率，从而改善这些特性。此外，夹杂无机颗粒还可减少形成聚氨酯包膜所需的生产时间。
[0012]然而，可以理解的是，在聚氨酯包膜中添加无机颗粒会引起或导致一些困难。例如，添加某些无机颗粒可能需要未聚合的聚氨酯组分(例如，多元醇和异氰酸酯固化剂)在聚合前添加额外的添加剂来稳定合成物。此外，某些无机颗粒(如具有某些尺寸的颗粒)还可导致未聚合聚氨酯组分的粘度大幅度增加。这种粘度增加会使控释肥料合成物的加工和生产更加困难。
[0013]人们发现了几种方法可以克服这些困难。例如，人们发现，无机颗粒和多元醇的适当组合不需要添加额外的添加剂来保持稳定。此外，已经开发出生产工艺来消除或尽量减少在聚氨酯包膜的起始组分中纳入无机颗粒所造成的困难。
[0014]例如，在某些实施例中，人们意外发现，由多元醇和异氰酸酯固化剂混合物形成的聚氨酯包膜可夹杂各种常见的无机颗粒，如粘土、煅制氧化硅和碳酸钙，而无需包含添加剂或其他稳定剂。在某些实施例中，其他适用于多元醇和异氰酸酯固化剂组合的无机颗粒示例包括石英、氧化铝、云母、煅烧高岭土、硅灰石、方解石、氧化锆、锆石、云母氧化铁、氧化铁、硅酸铝、滑石粉(有时称为水合硅酸镁)、硫酸钡、锌钡白及其组合。
[0015]在此类实施例中，无机颗粒通常可具有任何合适的平均颗粒尺寸。例如，在某些实施例中，合适的无机颗粒可具有50微米或更小的平均颗粒尺寸，在某些实施例中，无机颗粒的平均颗粒尺寸可约为20微米或更小，在某些实施例中，无机颗粒的平均颗粒尺寸约等于或小于5微米。可以理解的是，平均颗粒尺寸较小的无机颗粒比平均颗粒尺寸较大的无机颗粒更容易导致粘度增加。为最大限度地减少粘度增加以及生产和加工困难，最好选择具有较小平均颗粒尺寸的无机颗粒。
[0016]此外，人们还意外发现，只需在聚氨酯包膜中加入少量无机颗粒，就可提高包膜的性能。例如，在不同的实施例中，无机颗粒可占聚氨酯包膜的1％或以下、占聚氨酯包膜的0.5％或以下、占聚氨酯包膜的0.3％或以下、占聚氨酯包膜的0.2％或以下、占聚氨酯包膜的0.1％或以下、占聚氨酯包膜的0.05％或以下、占聚氨酯包膜的0.01％或以下(按重量计)。可以理解的是，夹杂如此少量的无机颗粒可能是有利的，因为它可最大限度地减少无机颗粒与聚氨酯组分不相容的可能性，并可最大限度地避免无机颗粒夹杂所造成的粘度增加。
[0017]人们进一步发现，不同生产工艺有助于形成所需的控释肥料合成物。例如，人们发现，通过不需要混合的方式添加无机颗粒，可将无机颗粒有利地结合到充分包围颗粒体的聚氨酯包膜中。在这些示例中，可通过在颗粒体周围施用多元醇合成物，将无机颗粒分散到多元醇合成物上，最后再添加异氰酸酯固化剂来包覆颗粒体。可以理解的是，这种无机颗粒应用可基本上消除由于无机颗粒增加未聚合聚氨酯组分的粘度造成的任何加工问题。此外，这种无机颗粒夹杂可确保混合良好，同时最大限度地减少相容性问题。
[0018]其他有利的生产工艺已经得到进一步发展。例如，人们发现，在颗粒体由多层包膜
层包覆的实施例中，仅在某些层中夹杂无机颗粒可产生所需的性能。例如，在仅在多层聚氨酯包膜最内层中夹杂无机颗粒的实施例中，人们已经发现，与仅在最外层夹杂无机颗粒或没有夹杂无机颗粒的替代肥料颗粒相比，产生的肥料颗粒具有有利的养分释放曲线，这降低了肥料利用率。可以理解的是，在任何可能的聚氨酯包膜层组合(例如，最内层包膜层和最外层包膜层、两层最内层包膜层、两层最内层包膜层和最外层包膜层、某些中间层等)上可涂覆无机颗粒。
[0019]在某些实施例中，在多元醇和异氰酸酯固化剂开始聚合之后，也可或替代地在聚氨酯包膜上涂覆无机颗粒。这种无机颗粒应用可减少聚合时间，并避免因聚氨酯包膜不完全固化或干燥而引起的团聚问题。在某些实施例中，添加无机颗粒可将聚合时间从约30分钟至60分钟减少到约10分钟至20分钟或更短时间。可以理解的是，夹杂较高数量的固化剂或催化剂可用于减少聚合时间。
[0020]形成聚氨酯包膜的合适多元醇包括含芳香胺多元醇和聚醚多元醇的疏水性多元醇(如环氧乙烷多元醇和氧化丙烯多元醇)。
[0021]在某些实施例中，合适的多元醇可能是具有烯化氧取代基(如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧杂环己烷、烯化氧
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四氢呋喃混合物、表卤代醇和亚烷基苯乙烯)的芳香胺多元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控释肥料合成物，包含：包膜肥料颗粒，每个包膜肥料颗粒包含一个颗粒体和一层或多层聚氨酯包膜层，其中，所述一层或多层聚氨酯包膜层充分包覆颗粒体；以及其中，由多元醇合成物与异氰酸酯固化剂的反应产物形成所述一层或多层聚氨酯包膜层；以及其中，所述一层或多层聚氨酯包膜层的至少一层包含无机颗粒。2.根据权利要求1所述的控释肥料合成物，其中，所述包膜肥料颗粒包含两层或多层聚氨酯包膜层，其中，所述两层或多层聚氨酯包膜层的最内层包含无机颗粒。3.根据权利要求1或权利要求2所述的控释肥料合成物，其中，所述一层或多层聚氨酯包膜层中的每一层包含无机颗粒。4.根据前述权利要求中任一项所述的控释肥料合成物，其中，所述无机颗粒包含粘土、煅制氧化硅、碳酸钙、石英、氧化铝、云母、煅烧高岭土、硅灰石、方解石、氧化锆、锆石、云母氧化铁、氧化铁、硅酸铝、滑石粉、硫酸钡和锌钡白中的一项或多项。5.根据前述权利要求中任一项所述的控释肥料合成物，其中，所述无机颗粒包含无定形硅石。6.根据前述权利要求中任一项所述的控释肥料合成物，其中，所述包膜肥料颗粒包含由氮化合物、磷肥化合物、钾肥化合物、硫肥化合物、钾肥化合物、钙肥化合物和金属化合物组成的组中的一项或多项。7.根据权利要求6所述的控释肥料合成物，其中，所述颗粒体包含由氮肥化合物、磷肥化合物、钾肥化合物、硫肥化合物、钾肥化合物、钙肥化合物和金属肥化合物组成的组中的一项或多项。8.根据前述权利要求中任一项所述的控释肥料合成物，其中，所述包膜肥料颗粒包含尿素。9.根据权利要求8所述的控释肥料合成物，其中，所述颗粒体包含尿素。10.根据前述权利要求中任一项所述的控释肥料合成物，其中，所述包膜肥料颗粒包含由除草剂、杀虫剂和杀真菌剂组成的组中的一项或多项。11.根据权利要求10所述的控释肥料合成物，其中，所述颗粒体包含由除草剂、杀虫剂和杀真菌剂组成的组中的一项或多项。12.根据前述权利要求中任一项所述的控释肥料合成物，其中，所述包膜肥料颗粒约占所述一层或多层聚氨酯包膜层的1％至15％(按重量计)。13.根据前述权利要求中任一项所述的控释肥料合成物，其中，所述包膜肥料颗粒包含四层聚氨酯包膜层。14.根据前述权利要求中任一项所述的控释肥料合成物，其中，所述包膜肥料颗粒进一步包含一层包围所述一层或多层聚氨酯包膜层的蜡包膜层。15.根据前述权利要求中任一项所述的控释肥料合成物，其中，所述多元醇合成物包含由烯化氧取代基组成的芳香胺多元醇和...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：OMS投资公司，
类型：发明
国别省市：