專利名稱：一種包裹型耐熱緩釋碳銨及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于肥料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種能延緩分解并延緩其在水溶液中釋放的碳銨類肥料及其制備方法，特別涉及一種包裹型耐熱緩釋碳銨及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳銨是一種較好的化肥品種，不含有害副成分，適用于各種土壤和多種作物，長期施用對(duì)農(nóng)田無不利影響。但碳銨結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易熱分解。這不僅導(dǎo)致碳銨在施用過程中的利用率在所有氮肥品種最低(在表施情況下，平均只有27％)，而且亦造成其在貯存、流通過程中的大量損失，在26-28℃的氣溫下碳銨存放10天氮的損失率可達(dá)75％；另外，由于碳銨容易潮解結(jié)塊，施用亦不便。
為了提高碳銨的利用率，除在農(nóng)藝上要深施外，生產(chǎn)上主要是實(shí)現(xiàn)顆?；?、長效化，并大力發(fā)展以碳銨為主氮源的復(fù)混肥。中科院南京土壤研究所利用鈣鎂磷肥作為包裹材料，以碳銨為基質(zhì)，研制成功了一種長效碳銨。該產(chǎn)品外觀為灰色核形顆粒，單粒重1～1.2g，散落性好，不結(jié)塊、破碎。中國專利90105012提供了一種長效碳銨及其制備方法，其產(chǎn)品已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的生產(chǎn)、推廣及應(yīng)用階段。該肥料能提高土壤中氨態(tài)氮的貯存率，將氮素的利用率提高到25～30％，延長肥效期達(dá)40～60天，減少施肥量20～30％，具有明顯的增產(chǎn)效果(增產(chǎn)幅度在10％以上)。且施肥方法可由追肥改為播種前一次基肥，可省去追肥工序。
上述兩種長效碳銨前者主要通過包裹層延緩碳銨釋放、進(jìn)而減輕氮素?fù)p失率；而后者主要通過添加少量硝酸還原酶抑制劑與碳銨共混的途徑來提高氮素利用率。與前者相比，后者存在著不少優(yōu)點(diǎn)。然而，兩者均未解決碳銨在貯存、運(yùn)輸及表施過程中的大量熱分解損失的問題，因此很難適用于草地或旱地，尤其是高溫季節(jié)的草地或旱地的施用；另外兩者在生產(chǎn)過程中均不同程度的存在生產(chǎn)工序過多，生產(chǎn)成本過高等問題。
液態(tài)地膜是二十世紀(jì)八十年代末期才出現(xiàn)在中國專利文獻(xiàn)的新型地膜，噴施后能在地表形成一層黑色土膜。它具有增溫、保熵、固沙、保苗和促進(jìn)植物生長的作用，用后40-60天逐進(jìn)降解，2-3個(gè)月降解為腐酯酸(有機(jī)肥)，沒有塑料地膜的“白色污染”。目前采用液態(tài)地膜作為碳銨類肥料包裹材料的組分之一，尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)目前碳銨類肥料及其制備方法中存在的實(shí)際問題，提供一種包裹型耐熱緩釋碳銨及其制備方法。旨在通過包裹、隔離，以降低環(huán)境與碳銨間的傳熱來達(dá)到抑制碳銨的熱分解，進(jìn)而克服碳銨在施用、貯存及運(yùn)輸過程之大量熱分解損失。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種包裹型耐熱緩釋碳銨，包括碳銨顆粒，其特征在于它由下列重量份原料配置反應(yīng)所形成的包裹材料包裹在80～90份的碳銨顆粒上液 態(tài) 地 膜 5～10份；環(huán) 氧 樹 脂 4～8份；低溫固化劑 3～6份；輔 料 適量。
一種包裹型耐熱緩釋碳銨的制備方法，其特征在于a)包裹層混合溶液的配制按重量份稱取5～10份的液態(tài)地膜、4～8份環(huán)氧樹脂及3～6份的低溫固化劑，加入適量的有機(jī)溶劑作為稀釋劑或共溶劑，在小于或等于室溫的環(huán)境中攪拌均勻，形成包裹層混合溶液；b)包裹按重量份稱取80～90份的碳銨顆粒，在攪拌狀態(tài)下一邊噴入上述包裹層混合溶液，一邊加入適量抗結(jié)劑；c)干燥固化上述包裹致密的顆粒在小于或等于室溫的環(huán)境中干燥固化，然后室內(nèi)放置至少24小時(shí)，制得包裹型耐熱緩釋碳銨。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明涉及的產(chǎn)品兼有耐熱、緩釋的特點(diǎn)，使其不僅可用于一般季節(jié)農(nóng)田或濕地的表施，而且亦可用于高溫季節(jié)草地或旱地的表施，因此拓寬了碳銨的應(yīng)用領(lǐng)域；由于所述包裹層既能控制核心層的碳銨與環(huán)境之間的熱交換、進(jìn)而抑制碳銨的熱分解，同時(shí)又能延緩核心層的碳銨在水溶液或潮濕環(huán)境中的釋放；所以本發(fā)明的產(chǎn)品不僅克服了碳銨類肥料在貯存、運(yùn)輸及表施過程的大量熱分解損失，而且亦避免了碳銨因施用過量造成的燒苗或隨水流失；本發(fā)明利用生物可降解的液態(tài)地膜作為包裹層的主要材料，減輕了使用中給環(huán)境造成的污染；而且液態(tài)地膜降解所生成的腐酯酸是土壤良好的有機(jī)肥料；本發(fā)明的包裹層使用有機(jī)溶劑作為稀釋劑或共溶劑，避免了碳銨在包裹過程中造成溶解，而且所用的有機(jī)溶劑可回收反復(fù)使用；本發(fā)明的整個(gè)工藝過程均可在小于或等于室溫的環(huán)境中完成，可節(jié)省大量能源，降低了成本。


圖1為不同溫度條件下樣品1中碳銨的熱失重率曲線；圖2為40℃樣品1中的碳銨與未包裹樣品的碳銨的熱失重率曲線；圖3為40℃下樣品1與不同厚度的樣品2中碳銨的熱失重率曲線；圖4為40℃下樣品1與不同幾何形狀的樣品3中碳銨的熱失重率曲線；圖5為不同溫度條件下樣品1中的碳銨在中性緩沖溶液中的溶出速率曲線；圖6為25℃下樣品1中的碳銨在不同pH值緩沖溶液中的溶出速率曲線；圖7為25℃下樣品1與不同厚度的樣品2中碳銨的溶出速率曲線；圖8為40℃下樣品1與不同幾何形狀的樣品3中碳銨的溶出速率率曲線；具體實(shí)施方式
本發(fā)明的實(shí)施例如下實(shí)施例1包裹層混合溶液的配制按每份1g稱取5份液態(tài)地膜、5份環(huán)氧樹脂及5份低溫固化劑，加入適量的稀釋劑或共溶劑，室溫下攪拌均勻，即得包裹層材料含量為15g的包裹層混合溶液，備用。在本實(shí)施例中，環(huán)氧樹脂選用E52，低溫固化劑選用T31，稀釋劑或共溶劑選用氯仿。
實(shí)施例2取85g通過壓片機(jī)壓制成形的幾何尺寸為10mm×4mm的片狀碳銨(每片重約0.5±0.1g)，在攪拌狀態(tài)下噴入實(shí)施例1配制的包裹層混合溶液，邊噴邊加入適量的滑石粉，噴完后室溫干燥24小時(shí)，然后再室內(nèi)放置至少24小時(shí)，制得包裹型耐熱緩釋碳銨顆粒樣品1。
具體實(shí)施時(shí)，所述的碳銨顆粒還可以為粒狀或球形或其他立體幾何形狀。
實(shí)施例3包裹層混合溶液的配制按每份1g稱取4份液態(tài)地膜、4份環(huán)氧樹脂及4份低溫固化劑，加入適量的稀釋劑或共溶劑，室溫下攪拌均勻，即得包裹層材料含量為12g的包裹層混合溶液，備用。在本實(shí)施例中，環(huán)氧樹脂選用E52，低溫固化劑選用T31，稀釋劑或共溶劑選用氯仿。
實(shí)施例4取88g通過壓片機(jī)壓制成形的幾何尺寸為10×4mm的片狀碳銨(每片重約0.5±0.1g)，在攪拌狀態(tài)下噴入包裹層材料含量為12g的包裹層混合溶液，邊噴邊加入適量的滑石粉，噴完后室溫干燥24小時(shí)，然后室內(nèi)放置至少24小時(shí)，制得包裹型耐熱緩釋碳銨顆粒樣品2。
具體實(shí)施時(shí)，所述的碳銨顆粒還可以為粒狀或球狀或其他立體幾何形狀。
實(shí)施例5取85g 6mm的球狀碳銨(每粒重約0.5±0.1g)，在攪拌狀態(tài)下噴入實(shí)施例1配制的包裹層混合溶液，邊噴邊加入適量的滑石粉，噴完后室溫鼓風(fēng)干燥1～2小時(shí)并回收溶劑，然后室內(nèi)放置至少24小時(shí)，制得包裹型耐熱緩釋碳銨顆粒樣品3。
具體實(shí)施時(shí)，所述的碳銨顆粒還可以為粒狀或片狀或其他立體幾何形狀。
對(duì)樣品1、樣品2、樣品3以及普通碳銨進(jìn)行的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。
a)熱失重率的測(cè)定取若干上述包裹樣品至于敞開的燒杯中(每杯一粒)，稱得初重，然后將樣品連同燒杯一起至于恒溫干燥箱中，每隔24小時(shí)取出稱重。用樣品的初重減去每天樣品的稱重，除以樣品中核心層碳銨的重量，即得每粒樣品的失重率。繪出樣品隨時(shí)間的失重率曲線見圖1、圖2、圖3和圖4，其中圖1為不同溫度條件下樣品1中碳銨的熱失重率曲線；圖2為40℃樣品1中的碳銨與未包裹樣品的碳銨的熱失重率曲線；圖3為40℃下樣品1與不同厚度的樣品2中碳銨的熱失重率曲線；圖4為40℃下樣品1與不同幾何形狀的樣品3中碳銨的熱失重率曲線；。
溫度對(duì)樣品1中碳銨的失重率的影響顯示在圖1。溫度升高樣品的失重率明顯加快。25℃時(shí)樣品1中的碳銨45天約失重約0.3％，40℃樣品1中的碳銨38天失重約6％，60℃樣品1中的碳銨25天失重約10％；而40℃時(shí)未包裹的空白樣品7天失重就達(dá)85％以上(見圖2)?？梢?，包裹層對(duì)碳銨的熱分解起到了良好的抑制作用。
同一溫度下不同厚度的包裹層對(duì)碳銨失重率的影響顯示在圖2中。很明顯較低厚度的樣品3其失重率略快一些。
碳銨顆粒的幾何形狀對(duì)包裹碳銨的失重率的影響顯示在圖4中。很顯然，碳銨顆粒的幾何形狀對(duì)包裹碳銨失重率的影響不大。
b)在溶液中的溶出率的測(cè)定樣品中的碳銨在溶液中的溶出率采用電導(dǎo)法測(cè)定。由于強(qiáng)電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)與強(qiáng)電解質(zhì)濃度的立方根成線性關(guān)系，溶液的濃度越大，其強(qiáng)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)值亦越大，因此我們直接用強(qiáng)電解溶液電導(dǎo)值增加的百分率來表達(dá)樣品中的碳銨在溶液中的溶出率或釋放度。
溫度對(duì)樣品1中碳銨的釋放度的影響顯示在圖5。溫度升高樣品的釋放度明顯加快。25℃時(shí)樣品1中的碳銨約需9天釋放完全；40℃時(shí)約需7天釋放完全；60℃時(shí)約需1天釋放完全。
緩沖溶液的pH值對(duì)樣品在25℃的水溶液中的釋放速率的影響顯示在圖6中?？偟膩砜?，樣品在酸性水溶液中的釋放速率要比中性溶液中的快，在中性水溶液中的比堿性溶液中的快(后期有些例外)。
同一溫度下不同厚度的包裹層對(duì)碳銨的釋放度的影響顯示在圖7中。較低厚度的樣品2的釋放度明顯較快。
碳銨顆粒的幾何形狀對(duì)包裹碳銨的釋放度的影響顯示在圖8中。很顯然，碳銨顆粒的幾何形狀對(duì)包裹碳銨釋放度的影響不大。
權(quán)利要求
1.一種包裹型耐熱緩釋碳銨，包括碳銨顆粒，其特征在于它由下列重量份原料配置反應(yīng)所形成的包裹材料包裹在80～90份的碳銨顆粒上液態(tài)地膜5～10份；環(huán)氧樹脂4～8份；低溫固化劑 3～6份；輔 料 適量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包裹型耐熱緩釋碳銨，其特征在于所述的輔料為抗結(jié)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種包裹型耐熱緩釋碳銨，其特征在于所述液態(tài)地膜的最佳選擇為市售的可生物降解的液態(tài)地膜；環(huán)氧樹脂的最佳選擇為雙酚A；低溫固化劑為小于或等于40℃的固化劑，其最佳選擇為T31；所述輔料為無機(jī)細(xì)粉或超細(xì)粉，其最佳選擇為市售滑石粉。
4.權(quán)項(xiàng)1所述的一種包裹型耐熱緩釋碳銨的制備方法，其特征在于a)包裹層混合溶液的配制按重量份稱取5～10份的液態(tài)地膜、4～8份環(huán)氧樹脂及3～6份的低溫固化劑，加入適量的有機(jī)溶劑作為稀釋劑或共溶劑，在小于或等于室溫環(huán)境中攪拌均勻，形成包裹層混合溶液；b)包裹按重量份稱取80～90份的碳銨顆粒，在攪拌狀態(tài)下一邊噴入上述包裹層混合溶液，一邊加入適量抗結(jié)劑；c)干燥固化上述包裹致密的顆粒在小于或等于室溫的環(huán)境中干燥固化，然后室內(nèi)放置至少24小時(shí)，制得包裹型耐熱緩釋碳銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種包裹型耐熱緩釋碳銨的制備方法，其特征在于所述的碳銨顆粒壓制成形，其形狀為粒狀或片狀或球形或其他立體幾何形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種包裹型耐熱緩釋碳銨的制備方法，其特征在于所述的干燥固化是將包裹致密的顆粒置于小于或等于室溫的環(huán)境中至少24小時(shí)，然后室內(nèi)放置至少24小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種包裹型耐熱緩釋碳銨的制備方法，其特征在于所述的干燥固化是將包裹致密的顆粒在小于或等于室溫的環(huán)境中通過鼓風(fēng)干燥1～2小時(shí)，然后室內(nèi)放置至少24小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包裹型耐熱緩釋碳銨及其制備方法。采用在可生物降解的液態(tài)地膜、環(huán)氧樹脂、低溫固化劑及輔料的配置中加入適量的有機(jī)溶劑，于小于或等于室溫的條件下攪拌成包裹層混合溶液，與抗結(jié)劑同時(shí)包裹在碳銨顆粒上，然后隨之干燥固化的方法制得。本發(fā)明的產(chǎn)品兼有耐熱、緩釋的特性，不僅克服了碳銨在貯存、運(yùn)輸及表施過程的大量熱分解損失，而且亦避免了碳銨因施用過量造成的燒苗或隨水流失；本發(fā)明的產(chǎn)品既可用于一般季節(jié)農(nóng)田或濕地的表施，亦可用于高溫季節(jié)草地或旱地的表施；本發(fā)明工藝簡單，其整個(gè)過程均在低溫下完成，可節(jié)省大量能源，降低了成本。
文檔編號(hào)C05C3/00GK1556075SQ20031011282
公開日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2003年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者殷以華, 王治流, 程镕時(shí) 申請(qǐng)人:南京大學(xué)