一種硫包衣尿素緩釋肥料及其制造方法
【專利摘要】本發明為一種硫包衣尿素緩釋肥料及其制造方法，包括步驟1）：用熔融的液硫涂覆經預熱的基料尿素顆粒，其特征在于：還包括步驟2）：用泵將天然蜂蠟組成的組合物涂覆步驟1）中的硫包覆層，步驟3）通過流化床冷卻器、固體換熱器，使步驟2）中的經天然蜂蠟組合物涂覆的硫包衣尿素顆粒逐步冷卻；所述的涂硫及在硫層上涂覆天然蜂蠟組合物在一個涂覆轉鼓中完成，基料及各涂層重量百分比為尿素80～90%，硫9～17%，天然蜂蠟組合物1～3%；所述天然蜂蠟組合物，由添加劑和天然蜂蠟組成。本發明產品氮含量高，控釋性好，可按作物生長階段需求釋放產品養分，氮、硫養分協同增效及顆粒耐沖擊性，并且天然蜂蠟在土壤中能夠降解，環境友好。
【專利說明】一種硫包衣尿素緩釋肥料及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種尿素緩釋肥料及其制造方法，特別是公開一種硫包衣尿素緩釋肥料及其制造方法，是一種尿素按照硫層、天然蜂蠟組合物涂層順序涂覆的緩釋肥料。本發明產品硫包衣尿素緩釋肥料具有很好的控制釋放和良好的韌性，提高了抗沖擊強度和耐磨性，可完全降解，安全環保。
【背景技術】 [0002]硫包衣尿素(S⑶)緩釋肥料，1957年由美國TVA最先研制，是一類較成熟的緩釋肥料。在制造硫包衣尿素的常規方法中，具有1.7~2.9mm公稱尺寸范圍的粒狀尿素已先于流化床加熱器中預熱70~80攝氏度，再被加入旋轉水平圓桶形轉桶(其長為12英尺，直徑為5.5英尺)的前端中。此時固定于轉筒內壁且均勻位于其圓周上的提升用刮板或縱向突出板在轉筒旋轉時將尿素顆粒提起與降下。當下降的顆粒通過轉筒時，將熔融115攝氏度的硫由均勻位于轉筒縱向上的一系列噴嘴噴至尿素顆粒上。當熔融硫小滴接觸顆粒時，即會迅速固化；而當充分數目的熔融硫已接觸顆粒時，可在尿素顆粒上形成硫涂層。在此種無規則涂覆方法中，顆粒被涂覆成具有40微米的平均目標厚度，或在尿素顆粒上具有約13~14%重量的硫涂層。然而，由轉筒出來的各種無規則比例的顆粒具有薄的(〈30微米)，中等的(30~50微米)及厚的(>50微米)硫涂層厚度。
[0003]由于在顆粒上形成的晶狀固體硫涂層的固有脆性，以及在許多顆粒上的有薄或甚至不連續的涂層，故常在硫涂層表面上噴涂某種類型的第二外涂層或密封劑。通常此步驟是在一個與涂硫用轉鼓串聯的第二水平旋轉轉筒中進行。傳統上使用聚合烴、以石油為主的蠟、或高黏度的聚合石蠟油加聚乙烯的組合物作為密封劑，將其以熱熔融液體形式噴涂至熱的但呈固態的硫涂層表面上。由于密封劑熔體在溫度160~180華氏度下硫包衣尿素顆粒上不會固化，所以液態的密封劑通過從一個顆粒向下一個顆粒流動或轉移而相當均勻地分布在所有涂硫顆粒上，同時顆粒下降通過旋轉的第二密封劑涂覆用轉筒。這些經密封劑涂覆的硫包衣尿素顆粒在密封劑轉鼓中出來后，通過一個流化床冷卻器，使密封劑在其內固化成堅固但稍微發粘的聚合物涂層。
[0004]該種粘性特征為這些類型的密封劑所常見，可通過涂上粉末物質來抵消。這些粉末物質常被稱為調節劑，其可為例如滑石、黏土、硅石或硅藻土。通常是在一個與涂硫用轉筒及涂密封劑用轉筒串聯的第三個旋轉筒中對已冷卻且涂有聚合物的硫包衣尿素進行調節劑的涂覆。上述類型的產品已敘述于美國專利第3，295，950 ;3，342，577 ;3，877，415 ;3，903，333 ;3，991，225 及 5，219，465 號中。中國專利 95190939.8,95190263.6,00122658.4200510030371.5。
[0005]傳統用烴類蠟主要組分為正構烷烴、環烷烴、異構烷烴、芳香烴、不飽和烴、微量鐵、硫、氮等無機物雜質。因其成分特性原因，用其當密封劑制成的產品雖然當時密封完好，但在包裝、運輸和使用前混拌等操作中都很容易破碎破裂，甚至出現脫膜現象，導致產品密封不完全，養分可控釋性較差。且傳統用烴類蠟因其成分原因在土壤中降解需要一個漫長的過程，長久大量使用會對土質結構、自然環境造成一定影響(摘自《生態毒理學報》2008年2月第3卷第I期《土壤中總石油烴污染(TPH)的微生物降解與修復研究進展》)。
[0006]雖然這些硫包衣尿素產品一般于被制成后具有良好的緩釋特性，但涂層的耐沖擊性及耐磨性低，經過處理、運輸、摻合及涂覆操作后，涂層會發生機械降解，從而導致緩釋性變差，無法按作物生長過程中養分需求持久供應養分，且有些密封劑短時間內無法完全降解，存在一定的環境問題，且價格昂貴。而有些專利公布的在硫層再涂覆一層聚合物，具有良好的釋放性和沖擊強度，如US5599374，但價格昂貴，操作也較復雜，硫含量高，氮含量低，難以被接受并存在環境問題，不能降解。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種硫包衣尿素緩釋肥料及其制造方法，本發明硫包衣尿素緩釋肥料的制造方法，相比較傳統制造方法，在熔融硫涂覆基料顆粒尿素后，有效降低硫含量，提高氮含量，并且在同一轉鼓中不同區域內完成天然蜂蠟組合物涂覆，天然蜂蠟組合物涂層無粘性，不需進行涂覆調節劑的步驟，簡化了生產過程，又提高了產品質量，并且環境友好。
[0008]本發明是這樣實現的:一種硫包衣尿素緩釋肥料及其制造方法，包括步驟I):用熔融硫涂覆經預熱的基料尿素顆粒，以獲得一致密均勻硫包覆層，并且具有一預定的厚度，其特征在于:還包括步驟2)和步驟3);步驟2):用泵將天然蜂蠟組成的組合物涂覆步驟I)中的硫包覆層，提高硫包衣尿素的包膜的韌性及控釋性；涂硫及在硫層上涂覆天然蜂蠟組合物在一個涂覆轉鼓中完成，基料及各涂層重量百分比為尿素80~90%，硫9~17%，天然蜂蠟組合物I~3% ;所述天然蜂蠟組合物，由添加劑和天然蜂蠟組成，所述的添加劑在天然果膠、天然乳膠、大豆油及棕櫚油中選擇一種或一種以上；步驟3):通過流化床冷卻器、固體換熱器，使步驟2)中的經天然蜂蠟組合物涂覆的硫包衣尿素顆粒逐步冷卻，保證有機蠟膜彼此致密相連。
[0009]根據權利要求1所述的硫包衣尿素緩釋肥料的制造方法，其特征在于:天然蜂蠟組合物涂覆的硫包衣尿素顆粒經沸騰流化床冷卻器逐漸冷卻至30 °C，然后在經固體換熱器冷卻至20 °C。
[0010]所述的天然蜂蠟組合物中添加劑與天然蜂蠟的重量百分含量之比為添加劑:天然蜂蠟=0.5 ~10%: 99.5 ~90%。
[0011]本發明硫包衣尿素緩釋肥料，其特征在于:尿素顆粒表面有第一涂層硫，在尿素顆粒硫涂層上再有天然蜂蠟的組合物涂層。所述的硫包衣尿素緩釋肥料中含有重量百分比為80~90%的尿素、9~17%的硫和I~3%的天然蜂蠟組合物。
[0012]本發明采用的天然蜂蠟選自采或市售。天然蜂蠟具有60~70 1:的滴熔點，少于3%的油，無芳香和環狀結構。
[0013]本發明中使用的天然蜂蠟組合物，由重量百分比為99.5~90%的天然蜂蠟和
0.5~10%添加劑組成。如果直接用天然蜂蠟替代替代烴類蠟作為密封劑，密封包膜的抗老化性不是很強，因而需要用添加劑組成組合物使用，提高密封劑的抗老化性，保證產品包膜在保質期內都不容易破碎裂紋。
[0014]天然蜂蠟是工蜂腹部下面四對蠟腺分泌的物質，含酸類、游離脂肪酸、游離脂肪醇和碳水化合物，為天然物質。和傳統烴類蠟不同，天然蜂蠟具有柔韌性好、受力情況下傾向于塑性流動、延伸度大、撓性好等特性(摘自《山東農業大學學報:自然科學版》1989第2期第73頁朱鳳崗的《用中蜂蠟提取三十烷醇的工藝改進》)，因此不易破碎斷裂，操作和運輸過程中不易裂紋，由其作為密封劑制成的產品可控釋性大大提高；并且在作物生長過程中，天然蜂蠟可提高農作物還原糖和自由氨基酸的含量，由此提高作物產量和品質；而且，還可提高農作物的抗逆性(如低溫、病害、干旱等)(摘自《農業與技術》1996第I期中楊建偉的《利用PAS反應顯示植物組織細胞內的淀粉粒》)；另外，且因天然蜂蠟組合物本身是純天然產品，在土壤中會被微生物完全分解，優化土壤，安全環保。
[0015]本發明的有益效果是:本發明方法提高了緩釋肥料中氮的含量，降低了包膜硫的含量，具有很好的控制釋放和良好的韌性，可按作物生長階段需求釋放產品養分，還提高了抗沖擊性和耐磨性，經運輸、使用中碰撞、摻合不受影響，且可完全降解，安全環保，其價格也容易被用戶接受。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明硫包衣尿素緩釋肥料的制造流程示意框圖。
【具體實施方式】
[0017]根據附圖，本發明一種硫包衣尿素緩釋肥料及其制造方法，包括:
步驟I)、硫包覆:用泵以一定的壓力將熔融硫涂覆在固體換熱器中經預熱的基料尿素顆粒，以獲得一致密均勻硫包覆層，并且具有一預定的厚度；固體換熱器的目的是預熱尿素，使硫涂層和尿素充分致密實現包裹。
[0018]步驟2)、天熱蜂蠟包覆:用 泵以一定的壓力將天然蜂蠟組成的組合物涂覆步驟I)中的硫包覆層，天然蜂蠟組合物具有一定的成膜性和密封性，以減少硫涂層厚度，提高氮含量，提高硫包衣尿素的包膜的韌性及控釋性；基料及各涂層重量百分比為尿素80~90%，硫9~17%,天然蜂臘組合物I~3% ;天然蜂臘組合物，由添加劑和天然蜂臘組成，添加劑在天然果膠、天然乳膠、大豆油及棕櫚油中選擇一種或一種以上。天然蜂蠟組合物中添加劑與天然蜂蠟的重量百分含量之比為添加劑:天然蜂蠟=0.5~10%: 99.5~90%。
[0019]涂硫及在硫層上涂覆天然蜂蠟組合物在一個涂覆轉鼓中完成，大大提高生產效率，減少能耗，同時，減少硫包衣顆粒表面裂縫和孔洞，保障產品良好的控釋性能。
[0020]步驟3)、流化床、固體換熱器冷卻:通過流化床冷卻器、固體換熱器，使步驟2)中的經天然蜂蠟組合物涂覆的硫包衣尿素顆粒逐步冷卻，保證有機蠟膜彼此致密相連不斷
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[0021]天然蜂蠟組合物涂覆的硫包衣尿素顆粒經沸騰流化床冷卻器逐漸冷卻至30 V，然后在經固體換熱器冷卻至20 °C。最后經篩分器篩選，進入儲罐成為成品。逐級冷卻，避免溫度驟然降低對硫包裹層的破壞，同時，減少顆粒與機械接觸，避免包膜碰撞接觸產生的裂縫。
[0022]本發明制得的硫包衣尿素緩釋肥料在尿素顆粒表面有第一涂層硫，在尿素顆粒硫涂層上再有天然蜂蠟的組合物涂層，其含有重量百分比為80~90%的尿素、9~17%的硫和I~3%的天然蜂臘組合物。[0023]實施例1:
大顆粒尿素800公斤，預熱到65度，硫磺在155度熔融，170公斤，50度熔融天然蜂蠟組合物30公斤，在包衣轉鼓中，按比例進行涂覆，涂敷溫度90度，然后，通過流化床冷卻器3冷卻到30度，通過固體換熱器4冷卻到20度，包裝、計量得成品(37-0-0+17%S)，2-4.75mm，24 小時溶出率 15.2%。
[0024]實施例2:
大顆粒尿素850公斤，預熱到65度，硫磺在155度熔融，130公斤，50度熔融天然蜂蠟組合物20公斤，在包衣轉鼓中，按比例進行涂覆，涂敷溫度90度，然后，通過流化床冷卻器3冷卻到30度，通過固體換熱器4冷卻到20度，包裝、計量得成品(39-0-0+13%S)，
2-4.75mm，24 小時溶出率 17.5%。
[0025]實施例3:
大顆粒尿素900公斤，預熱到65度，硫磺在155度熔融，90公斤，50度熔融天然蜂蠟組合物10公斤，在包衣轉鼓中，按比例進行涂覆，涂敷溫度90度，然后，通過流化床冷卻器3冷卻到30度，通 過固體換熱器4冷卻到20度，包裝、計量得成品(41-0-0+9%S)，2-4.75mm,24小時溶出率21.3%。
【權利要求】
1.一種硫包衣尿素緩釋肥料的制造方法，包括步驟I):用熔融硫涂覆經預熱的基料尿素顆粒，以獲得一致密均勻硫包覆層，并且具有一預定的厚度，其特征在于:還包括步驟2)和步驟3);步驟2):用泵將天然蜂蠟組成的組合物涂覆步驟I)中的硫包覆層，提高硫包衣尿素的包膜的韌性及控釋性；涂硫及在硫層上涂覆天然蜂蠟組合物在一個涂覆轉鼓中完成，基料及各涂層重量百分比為尿素80~90%，硫9~17%，天然蜂蠟組合物I~3% ;所述天然蜂蠟組合物，由添加劑和天然蜂蠟組成，所述的添加劑在天然果膠、天然乳膠、大豆油及棕櫚油中選擇一種或一種以上；步驟3):通過流化床冷卻器、固體換熱器，使步驟2)中的經天然蜂蠟組合物涂覆的硫包衣尿素顆粒逐步冷卻，保證有機蠟膜彼此致密相連。
2.根據權利要求1所述的硫包衣尿素緩釋肥料的制造方法，其特征在于:天然蜂蠟組合物涂覆的硫包衣尿素顆粒經沸騰流化床冷卻器逐漸冷卻至30 °C，然后在經固體換熱器冷卻至20 °C。
3.根據權利要求1所述的一種硫包衣尿素緩釋肥料的制造方法，其特征在于:所述的天然蜂蠟組合物中添加劑與天然蜂蠟的重量百分含量之比為添加劑:天然蜂蠟=0.5~10%: 99.5 ~90%。
4.一種由權利要求1~3中任一項所述硫包衣尿素緩釋肥料的制造方法制成的硫包衣尿素緩釋肥料，其特征在于:尿素顆粒表面有第一涂層硫，在尿素顆粒硫涂層上再有天然蜂臘組合物涂層。
5.根據權利要求4所述的一種硫包衣尿素緩釋肥料，其特征在于:所述的硫包衣尿素緩釋肥料中含有重量百分比為80~90%的尿素、9~17%的硫和I~3%的天然蜂蠟組合物。
【文檔編號】C05G3/08GK103553849SQ201310568221
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】李金凱 申請人:大連漢楓集團有限公司