[發明專利]水性聚合物－硫雙層包膜控釋肥料及其制備方法

有效

• 申請號: 200710141888.0
• 申請日: 2007-08-15
• 公開（公告）號: CN101348396A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 萬連步;張慶玲;于兵;楊力;陳宏坤
• 申請（專利權）人: 山東金正大生態工程股份有限公司
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 劉金輝

技術領域

本發明涉及一種包膜控釋肥料，更具體地說，涉及一種水性聚合物-硫雙層包膜控釋肥料及其制備方法，屬于肥料技術領域。

背景技術

緩釋和控釋肥料是目前化肥行業的主要發展方向之一。以硫為包膜劑的涂硫尿素已有描述，例如見US?3,342,577。通常涂硫肥料的制備是在流化床中進行，首先將肥料顆粒在流化床中預熱到一定溫度，然后將熔融液態硫通過噴嘴噴涂在肥料顆粒上，由于顆粒表面的溫度低于硫的結晶溫度，熔融的硫液滴接觸到顆粒表面時會立即固化，當噴灑的硫足夠多時即可在肥料顆粒表面形成連續的硫膜。由于涂硫肥料的緩釋性較好，而且生產工藝簡單，成本低，該類產品已經實現了產業化。然而，由于硫固有的脆性使得產品在生產、包裝、運輸及儲存中極易導致硫膜層破損；另外在生產過程中也難以控制涂覆的均勻性，致使產品中有些顆粒上的涂層太薄、甚至沒有形成連續的膜。一般認為，涂硫肥料養分的釋放包括養分通過涂層缺陷處的擴散和硫涂層崩潰兩種途徑，而通過涂層缺陷處的擴散顯然會導致養分的迅速釋放。因此嚴格意義上講，涂硫肥料是一種緩釋肥料，它并不能達到真正意義上的植物養分的控制釋放。

為了克服涂硫肥料的上述缺陷，又出現了有機聚合物包膜控釋肥料(參見US?3,223,518；US?3,475,154；US?4,019,890；US?4,804,403；WO02/00573)。該類控釋肥料通常的制備方法是首先將聚合物溶解在有機溶劑中，然后將聚合物溶液噴涂在肥料顆粒上，溶劑揮發以后即在肥料顆粒表面上形成均勻連續的聚合物膜，這種包膜肥料具有很好的耐磨和耐沖擊性能。因為這類控釋肥料的養分主要是通過膜的擴散來釋放，因而可以通過對聚合物膜的組成及結構的設計使養分的釋放與植物對養分的需求相匹配。但這類控釋肥料的缺點是除了包膜材料價格及生產成本高以外，大量有機溶劑的使用不僅造成了能源和資源的浪費，而且對人身健康和環境造成了危害。

為了使涂硫肥料具有較好的沖擊強度和獲得更好的控釋性能，出現了多層復合包膜控釋肥料(參見US?3,295,950；US?3,991,225；US?5,219,465)。該類產品是通過在涂硫肥料表面再涂上一層密封劑的方法來消除涂硫層存在的瑕疵，常用的密封劑包括石蠟和聚烯烴等有機物。由于這些密封劑都具有一定的粘性，因此還需要在密封后的表面上再涂一層調節劑。常用的調節劑包括滑石粉、粘土、硅藻土等固體粉末。這種類型的產品由于是多層涂覆，肥料的有效含量有所降低，同時生產工藝也比較復雜。因此，如何制備兼有涂硫肥料的低成本和聚合物包膜肥料優良的耐磨、耐沖擊和控釋性能的包膜肥料，一直是控釋肥料領域研究與開發的熱點。

發明內容

為了克服目前控釋肥料存在的問題，本發明的目的是提供一種環境友好的聚合物-硫雙層包膜控釋肥料，其中所用的聚合物包膜劑可消除有機溶劑型聚合物包膜劑對人體及環境造成的危害，降低聚合物包膜劑的成本，并且得到的包膜控釋肥料具有良好的控釋性能。

該目的通過一種水性聚合物-硫雙層包膜控釋肥料而實現，該控釋肥料由肥料芯和肥料芯外面的包膜組成，其特征在于所述包膜包含硫形成的硫膜和該硫膜表面上由水性聚合物乳液包膜劑形成的聚合物膜。

本發明還提供一種制備上述聚合物-硫雙層包膜控釋肥料的方法，包括首先在肥料顆粒表面涂一層硫膜，然后再在涂硫肥料表面包覆水性聚合物乳液包膜劑形成聚合物膜的包膜過程。

本發明水性聚合物-硫雙層包膜控釋肥料由于內包覆層是廉價的硫磺，外層是以水性聚合物乳液為包膜劑形成的聚合物膜，因此它兼具硫包膜肥料和聚合物包膜肥料的優點，除具有低成本、優良控釋性能和抗沖擊抗磨損性能外，還具有在生產和使用過程中無毒、無污染、以及生產工藝較簡單的優點。

附圖說明

圖1是本發明水性聚合物-硫雙層包膜控釋肥料的剖面結構示意圖。本發明水性聚合物-硫雙層包膜控釋肥料包括由肥料顆粒組成的芯、包覆在芯上的硫膜層以及包覆在硫膜層上的聚合物膜層。

具體實施方式

(1)制備水性聚合物乳液包膜劑

本發明中所用的水性聚合物包膜劑優選地是由硬單體、軟單體和選自可自由基聚合的不飽和酸的功能單體在引發劑、乳化劑以及任選助乳化劑存在下進行乳液聚合而得到，其中所述硬單體與軟單體的重量比為2∶1～1∶2，所述功能單體占單體總重量的0.2～15重量％。