專利名稱：：以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥及生產工藝的制作方法
技術領域：
：本發明屬于控釋肥料生產領域，具體涉及一種以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥及生產工藝。
背景技術：
：我國化肥消耗量約占世界化肥消費總量的20-30%，居世界第一位，發達國家化肥當季利用率平均為50-60%，我國化肥當季利用率平均僅為30-35%。大量營養元素的流失浪費不僅給社會帶來巨大的經濟損失，而且還會造成嚴重的環境污染。目前，隨著化肥用量的不斷增加，在農產品追求產量與質量并重，以及環境友好的多重目標要求下，肥料的改性問題就顯得更為重要。開發緩釋、控釋肥料，提高肥料利用率，減少環境污染，是簡單易行的措施，特別適合中國的國情。我國化肥利用率低于發達國家的原因之一，就是在發達國家所采取的系列科學施肥技術在中國難以奏效。我國農民的教育水平低，農戶土地面積小而分散，種植體系復雜，機械化程度低，農化服務體系難以建立和到位，配方施肥和其它技術措施很難為農民提供方便的服務；另外，在經濟發達地區，農民已不愿意在追肥等農藝操作上花費太多的時間和精力。因此，急需一種集配方施肥、控釋技術為一體的物化肥料產品。新型控釋復合肥料的出現，不僅能提高肥料利用率，保證糧食安全，減少環境污染，也滿足了農民的實際需求。控釋肥料的研究和應用最早的是美國。1961年以硫磺為包膜材料的研究和開發標志著控釋肥研究和應用的開始，隨后其它國家也開始展開這一方面的研究。目前日本和美國在控釋肥料的研究方面處于世界領先地位。隨著人們環境意識的增強，緩控釋肥料被國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)列為優先發展主題，有關控釋肥的研究報告和專利申請日漸增多，控釋肥料再度成為研究的熱點。包膜控釋肥料是以顆粒化肥為核心，表層涂覆一層低水溶性或微溶性的無機物質或有機聚合物，改變化肥養分的溶出性，延長或控制肥料養分釋放，使土壤養分的供應與作物需肥要求協調的新型肥料劑型。包膜控釋肥料的種類，從包膜材料來分，可分為無機物包膜肥料和有機聚合物包膜肥料，前者多數是以含有一定養分的無機肥料或土壤調理劑之類物質，后者包括有機聚合物、低水溶性或難溶性的有機合成物等作為包膜材料。從包膜控釋肥料的營養元素種類來看，氮、磷、鉀大量元素及一些微量元素均在研究之列，但是，目前主要是以氮、磷、鉀包膜化肥為主。由于控釋肥料的生產成本較高，國內外一般應用在草坪、花卉等經濟價值高的植物或作物上，隨著控釋肥生產成本的降低及產量的增加，控釋肥在各類作物上的應用是化學肥料發展的必然趨勢。水溶性樹脂包膜控釋肥符合人們對環保的要求，但其高昂的價格制約了其發展應用，另外，水溶性樹脂易吸水溶脹，因此決定了完全水溶性樹脂包膜控釋肥控釋性能較差，控釋期短暫，不能滿足作物整個生長期對養分的需求；而回收熱塑性聚乙烯價格低廉，養分控釋性能良好，因此將二者結合起來，達到產品性能與價值的統一，對于提高肥料利用率，豐產增收，加快控釋肥的推廣應用具有積極的現實意義。
發明內容本發明的目的是提供一種以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥產品。本發明的另外一個目的是提供以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥產品的生產工藝。本發明的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，是由粒徑范圍為1.0-5.0mm的顆粒肥料核芯、聚乙烯膜層和水溶性樹脂膜層構成，養分釋放期為l-12個月，是由下述工藝制備的(1)把聚乙烯樹脂和包膜調理劑溶解在有機溶劑中，在110-12(TC下制備成包膜溶液，其中聚乙烯樹脂占有機溶劑質量的1-8%，包膜調理劑用量為有機溶劑質量的0.1-1.5%，在包膜設備中利用80-ll(TC熱氣體的烘托，把包膜溶液噴涂到流化的肥料顆粒表面上，溶劑揮發后，在肥料顆粒表面形成干燥、光滑致密的膜層；(2)將步驟(1)所得肥料顆粒加入到流化床中，通入50-70'C的熱空氣，在轉動的流化床內，將質量濃度為10-15%的聚乙烯醇水溶液均勻噴涂到肥料顆粒上，水蒸氣被熱空氣揮發帶走，在肥料顆粒表面形成包膜，制得以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥。前述以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，在優選的生產工藝方案中所述步驟(1)配制包膜溶液的溫度為115-120°C，聚乙烯樹脂用量為有機溶劑質量的2-7%，包膜調理劑用量為有機溶劑質量的0.3-1.5%,在包膜設備中噴涂包膜溶液時熱氣體溫度為85-105°C。在更為優選的方案中，所述步驟(1)配制包膜溶液時聚乙烯樹脂用量為有機溶劑質量的3-5%，包膜調理劑用量為有機溶劑質量的1.5%。前述以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，在優選的生產工藝方案中步驟(1)所述熱氣體為氮氣。前述以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，在優選的生產工藝方案中所述有機溶劑為二甲苯與二氯甲烷的混合物，二甲苯與二氯甲垸的質量比《1.5。另一優選的方案中，所述有機溶劑為松節油與二氯甲烷的混合物，松節油與二氯甲烷的質量比《1。前述以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，歩驟(1)所述包膜調理劑為本領域常規產品，在優選的生產工藝方案中優選為石蠟、橡膠粉、骨粉、谷物粉或礦物粉。在更為優選的方案中，所述谷物粉選自小麥粉、稻米粉、玉米粉或紅薯粉。所述礦物粉選自沸石粉、硅藻土、輕質碳酸鈣或滑石粉。本發明以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥的生產工藝，(1)把聚乙烯樹脂和包膜調理劑溶解在有機溶劑中，在110-120。C下制備成包膜溶液，其中聚乙烯樹脂占有機溶劑質量的1-8%，包膜調理劑用量為有機溶劑質量的0.1-1.5%，在包膜設備中利用80-ll(TC熱氣體的烘托，把包膜溶液噴涂到流化的肥料顆粒表面上，溶劑揮發后，在肥料顆粒表面形成干燥、光滑致密的膜層；(2)將步驟(1)所得肥料顆粒加入到流化床中，通入50-7(TC的熱空氣，在轉動的流化床內，將質量濃度為10-15%的聚乙烯醇水溶液均勻噴涂到肥料顆粒上，水蒸氣被熱空氣揮發帶走，在肥料顆粒表面形成包膜，制得以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥。前述各方案中，步驟(1)所述包膜設備可選擇本領域常規造粒裝置，優選流化床、包膜塔等。本發明產品的顯著效果是使用回收聚乙烯樹脂生產控釋肥，目前國內外這種原料數量很大，如各種薄膜，特別是蔬菜大棚膜，適于產業化生產，所得的產品不僅成本低，而且養分控釋的質量和效果極佳，同時利用回收廢舊塑料可減少目前R益嚴重的白色污染，另外由于在包膜材料中加入了可誘導其快速老化和降解的橡膠粉、礦物粉和谷物粉等調理劑，施入土壤后包膜肥料的膜殼能快速老化和被土壤微生物降解，不致在土壤中長期殘留。水溶性樹脂透水性較強，易吸水溶脹，因此水溶性樹脂膜養分控釋性能較差，但同時又具有環境友好的特點，總之，回收熱塑性聚乙烯和水溶性樹脂的結合，不但解決了水溶性樹脂包膜養分控釋性能差的缺點，而且降低了生產成本，極為適合目前國際和國內肥料發展和環境保護的趨勢，具有及其廣闊的市場開發前景。圖1是控釋期3個月以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥43-0-0在25t水中的養分累積釋放曲線。圖2是控釋期10個月以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥14-14-14在25°〇水中的養分累積釋放曲線。具體實施例方式下面結合附圖和實施例詳細說明本發明提出的技術方案，但不限于此。各實施例所需原料皆為本領域市售商品。本說明書諸如"15-15-15"的含義是N、P、K含量，為本領域常規標示。實施例1控釋1個月的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥的制作。把19kg回收聚乙烯樹脂和lkg石蠟溶解在600kg二甲苯和400kg二氯甲烷中，在110-120。C下制備成包膜溶液，向包膜流化床中加入1000kg尿素(粒徑2.0-4.75mm)，利用80-ll(TC熱氮氣的烘托，把包膜溶液噴涂到流化的肥料顆粒表面上，溶劑揮發后，包膜材料包裹在尿素顆粒表面形成干燥、光滑致密的膜層，溶液全部噴涂完畢后，完成聚乙烯包膜噴涂。將揮發的溶劑回收循環利用。在90-95t:下配制質量濃度為10%的聚乙烯醇水溶液300kg。將完成聚乙烯包膜的顆粒肥料加入到轉鼓式流化床中，并向轉動的轉鼓流化床內通入50-7(TC的熱空氣，把配制好的聚乙烯醇水溶液全部均勻得到的噴涂到運動的肥料顆粒上。產品冷卻、包裝入庫，制得控釋1個月的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥。實施例2控釋3個月的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥的制作。把10kg回收聚乙烯樹脂和lkg石蠟溶解在250kg二甲苯和750kg二氯甲烷中，在110-120'C下制備成包膜溶液，在包膜塔中加入500kg尿素(粒徑2.0-4.75mm)，利用80-110"C熱氣體的烘托，把包膜溶液噴涂到流化的肥料顆粒表面上，溶劑揮發后，包膜材料包裹在尿素顆粒表面形成干燥、光滑致密的膜層，溶液全部噴涂完畢后，完成聚乙烯包膜噴涂。將揮發的溶劑回收循環利用。在90-95。C下配制質量濃度為10%的聚乙烯醇水溶液250kg。將完成聚乙烯包膜的顆粒肥料加入到轉鼓式流化床中，并向轉動的轉鼓流化床內通入50-7(TC的熱空氣，把配制好的聚乙烯醇水溶液全部均勻得到的噴涂到運動的肥料顆粒上。產品冷卻、包裝入庫，制得控釋3個月的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥。實施例3控釋6個月的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥的制作。把30kg回收聚乙烯樹脂和3kg石蠟溶解在500kg松節油和500kg二氯甲烷中，在110-120。C下制備成包膜溶液，向流化床中加入1000kg磷酸二銨(粒徑2.0-5.0mm)，利用80-ll(TC熱氣體的烘托，把包膜溶液噴涂到流化的肥料顆粒表面上，溶劑揮發后，包膜材料包裹在尿素顆粒表面形成干燥、光滑致密的膜層，溶液全部噴涂完畢后，完成聚乙烯包膜噴涂。將揮發的溶劑回收循環利用。在90-95t)下配制質量濃度為15%的聚乙烯醇水溶液333kg，將完成聚乙烯包膜的顆粒肥料加入到轉鼓式流化床中，并向轉動的轉鼓流化床內通入50-7(TC的熱空氣，把配制好的聚乙烯醇水溶液全部均勻得到的噴涂到運動的肥料顆粒上。產品冷卻、包裝入庫，制得控釋6個月的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥。實施例4控釋9個月的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥的制作。把40kg回收聚乙烯樹脂、4kg石蠟、3kg輕質碳酸鈣和3kg淀粉溶解在400kg松節油和600kg二氯甲烷中，在110-12(TC下制備成包膜溶液，向流化床中加入1000kg復合肥(15-15-15)，利用80-ll(TC熱氣體的烘托，把包膜溶液噴涂到流化的肥料顆粒表面上，溶劑揮發后，包膜材料包裹在尿素顆粒表面形成干燥、光滑致密的膜層，溶液全部噴涂完畢后，完成聚乙烯包膜噴涂。將揮發的溶劑回收循環利用。在90-95'C下配制質量濃度為15%的聚乙烯醇水溶液400kg，將完成聚乙烯包膜的顆粒肥料加入到轉鼓式流化床中，并向轉動的轉鼓流化床內通入50-7(TC的熱空氣，把配制好的聚乙烯醇水溶液全部均勻得到的噴涂到運動的肥料顆粒上。產品冷卻、包裝入庫，制得控釋9個月的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥。實施例5控釋12個月的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥的制作。把65kg回收聚乙烯樹脂、5kg石蠟、8kg沸石粉和2kg橡膠粉溶解在50kg松節油和950kg二氯甲垸中，在110-12(TC下制備成包膜溶液，向流化床中加入1000kg尿素(粒徑2.0-4.75mm)，利用80-110'C熱氣體的烘托，把包膜溶液噴涂到流化的肥料顆粒表面上，溶劑揮發后，包膜材料包裹在尿素顆粒表面形成干燥、光滑致密的膜層，溶液全部噴涂完畢后，完成聚乙烯包膜噴涂。將揮發的溶劑回收循環利用。在90-95"C下配制質量濃度為10%的聚乙烯醇水溶液600kg，將完成聚乙烯包膜的顆粒肥料加入到轉鼓式流化床中，并向轉動的轉鼓流化床內通入50-7(TC的熱空氣，把配制好的聚乙烯醇水溶液全部均勻得到的噴涂到運動的肥料顆粒上。產品冷卻、包裝入庫，制得控釋12個月的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥。試驗例本產品以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，具有別于同類產品的獨特品質，下面以試驗來說明其具體技術效果(1)試驗材料和設計試驗設在山東省煙臺龍口，供試品種為濟麥20;供試控釋肥處理為控釋摻混肥(24一10—18，控釋氮占55%)，由以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥(43-0-0)、氯化鉀復合肥(18-18-18)、氯化鉀(0-0-60)摻混制得，供試普通肥料為普通尿素(46-0-0)、氯化鉀復合肥(18-18-18)、氯化鉀(0-0-60)。普通肥料按225kg/hn^純氮量施肥(N:P2Os:K20=2.4:1:1.8)，控釋肥1與普通肥料施用量相同，控釋肥2比普通肥料施用量減少35%，控釋肥是在小麥播種前作基肥一次施入，普通肥料施用按農民施肥習慣分別基肥和在小麥拔節期追施。(2)試驗結果不同施肥處理對小麥產量的影響見表l。表l不同施肥處理效果評'階<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>圖l-2是以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥養分釋放曲線，從中可以看出本發明的熱塑性樹脂包膜控釋肥具有良好的釋放周期，很好的起到了控釋作用。權利要求1.一種以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，其特征在于其是由粒徑范圍為1.0～5.0mm的顆粒肥料核芯、聚乙烯膜層和水溶性樹脂膜層構成，養分釋放期為1-12個月，是由下述工藝制備的(1)把聚乙烯樹脂和包膜調理劑溶解在有機溶劑中，在110-120℃下制備成包膜溶液，其中聚乙烯樹脂占有機溶劑質量的1-8％，包膜調理劑用量為有機溶劑質量的0.1-1.5％，在包膜設備中利用80-110℃熱氣體的烘托，把包膜溶液噴涂到流化的肥料顆粒表面上，溶劑揮發后，在肥料顆粒表面形成干燥、光滑致密的膜層；(2)將步驟(1)所得肥料顆粒加入到流化床中，通入50-70℃的熱空氣，在轉動的流化床內，將質量濃度為10～15％的聚乙烯醇水溶液均勻噴涂到肥料顆粒上，水蒸氣被熱空氣揮發帶走，在肥料顆粒表面形成包膜，制得以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥。2、根據權利要求1所述的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，其特征在于所述步驟(1)配制包膜溶液的溫度為115-120°C，聚乙烯樹脂用量為有機溶劑質量的2-7%，包膜調理劑用量為有機溶劑質量的0.3-1.5%，在包膜設備中噴涂包膜溶液時熱氣體溫度為85-105°C。3、根據權利要求1所述的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，其特征在于所述步驟(1)配制包膜溶液時聚乙烯樹脂用量為有機溶劑質量的3-5%，包膜調理劑用量為有機溶劑質量的1.5%。4、根據權利要求l-3任一所述的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，其特征在于步驟(1)所述熱氣體為氮氣。5、根據權利要求l-3任一所述的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，其特征在于，所述有機溶劑為二甲苯與二氯甲烷的混合物，二甲苯與二氯甲烷的質量比《1.5。6、根據權利要求l-3任一所述的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，其特征在于，所述有機溶劑為松節油與二氯甲垸的混合物，松節油與二氯甲垸的質量比《1。7、根據權利要求l-3任一所述的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，其特征在于，步驟(1)所述包膜調理劑為石蠟、橡膠粉、骨粉、谷物粉或礦物粉。8、根據權利要求7所述的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，其特征在于，所述谷物粉選自小麥粉、稻米粉、玉米粉或紅薯粉。9、根據權利要求7所述的以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥，其特征在于，所述礦物粉選自沸石粉、硅藻土、輕質碳酸鈣或滑石粉。10、以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥的生產工藝，其特征在于-(1)把聚乙烯樹脂和包膜調理劑溶解在有機溶劑中，在U(M2(TC下制備成包膜溶液，其中聚乙烯樹脂占有機溶劑質量的1-8%，包膜調理劑用量為有機溶劑質量的0.1-1.5%,在包膜設備中利用80-ll(TC熱氣體的烘托，把包膜溶液噴涂到流化的肥料顆粒表面上，溶劑揮發后，在肥料顆粒表面形成干燥、光滑致密的膜層；(2)將步驟(1)所得肥料顆粒加入到流化床中，通入50-7(TC的熱空氣，在轉動的流化床內，將質量濃度為10~15%的聚乙烯醇水溶液均勻噴涂到肥料顆粒上，水蒸氣被熱空氣揮發帶走，在肥料顆粒表面形成包膜，制得以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥。全文摘要本發明公開了一種以聚乙烯膜為底涂層的水溶性樹脂包膜控釋肥及生產工藝。它是由顆粒肥料核芯、聚乙烯膜層和水溶性樹脂膜層構成，養分釋放期為1-12個月，是由下述工藝制備的(1)配制包膜溶液，利用熱氣體的烘托，把包膜溶液噴涂到流化的肥料顆粒上，形成膜層；(2)在轉動的轉鼓流化床內，將配制好的水溶性樹脂溶液均勻的噴涂到運動的肥料顆粒上，水溶性樹脂在肥料顆粒表面形成包膜。本產品不但解決了水溶性樹脂包膜養分控釋性能差的缺點，而且降低了生產成本，極為適合目前國際和國內肥料發展和環境保護的趨勢，具有極其廣闊的市場前景。文檔編號C05G3/00GK101372434SQ20081014007公開日2009年2月25日申請日期2008年9月24日優先權日2008年9月24日發明者萬連步,李華波,艷楊申請人:山東金正大生態工程股份有限公司