专利名称：：以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥及生产工艺的制作方法
技术领域：
：本发明属于控释肥料生产领域，具体涉及一种以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥及生产工艺。
背景技术：
：我国化肥消耗量约占世界化肥消费总量的20-30%，居世界第一位，发达国家化肥当季利用率平均为50-60%，我国化肥当季利用率平均仅为30-35%。大量营养元素的流失浪费不仅给社会带来巨大的经济损失，而且还会造成严重的环境污染。目前，随着化肥用量的不断增加，在农产品追求产量与质量并重，以及环境友好的多重目标要求下，肥料的改性问题就显得更为重要。开发缓释、控释肥料，提高肥料利用率，减少环境污染，是简单易行的措施，特别适合中国的国情。我国化肥利用率低于发达国家的原因之一，就是在发达国家所采取的系列科学施肥技术在中国难以奏效。我国农民的教育水平低，农户土地面积小而分散，种植体系复杂，机械化程度低，农化服务体系难以建立和到位，配方施肥和其它技术措施很难为农民提供方便的服务；另外，在经济发达地区，农民已不愿意在追肥等农艺操作上花费太多的时间和精力。因此，急需一种集配方施肥、控释技术为一体的物化肥料产品。新型控释复合肥料的出现，不仅能提高肥料利用率，保证粮食安全，减少环境污染，也满足了农民的实际需求。控释肥料的研究和应用最早的是美国。1961年以硫磺为包膜材料的研究和开发标志着控释肥研究和应用的开始，随后其它国家也开始展开这一方面的研究。目前日本和美国在控释肥料的研究方面处于世界领先地位。随着人们环境意识的增强，缓控释肥料被国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)列为优先发展主题，有关控释肥的研究报告和专利申请日渐增多，控释肥料再度成为研究的热点。包膜控释肥料是以颗粒化肥为核心，表层涂覆一层低水溶性或微溶性的无机物质或有机聚合物，改变化肥养分的溶出性，延长或控制肥料养分释放，使土壤养分的供应与作物需肥要求协调的新型肥料剂型。包膜控释肥料的种类，从包膜材料来分，可分为无机物包膜肥料和有机聚合物包膜肥料，前者多数是以含有一定养分的无机肥料或土壤调理剂之类物质，后者包括有机聚合物、低水溶性或难溶性的有机合成物等作为包膜材料。从包膜控释肥料的营养元素种类来看，氮、磷、钾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、钾包膜化肥为主。由于控释肥料的生产成本较高，国内外一般应用在草坪、花卉等经济价值高的植物或作物上，随着控释肥生产成本的降低及产量的增加，控释肥在各类作物上的应用是化学肥料发展的必然趋势。水溶性树脂包膜控释肥符合人们对环保的要求，但其高昂的价格制约了其发展应用，另外，水溶性树脂易吸水溶胀，因此决定了完全水溶性树脂包膜控释肥控释性能较差，控释期短暂，不能满足作物整个生长期对养分的需求；而回收热塑性聚乙烯价格低廉，养分控释性能良好，因此将二者结合起来，达到产品性能与价值的统一，对于提高肥料利用率，丰产增收，加快控释肥的推广应用具有积极的现实意义。
发明内容本发明的目的是提供一种以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥产品。本发明的另外一个目的是提供以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥产品的生产工艺。本发明的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，是由粒径范围为1.0-5.0mm的颗粒肥料核芯、聚乙烯膜层和水溶性树脂膜层构成，养分释放期为l-12个月，是由下述工艺制备的(1)把聚乙烯树脂和包膜调理剂溶解在有机溶剂中，在110-12(TC下制备成包膜溶液，其中聚乙烯树脂占有机溶剂质量的1-8%，包膜调理剂用量为有机溶剂质量的0.1-1.5%，在包膜设备中利用80-ll(TC热气体的烘托，把包膜溶液喷涂到流化的肥料颗粒表面上，溶剂挥发后，在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层；(2)将步骤(1)所得肥料颗粒加入到流化床中，通入50-70'C的热空气，在转动的流化床内，将质量浓度为10-15%的聚乙烯醇水溶液均匀喷涂到肥料颗粒上，水蒸气被热空气挥发带走，在肥料颗粒表面形成包膜，制得以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥。前述以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，在优选的生产工艺方案中所述步骤(1)配制包膜溶液的温度为115-120°C，聚乙烯树脂用量为有机溶剂质量的2-7%，包膜调理剂用量为有机溶剂质量的0.3-1.5%,在包膜设备中喷涂包膜溶液时热气体温度为85-105°C。在更为优选的方案中，所述步骤(1)配制包膜溶液时聚乙烯树脂用量为有机溶剂质量的3-5%，包膜调理剂用量为有机溶剂质量的1.5%。前述以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，在优选的生产工艺方案中步骤(1)所述热气体为氮气。前述以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，在优选的生产工艺方案中所述有机溶剂为二甲苯与二氯甲烷的混合物，二甲苯与二氯甲垸的质量比《1.5。另一优选的方案中，所述有机溶剂为松节油与二氯甲烷的混合物，松节油与二氯甲烷的质量比《1。前述以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，歩骤(1)所述包膜调理剂为本领域常规产品，在优选的生产工艺方案中优选为石蜡、橡胶粉、骨粉、谷物粉或矿物粉。在更为优选的方案中，所述谷物粉选自小麦粉、稻米粉、玉米粉或红薯粉。所述矿物粉选自沸石粉、硅藻土、轻质碳酸钙或滑石粉。本发明以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥的生产工艺，(1)把聚乙烯树脂和包膜调理剂溶解在有机溶剂中，在110-120。C下制备成包膜溶液，其中聚乙烯树脂占有机溶剂质量的1-8%，包膜调理剂用量为有机溶剂质量的0.1-1.5%，在包膜设备中利用80-ll(TC热气体的烘托，把包膜溶液喷涂到流化的肥料颗粒表面上，溶剂挥发后，在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层；(2)将步骤(1)所得肥料颗粒加入到流化床中，通入50-7(TC的热空气，在转动的流化床内，将质量浓度为10-15%的聚乙烯醇水溶液均匀喷涂到肥料颗粒上，水蒸气被热空气挥发带走，在肥料颗粒表面形成包膜，制得以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥。前述各方案中，步骤(1)所述包膜设备可选择本领域常规造粒装置，优选流化床、包膜塔等。本发明产品的显著效果是使用回收聚乙烯树脂生产控释肥，目前国内外这种原料数量很大，如各种薄膜，特别是蔬菜大棚膜，适于产业化生产，所得的产品不仅成本低，而且养分控释的质量和效果极佳，同时利用回收废旧塑料可减少目前R益严重的白色污染，另外由于在包膜材料中加入了可诱导其快速老化和降解的橡胶粉、矿物粉和谷物粉等调理剂，施入土壤后包膜肥料的膜壳能快速老化和被土壤微生物降解，不致在土壤中长期残留。水溶性树脂透水性较强，易吸水溶胀，因此水溶性树脂膜养分控释性能较差，但同时又具有环境友好的特点，总之，回收热塑性聚乙烯和水溶性树脂的结合，不但解决了水溶性树脂包膜养分控释性能差的缺点，而且降低了生产成本，极为适合目前国际和国内肥料发展和环境保护的趋势，具有及其广阔的市场开发前景。图1是控释期3个月以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥43-0-0在25t水中的养分累积释放曲线。图2是控释期10个月以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥14-14-14在25°〇水中的养分累积释放曲线。具体实施例方式下面结合附图和实施例详细说明本发明提出的技术方案，但不限于此。各实施例所需原料皆为本领域市售商品。本说明书诸如"15-15-15"的含义是N、P、K含量，为本领域常规标示。实施例1控释1个月的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥的制作。把19kg回收聚乙烯树脂和lkg石蜡溶解在600kg二甲苯和400kg二氯甲烷中，在110-120。C下制备成包膜溶液，向包膜流化床中加入1000kg尿素(粒径2.0-4.75mm)，利用80-ll(TC热氮气的烘托，把包膜溶液喷涂到流化的肥料颗粒表面上，溶剂挥发后，包膜材料包裹在尿素颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，溶液全部喷涂完毕后，完成聚乙烯包膜喷涂。将挥发的溶剂回收循环利用。在90-95t:下配制质量浓度为10%的聚乙烯醇水溶液300kg。将完成聚乙烯包膜的颗粒肥料加入到转鼓式流化床中，并向转动的转鼓流化床内通入50-7(TC的热空气，把配制好的聚乙烯醇水溶液全部均匀得到的喷涂到运动的肥料颗粒上。产品冷却、包装入库，制得控释1个月的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥。实施例2控释3个月的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥的制作。把10kg回收聚乙烯树脂和lkg石蜡溶解在250kg二甲苯和750kg二氯甲烷中，在110-120'C下制备成包膜溶液，在包膜塔中加入500kg尿素(粒径2.0-4.75mm)，利用80-110"C热气体的烘托，把包膜溶液喷涂到流化的肥料颗粒表面上，溶剂挥发后，包膜材料包裹在尿素颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，溶液全部喷涂完毕后，完成聚乙烯包膜喷涂。将挥发的溶剂回收循环利用。在90-95。C下配制质量浓度为10%的聚乙烯醇水溶液250kg。将完成聚乙烯包膜的颗粒肥料加入到转鼓式流化床中，并向转动的转鼓流化床内通入50-7(TC的热空气，把配制好的聚乙烯醇水溶液全部均匀得到的喷涂到运动的肥料颗粒上。产品冷却、包装入库，制得控释3个月的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥。实施例3控释6个月的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥的制作。把30kg回收聚乙烯树脂和3kg石蜡溶解在500kg松节油和500kg二氯甲烷中，在110-120。C下制备成包膜溶液，向流化床中加入1000kg磷酸二铵(粒径2.0-5.0mm)，利用80-ll(TC热气体的烘托，把包膜溶液喷涂到流化的肥料颗粒表面上，溶剂挥发后，包膜材料包裹在尿素颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，溶液全部喷涂完毕后，完成聚乙烯包膜喷涂。将挥发的溶剂回收循环利用。在90-95t)下配制质量浓度为15%的聚乙烯醇水溶液333kg，将完成聚乙烯包膜的颗粒肥料加入到转鼓式流化床中，并向转动的转鼓流化床内通入50-7(TC的热空气，把配制好的聚乙烯醇水溶液全部均匀得到的喷涂到运动的肥料颗粒上。产品冷却、包装入库，制得控释6个月的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥。实施例4控释9个月的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥的制作。把40kg回收聚乙烯树脂、4kg石蜡、3kg轻质碳酸钙和3kg淀粉溶解在400kg松节油和600kg二氯甲烷中，在110-12(TC下制备成包膜溶液，向流化床中加入1000kg复合肥(15-15-15)，利用80-ll(TC热气体的烘托，把包膜溶液喷涂到流化的肥料颗粒表面上，溶剂挥发后，包膜材料包裹在尿素颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，溶液全部喷涂完毕后，完成聚乙烯包膜喷涂。将挥发的溶剂回收循环利用。在90-95'C下配制质量浓度为15%的聚乙烯醇水溶液400kg，将完成聚乙烯包膜的颗粒肥料加入到转鼓式流化床中，并向转动的转鼓流化床内通入50-7(TC的热空气，把配制好的聚乙烯醇水溶液全部均匀得到的喷涂到运动的肥料颗粒上。产品冷却、包装入库，制得控释9个月的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥。实施例5控释12个月的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥的制作。把65kg回收聚乙烯树脂、5kg石蜡、8kg沸石粉和2kg橡胶粉溶解在50kg松节油和950kg二氯甲垸中，在110-12(TC下制备成包膜溶液，向流化床中加入1000kg尿素(粒径2.0-4.75mm)，利用80-110'C热气体的烘托，把包膜溶液喷涂到流化的肥料颗粒表面上，溶剂挥发后，包膜材料包裹在尿素颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，溶液全部喷涂完毕后，完成聚乙烯包膜喷涂。将挥发的溶剂回收循环利用。在90-95"C下配制质量浓度为10%的聚乙烯醇水溶液600kg，将完成聚乙烯包膜的颗粒肥料加入到转鼓式流化床中，并向转动的转鼓流化床内通入50-7(TC的热空气，把配制好的聚乙烯醇水溶液全部均匀得到的喷涂到运动的肥料颗粒上。产品冷却、包装入库，制得控释12个月的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥。试验例本产品以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，具有别于同类产品的独特品质，下面以试验来说明其具体技术效果(1)试验材料和设计试验设在山东省烟台龙口，供试品种为济麦20;供试控释肥处理为控释掺混肥(24一10—18，控释氮占55%)，由以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥(43-0-0)、氯化钾复合肥(18-18-18)、氯化钾(0-0-60)掺混制得，供试普通肥料为普通尿素(46-0-0)、氯化钾复合肥(18-18-18)、氯化钾(0-0-60)。普通肥料按225kg/hn^纯氮量施肥(N:P2Os:K20=2.4:1:1.8)，控释肥1与普通肥料施用量相同，控释肥2比普通肥料施用量减少35%，控释肥是在小麦播种前作基肥一次施入，普通肥料施用按农民施肥习惯分别基肥和在小麦拔节期追施。(2)试验结果不同施肥处理对小麦产量的影响见表l。表l不同施肥处理效果评'阶<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>图l-2是以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥养分释放曲线，从中可以看出本发明的热塑性树脂包膜控释肥具有良好的释放周期，很好的起到了控释作用。权利要求1.一种以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，其特征在于其是由粒径范围为1.0～5.0mm的颗粒肥料核芯、聚乙烯膜层和水溶性树脂膜层构成，养分释放期为1-12个月，是由下述工艺制备的(1)把聚乙烯树脂和包膜调理剂溶解在有机溶剂中，在110-120℃下制备成包膜溶液，其中聚乙烯树脂占有机溶剂质量的1-8％，包膜调理剂用量为有机溶剂质量的0.1-1.5％，在包膜设备中利用80-110℃热气体的烘托，把包膜溶液喷涂到流化的肥料颗粒表面上，溶剂挥发后，在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层；(2)将步骤(1)所得肥料颗粒加入到流化床中，通入50-70℃的热空气，在转动的流化床内，将质量浓度为10～15％的聚乙烯醇水溶液均匀喷涂到肥料颗粒上，水蒸气被热空气挥发带走，在肥料颗粒表面形成包膜，制得以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥。2、根据权利要求1所述的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，其特征在于所述步骤(1)配制包膜溶液的温度为115-120°C，聚乙烯树脂用量为有机溶剂质量的2-7%，包膜调理剂用量为有机溶剂质量的0.3-1.5%，在包膜设备中喷涂包膜溶液时热气体温度为85-105°C。3、根据权利要求1所述的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，其特征在于所述步骤(1)配制包膜溶液时聚乙烯树脂用量为有机溶剂质量的3-5%，包膜调理剂用量为有机溶剂质量的1.5%。4、根据权利要求l-3任一所述的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，其特征在于步骤(1)所述热气体为氮气。5、根据权利要求l-3任一所述的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，其特征在于，所述有机溶剂为二甲苯与二氯甲烷的混合物，二甲苯与二氯甲烷的质量比《1.5。6、根据权利要求l-3任一所述的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，其特征在于，所述有机溶剂为松节油与二氯甲垸的混合物，松节油与二氯甲垸的质量比《1。7、根据权利要求l-3任一所述的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，其特征在于，步骤(1)所述包膜调理剂为石蜡、橡胶粉、骨粉、谷物粉或矿物粉。8、根据权利要求7所述的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，其特征在于，所述谷物粉选自小麦粉、稻米粉、玉米粉或红薯粉。9、根据权利要求7所述的以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥，其特征在于，所述矿物粉选自沸石粉、硅藻土、轻质碳酸钙或滑石粉。10、以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥的生产工艺，其特征在于-(1)把聚乙烯树脂和包膜调理剂溶解在有机溶剂中，在U(M2(TC下制备成包膜溶液，其中聚乙烯树脂占有机溶剂质量的1-8%，包膜调理剂用量为有机溶剂质量的0.1-1.5%,在包膜设备中利用80-ll(TC热气体的烘托，把包膜溶液喷涂到流化的肥料颗粒表面上，溶剂挥发后，在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层；(2)将步骤(1)所得肥料颗粒加入到流化床中，通入50-7(TC的热空气，在转动的流化床内，将质量浓度为10~15%的聚乙烯醇水溶液均匀喷涂到肥料颗粒上，水蒸气被热空气挥发带走，在肥料颗粒表面形成包膜，制得以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥。全文摘要本发明公开了一种以聚乙烯膜为底涂层的水溶性树脂包膜控释肥及生产工艺。它是由颗粒肥料核芯、聚乙烯膜层和水溶性树脂膜层构成，养分释放期为1-12个月，是由下述工艺制备的(1)配制包膜溶液，利用热气体的烘托，把包膜溶液喷涂到流化的肥料颗粒上，形成膜层；(2)在转动的转鼓流化床内，将配制好的水溶性树脂溶液均匀的喷涂到运动的肥料颗粒上，水溶性树脂在肥料颗粒表面形成包膜。本产品不但解决了水溶性树脂包膜养分控释性能差的缺点，而且降低了生产成本，极为适合目前国际和国内肥料发展和环境保护的趋势，具有极其广阔的市场前景。文档编号C05G3/00GK101372434SQ20081014007公开日2009年2月25日申请日期2008年9月24日优先权日2008年9月24日发明者万连步,李华波,艳杨申请人:山东金正大生态工程股份有限公司