CN1854111A - 包膜型缓释肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包膜型缓释肥料及其制备方法。本发明采用在极性包膜中复合纳米级阻透性无机填料的方法以提高包膜阻透能力，包膜中平均粒径小于1μm的纳米级阻透性无机填料的体积分数为0.5％～80％，极性粘料的体积分数为99.5％～20％。本发明制备的包膜型缓释肥料的全程溶出时间长，缓释性能优异。本发明还提供了该类包膜型缓释肥料的制备方法。

Description

包膜型缓释肥料及其制备方法

一  技术领域

本发明涉及一种包膜型缓释肥料及其制备方法，属于肥料及其制造领域。

二  背景技术

目前，农业化肥基本上都是速溶肥料，它们在水中迅速溶解，由此可能出现施肥初期“烧坏”植物根系的问题。速溶肥料的有效利用率较低，必须过量施用才能保证农作物的需求，过量施用的肥料并未被农作物吸收利用，却对环境造成严重的污染，比如有些地区出现地表水和地下水的富营养化。特别是肥料的过量施用，不但增加农业产品成本，而且导致农作物如谷物、小麦、蔬菜等中残留的化肥成分含量严重超标，对人们的饮食安全构成巨大威胁。开发和利用高效的缓释肥料，成为世界各国农业化肥的必然趋势。

目前，缓释肥料主要有有机合成型缓释肥料和包膜型缓释肥料两类。

脲甲醛、亚异丁基二脲、脲乙醛等即为有机合成型缓释肥料。该类肥料的养分释放缓慢，肥料利用率提高，但是其养分释放速率受到土壤水分、pH值、微生物等各种因素的影响，不能人为地控制肥料养分释放节律，而且产品成本高，难以广泛推广使用，发展受到限制。

包膜型缓释肥料是在肥料颗粒表面涂覆有机聚合物或无机物，形成致密的低渗透性包膜，以减缓和控制肥料的溶出速度，达到缓释的目的。包膜的阻透性能越好，肥料扩散溶出就越慢；包膜的阻透性能越差，肥料扩散溶出越快。通过控制包膜的阻透性能，可控制肥料的溶出速度，实现速溶肥料的缓慢释放。

按包膜物质的成分性质，包膜型缓释肥料可分为无机物包膜型缓释肥料和有机聚合物包膜型缓释肥料两大类。按包膜物质的极性性质，包膜型缓释肥料可分为极性包膜型缓释肥料和非极性包膜型缓释肥料两大类。无机物包膜型缓释肥料多属于极性包膜型缓释肥料，有机聚合物包膜型缓释肥料中极性包膜型缓释肥料和非极性包膜型缓释肥料都很重要。

硫包膜尿素是最早开发的一种以肥包肥的无机包膜型缓释肥料。但硫作为包膜物质并不能很好地包覆肥料颗粒表面，包膜中常常存在一些“针孔”或裂缝，同时硫比较脆，在储存和运输过程中很容易脱落，因此硫包膜型缓释肥料缓释性能不佳。日本用硅酸盐和金属氧化物作为包裹剂制备无机包膜型缓释肥料，但由于硅酸盐易溶于水，所以缓释肥料的缓释期也不长。中国开发过以氮磷钾泥浆为粘结剂，用钙镁磷肥、沉淀磷酸钙或骨粉等磷肥将尿素硝铵核心包裹起来而形成的包膜型复合肥料。这类肥料浸泡在水中，核心的尿素和硝酸铵在1.5～2小时的很短时间内全部溶出，并不能实现缓慢释放。尽管通过后续改进使溶出时间有所延长，但肥料的全程溶出时间也只有10～20天。无机物包膜的阻透能力普遍较差，因此无机物包膜型缓释肥料包膜的缓释性能不佳是个普遍的问题。

按有机聚合物的极性性质，有机聚合物包膜型缓释肥料可分为非极性聚合物包膜型缓释肥料和极性聚合物包膜型缓释肥料两类。其中极性聚合物包膜型缓释肥料存在的一个突出问题是包膜的阻透能力不太高，因此极性聚合物包膜型缓释肥料的全程溶出时间偏短，特别是是分子结构中含较多氧、氮等极性元素的极性聚合物，如脲醛树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂等，因其亲水性强，阻透能力低，其包膜型缓释肥料的全程溶出时间较短，如几天或20多天。提高极性聚合物包膜的阻透能力是极性聚合物包膜型缓释肥料要解决的关键问题。

另外，由于包膜型缓释肥料包膜用的无机物和有机聚合物的价格高，尤其是有机聚合物价格较高，以致包膜型缓释肥料的价格偏高，使其目前难以获得大规模的推广应用，因此降低成本成为包膜型缓释肥料要解决的另一关键问题。

三  发明内容

本发明旨在提高极性包膜的阻透能力，制备肥料溶出速度低的极性包膜型缓释肥料，解决极性包膜型缓释肥料，尤其是极性聚合物包膜型缓释肥料缓释性能不足、全程溶出时间偏短的问题，并且同时降低包膜型缓释肥料的成本，有利推广应用。本发明还提供所述包膜型缓释肥料的制备方法。

实现本发明目的技术解决方案为：

一种包膜型缓释肥料，由肥料和肥料外面的包膜构成，包膜包括极性粘料和平均粒径小于1μm的阻透性无机填料，其中平均粒径小于1μm的阻透性无机填料的体积分数为0.5％～80％，极性粘料的体积分数为99.5％～20％。

所述阻透性无机填料可以为碳酸钙、二氧化硅、炭黑、碳酸镁、碳酸锌、硫酸钙、硫酸钡、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二铁、氧化镁、氧化锌、氢氧化铝、碳化硅中的一种或多种。还可以是其它的纳米级阻透性无机填料。

所述极性粘料可以为极性聚合物粘料、极性无机粘料或极性聚合物粘料-极性无机粘料的混合型极性粘料。

所述极性聚合物粘料可以为脲醛树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、不饱和油、呋喃树脂、环戊二烯共聚物、丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯酸酯及其共聚物、氯化聚烯烃、聚氯乙烯及其共聚物、聚二氯乙烯及其共聚物、乙烯-二氧化碳共聚物、聚醋酸乙烯酯及其共聚物、聚丙烯腈及其共聚物、聚酰胺、热塑性聚酯、硝酸纤维素、松香、甲壳质衍生物中的一种或多种。还可以是其它的极性聚合物粘料。

所述极性无机粘料可以为下列反应组合物的任意之一或任意多种固化形成的粘料：①模数为1～3的硅酸钠与磷酸的混合水溶液；②模数为1～3的硅酸钾与磷酸的混合水溶液；③SiO₂溶胶。还可以是其它的极性无机粘料。

所述包膜型缓释肥料的包膜中还可以含有调节助剂。调节助剂范围包括表面活性剂、增塑剂、活性稀释剂、固化剂、促进剂、催化剂、消泡剂、有机填料、水溶性无机盐、水溶性肥分和硫磺等。

一种制备所述包膜型缓释肥料的方法，依次进行以下步骤：

第一步，将粘料组合物涂覆于粒状肥料表面，在粒状肥料表面形成包膜；

第二步，将阻透性无机填料粘附在粒状肥料表面的粘性包膜上；

第三步，重复第一步和第二步，直至达到要求的包膜厚度；

第四步，使粒状肥料的包膜固化直至固化完全，即制得包膜型缓释肥料。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，将粘料组合物涂覆于粒状肥料表面以形成包膜的过程在负压状态下进行。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，将阻透性无机填料粘附在粒状肥料表面粘性包膜上后，使粒状肥料表面粘性包膜适当固化。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，在通过粒状肥料表面的粘性包膜进行最后一次粘附阻透性无机填料之后，再在粒状肥料表面涂覆粘料组合物。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，粒状肥料表面粘性包膜粘附填料的过程在负压状态下进行。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，在粒状肥料包膜固化的过程中，粒状肥料表面不发粘之前的固化在负压状态下进行。

与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：(1)本发明包膜型缓释肥料的包膜中加入阻透性无机填料，可以减少粒状肥料包膜的肥料溶出通道面积，从而达到降低肥料溶出速度，因此本发明包膜型缓释肥料的缓释性能优异。(2)本发明采用的阻透性无机填料为平均粒径小于1μm的纳米级阻透性无机填料，纳米级无机填料对聚合物通常都具有明显的增强增韧效果，因此可减小包膜厚度，即减少包膜用量。(3)包膜型缓释肥料的包膜厚度一般为微米级，因此在微米级包膜的径向方向可容纳几十粒甚至更多的纳米级阻透性无机填料粒子，纳米级阻透性无机填料在包膜中的随机分布将使肥料溶出通道变成弯弯曲曲的绕道，以致肥料溶出路径即有效膜厚比实际膜厚长得多，在同样包膜厚度的情况下，本发明包膜型缓释肥料的全程溶出时间将更长，如果要求特定的全程溶出时间，则本发明包膜型缓释肥料的包膜厚度可减小。(4)有的纳米级阻透性无机填料比有机聚合物和无机物粘料的价格低许多，如纳米碳酸钙的价格不到大多数聚合物价格的十分之一，也比无机物粘料的价格低得多。随着纳米制造技术的迅速发展，纳米级阻透性无机填料的价格还将进一步降低，将不断出现新的价廉的纳米级阻透性无机填料，因此本发明包膜型缓释肥料成本低。(5)本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法，包膜操作难度小，纳米级阻透性无机填料在包膜中的质量分数可以达到很高，即使涂覆成膜时使用熔体形式的粘料组合物，纳米级阻透性无机填料在包膜中的质量分数也可以达到很高，因此制备的包膜型缓释肥料的释放时间长。同时，纳米级阻透性无机填料在包膜中的质量分数高，可更大程度地降低包膜型缓释肥料的成本。

四  具体实施方式

本发明包膜型缓释肥料由肥料和肥料外面的包膜构成，包膜包括极性粘料和平均粒径小于1μm的纳米级阻透性无机填料，其中平均粒径小于1μm的纳米级阻透性无机填料的体积分数为0.5％～80％，极性粘料的体积分数为99.5％～20％。

本发明所说阻透性无机填料是指肥料在其中的透过能力比在单纯极性包膜中的透过能力低的无机填料。本发明采用的纳米级阻透性无机填料，可以是碳酸钙、二氧化硅、炭黑、碳酸镁、碳酸锌、硫酸钙、硫酸钡、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二铁、氧化镁、氧化锌、氢氧化铝、碳化硅中的一种或多种。还可以是其它的纳米级阻透性无机填料。其中，纳米级碳酸钙价格低廉，目前已大规模工业化，是优先考虑选用的阻透性无机填料。其次，纳米级二氧化硅目前也已大规模工业化，价格不高，也是可优先考虑选用的阻透性无机填料。

纳米级阻透性无机填料的用量不能太小也不宜太高。体积分数低于0.5％时，对包膜的增强增韧效果不太明显，对提高包膜的阻透能力没什么效果。纳米级阻透性无机填料对包膜的增强增韧效果，体积分数一般在0.5％以上开始表现出来。纳米级阻透性无机填料在包膜中的体积分数超过80％以后，粘料和其它助剂将无法完全密实地把纳米级阻透性无机填料粘接起来，包膜中将存在大量气孔，严重破坏包膜的力学强度和降低包膜的阻透能力。因此，包膜中平均粒径小于1μm的纳米级阻透性无机填料的体积分数最好为0.5％～80％，极性粘料的体积分数可以为99.5％～20％。

本发明包膜型缓释肥料包膜中的极性粘料可以是极性聚合物粘料。这里所说的极性聚合物粘料是指聚合物分子结构中除碳、氢元素外，还含有氧、氮等极性元素的聚合物。它可以是脲醛树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、不饱和油、呋喃树脂、环戊二烯共聚物、丁腈橡胶、氯丁橡胶、热固性聚丙烯酸酯及其共聚物等热固性聚合物；也可以是氯化聚烯烃、聚氯乙烯及其共聚物、聚二氯乙烯及其共聚物、乙烯一二氧化碳共聚物、聚醋酸乙烯酯及其共聚物、聚丙烯腈及其共聚物、聚酰胺、热塑性聚酯、硝酸纤维素、松香、甲壳质衍生物等热塑性聚合物。可以是这些聚合物中的任意一种或多种。还可以是其它的极性聚合物。

极性粘料还可以是极性无机粘料。形成极性无机粘料的反应组合物即粘料前躯物最好是液态或最好是可溶于水而能配成水溶液，粘料前躯物通过胶凝反应形成不溶于水但可吸水的凝胶物而发挥粘结作用，形成的无机凝胶物即是无机粘料。可以采用下列反应组合物的任意一种或任意多种：①模数为1～3的硅酸钠与磷酸的混合水溶液；②模数为1～3的硅酸钾与磷酸的混合水溶液；③SiO₂溶胶。这些粘料前驱物固化形成无机粘料。还可以是其它的极性无机粘料。

极性粘料还可以是极性聚合物粘料与极性无机粘料的混合型极性粘料。比如，聚乙烯醇(缩醛)树脂与硅酸钾组成的混合水溶液、脲醛树脂预聚物与硅酸钠组成的混合水溶液等固化形成的混合型极性粘料。

在本发明包膜型缓释肥料的包膜中，还可使用适量的调节助剂。为了提高阻透性无机填料在粘料或粘料前驱物(本发明所说粘料前驱物是指形成粘料的反应组合物或预聚物)中的分散效果和增强增韧效果，可采用合适的表面活性剂对阻透性无机填料进行表面处理。通常来说，阻透性无机填料都采用合适的表面活性剂进行表面处理制成活性填料使用。有时为了改变包膜物的力学性能和涂覆成膜性能，可在粘料或粘料前驱物中加入增塑剂、活性稀释剂等调节助剂。在粘料或粘料前驱物中加入一定量的增塑剂，可提高包膜物的韧性和涂覆成膜时粘料或粘料前驱物液的流动性，如聚氯乙烯及其共聚物粘料中通常需要加入增塑剂。在粘料或粘料前驱物如环氧树脂粘料前驱物(习惯称为预聚物)中，加入一定量的活性稀释剂，可提高粘料或粘料前驱物液的流动性而有利于涂覆成膜过程。使用热固性聚合物粘料包膜时，为了使粘料前驱物(即预聚物)发生交联固化形成包膜，或者为了调整粘料前驱物交联固化成膜速度，还在粘料前驱物中加入固化剂(或称交联剂)、促进剂和催化剂等。在无机粘料前驱物中有时也加入一定量的固化促进剂和催化剂等。粘料或粘料前驱物液中有时还加入少量的消泡剂，以使包膜过程中产生的气泡能更快地消除。此外，包膜中还可含有一定量的有机填料、水溶性无机盐、水溶性肥分和硫磺等。有机填料可以是木粉、秸杆粉、淀粉等植物粉。水溶性肥分可以是被包膜肥料自身或别的肥料成分(比如在包膜型缓释尿素的包膜中加入少量钾肥、磷肥或别的微量肥分元素)，如果在包膜中加入被包膜肥料本身，则可调整本发明包膜型缓释肥料的初期释放率。在包膜中加入一定量的有机填料、水溶性无机盐和水溶性肥分，都将降低包膜物的阻透性，提高肥料的溶出速度，因此它们与阻透性无机填料配合可以控制包膜的缓释性能，在一定程度上达到可控释放的要求。在本发明包膜型缓释肥料的包膜中，还可以含有硫磺等。

本发明包膜型缓释肥料的肥料可以是氮肥、磷肥、钾肥、复混肥等农业肥料。肥料在包膜前应为粒状，对于细粉状肥料可采取一定的措施(如混入粘料或溶剂等进行造粒)制成粒状。本发明包膜型缓释肥料可通过包膜组成、包膜结构以及包膜厚度等来调节其缓释性能，以满足不同作物和不同应用场合对缓释肥料的不同缓释要求。

本发明包膜型缓释肥料，可依次进行以下步骤制得：

第一步，将粘料组合物涂覆于粒状肥料表面，在粒状肥料表面形成包膜；

第二步，将阻透性无机填料粘附在粒状肥料表面的粘性包膜上；

第三步，重复第一步和第二步，直至达到要求的包膜厚度；

第四步，使粒状肥料的包膜固化直至固化完全，即制得包膜型缓释肥料。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，涂覆成膜时使用的粘料组合物，可以是粘料，也可以是粘料前驱物，还可以是粘料或粘料前驱物与阻透性无机填料的复合物，它们中还可以混有调节助剂、溶剂或分散介质等。涂覆成膜时，应使粘料组合物成为液态形式(如通过加热的方法)以便涂覆成膜。可以在粒状肥料表面涂覆液态的粘料组合物多次后，才粘裹阻透性无机填料一次。为了顺利实施多次涂覆，内层的粘料组合物可在涂覆过程中或两次涂覆之间适当固化，只是应保证在进行粘附阻透性无机填料时粒状肥料表面有粘性包膜层以实现粘附。在粒状肥料表面粘性包膜粘附阻透性无机填料之后，可以使粘有阻透性无机填料的粘性包膜适当固化后，再继续重复后续的涂覆成膜一粘附填料步骤。“适当固化”的程度，可以是使粘性包膜的粘度适当增大，也可以是固化到粒状肥料表面不发粘，还可以是在粒状肥料表面不发粘之后再继续固化适当时间，最好是固化到粒状肥料表面不发粘。在最后一次粘附阻透性无机填料之后，可以再在粒状肥料表面涂覆粘料组合物，以使最终制备的包膜型缓释肥料的表面膜层是粘料组合物膜层。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，采用粘料组合物对粒状肥料进行涂覆成膜时，粘料组合物可以是熔体，也可以是溶液，还可以是乳液。如不饱和聚酯、环氧树脂、聚氨酯包膜时，大多数情况下使用形成这些聚合物的反应组分组合物(可称为粘料前驱物熔体)，其中可包括调节助剂，通常不含有任何溶剂和不含有需除去的其它挥发物，通过提高温度或选择初始反应组分规格来调整涂覆成膜时粘料前驱物的流动性；当然，为了增加涂覆成膜时粘料前驱物的流动性，有时在形成聚合物的反应组分组合物中也加入一定量的溶剂，此时采用的是反应组分组合物的溶液。而脲醛树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、三聚氰胺树脂等粘料进行涂覆成膜时，通常采用其粘料或其预聚物的水溶液，如脲醛树脂预聚物水溶液、聚乙烯醇缩醛树脂水溶液和三聚氰胺树脂预聚物水溶液等。而丁腈橡胶、氯丁橡胶等极性橡胶类粘料涂覆成膜时，通常采用其生胶有机溶液，为了提高最终包膜的力学性能，通常应将其线性生胶大分子交联成体形网络大分子，故在其有机溶液中通常同时含有使线性生胶大分子交联成体形网络大分子的反应助剂，如固化剂(或称交联剂)、促进剂和催化剂等。热塑性聚合物粘料涂覆成膜时，通常使用其有机溶液或水乳液，如聚氯乙烯通常配成含增塑剂的有机溶液，氯化聚烯烃通常也配成有机溶液，而聚丙烯酸酯及其共聚物、聚醋酸乙烯酯及其共聚物等涂覆成膜时通常可采用它们的水乳液形式，当然也可采用其有机溶液形式。对于无机粘料，涂覆成膜时使用的是无机粘料前驱物即反应组分混合物的水溶液。对于极性聚合物粘料-极性无机粘料混合型极性粘料，有的体系涂覆成膜时使用的可能是极性无机粘料前驱物与极性聚合物粘料前驱物的混合水溶液，有的体系可能是极性无机粘料前驱物水溶液与极性聚合物粘料或粘料前驱物水乳液的混合体。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，涂覆成膜采用的粘料组合物是粘料或粘料前驱物与阻透性无机填料的复合物时，复合物同样可以是熔体、溶液、乳液等液态形式。组成复合物的基料即粘料或粘料前驱物(包括调节助剂)形式为乳液时，阻透性无机填料可分散在乳液的分散相中，也可悬浮分散在连续相中，最好是分散在乳液的分散相中。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，涂覆成膜的方式，可以是采用喷涂方法将液态的粘料组合物喷涂于流动的粒状肥料的表面上；也可以是将粘料组合物加入粒状肥料中，使粘料组合物呈液态，通过粒状肥料流动而将液态的粘料组合物涂覆于粒状肥料表面上；还可以将粒状肥料浸入液态的粘料组合物中进行浸涂或者将液态的粘料组合物淋于粒状肥料上进行淋涂。还可以是别的涂覆成膜方式。涂覆成膜形成的粘性包膜通过固化而成为固态包膜。

粒状肥料的包膜为热固性聚合物时，粘料组合物涂覆粒状肥料形成的粘性包膜是通过交联反应而固化成固态包膜的。通过粘料组合物中固化剂、促进剂与催化剂的选择和用量以及固化温度的设计来控制固化速度。如果涂覆成膜时使用的粘料组合物是预聚物溶液，则交联固化的同时还涉及溶剂和其它挥发物的挥发去除。热塑性聚合物的粘料组合物涂覆粒状肥料形成的粘性包膜，通常是通过加热除去粘性包膜中的溶剂或分散介质水而固化成固态包膜的。比如，涂覆成膜时使用的粘料组合物为有机溶液时，则通过加热除去有机溶剂而固化；而涂覆成膜时使用的粘料组合物为水乳液时，则通过加热除去水而固化。无机粘料前驱物涂覆粒状肥料形成的粘性包膜，是通过加热使前驱物即反应组分混合物发生胶凝反应形成凝胶物形式而固化成固态包膜的。而极性聚合物粘料-极性无机粘料混合型极性粘料组合物涂覆粒状肥料形成的粘性包膜，是通过交联反应(或胶凝反应)和溶剂挥发共同发挥作用而固化成固态包膜的。

制备本发明包膜型缓释肥料时，不同调节助剂引入缓释肥料包膜中的方式有所不同。用来处理阻透性无机填料的表面活性剂，通常是附着于阻透性无机填料表面上而引入粘料组合物或粘料组合物粘性包膜中，有时也可以直接混入粘料组合物中。增塑剂、活性稀释剂、固化剂、促进剂和催化剂通常是直接混入粘料组合物中。有机填料通常可以直接混入粘料组合物中，也可以与无机填料掺混在一起通过粘附填料过程而进入粘料组合物粘性包膜中。而水溶性无机盐、水溶性肥分和硫磺可以直接混入粘料组合物中；也可以与无机填料掺混在一起通过粘附填料过程而进入粘料组合物粘性包膜中；还可以单独涂覆粒状肥料而形成单独包膜层，单独包膜层可以是粒状肥料整个包膜体的内层，也可以是粒状肥料整个包膜体的一中间层，还可以是粒状肥料整个包膜体的表层。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，将阻透性无机填料粘附在粒状肥料表面粘性包膜上的具体方式可以是，使表面有粘性液膜的粒状肥料在包膜设备内流动，往包膜设备内加入阻透性无机填料，以使阻透性无机填料粘到粒状肥料表面的粘性包膜上。可以间断性地加入，也可以连续性地加入。加入的方式可以是喷入、滴入和流入等方式。

将纳米级阻透性无机填料粘附在粒状肥料表面粘性包膜上时，可以往包膜设备内加入过量的纳米级阻透性无机填料，使粒状肥料表面粘性包膜上粘裹上密实的纳米级阻透性无机填料，以在粒状肥料包膜中形成高度密集的纳米级阻透性无机填料层。进行粘附填料过程时，如果往包膜设备内加入了过量的纳米级阻透性无机填料的话，在粒状肥料表面进行再次涂覆粘性包膜之前，应将包膜设备内未粘附于粒状肥料表面粘性包膜上的过量填料筛除。由于高度密集的纳米级阻透性无机填料层可发挥很好的阻透效果，因此包膜中具有高度密集的纳米级阻透性无机填料层的包膜型缓释肥料具有优异的缓释性能。因此，进行粘附填料过程时，往包膜设备内加入过量的纳米级阻透性无机填料，以在粒状肥料包膜中形成高度密集的纳米级阻透性无机填料层的这种制备方案，是制备本发明包膜型缓释肥料的优选方案之一。

在加有粒状肥料的包膜设备内，一边加入粘料组合物进行涂覆成膜，一边使形成的粘性包膜固化，并且在这整个过程或其中的部分过程中还一边加入阻透性无机填料的连续包膜方法，是本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法的特殊情形。这种连续包膜制备方法，可以使包膜中纳米级阻透性无机填料的体积达到很高，是本发明包膜型缓释肥料所述制备方法的另一优选方案。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，涂覆成膜过程和粘附填料过程最好在负压状态下进行。在涂覆成膜之后和在粘附填料后可以使粘性包膜在负压状态下脱泡一段时间。

本发明包膜型缓释肥料的所述制备方法中，在粒状肥料包膜固化的过程中，粒状肥料表面不发粘之前的固化最好在负压状态下。在粒状肥料表面不发粘后，最好立即升高压力，此后的固化最好在常压或加压下进行。为了避免粒状肥料在固化过程中因其表面粘性包膜不断变粘而粘并聚团，在固化过程中应使粒状肥料处于流动状态。使粒状肥料流动的方式，可以是搅拌粒状肥料、振动粒状肥料、吹动粒状肥料或者转动包膜设备使粒状肥料滚动等。

制备本发明包膜型缓释肥料时，也可以先将阻透性无机填料与粘料、调节助剂、溶剂或分散介质等混合制成粘料复合物，然后采用粘料复合物进行涂覆成膜，通过一次、多次或连续的涂覆成膜-固化过程的方式而制备本发明包膜型缓释肥料。

本发明包膜型缓释肥料，需要多次包膜才能达到包膜要求时，每次采用的粘料或粘料前驱物、阻透性无机填料、调节助剂以及它们的配比等可以完全相同，也可以不完全相同。当各次包膜所采用的粘料或粘料前驱物、阻透性无机填料、调节助剂以及它们的配比不完全相同时，则制得的包膜型缓释肥料的包膜为多层复合结构。同样，连续包膜方式制备本发明包膜型缓释肥料时，在连续包膜过程中粘料或粘料前驱物、阻透性无机填料、调节助剂以及它们的配比等可以一直不变，也可以改变。

下面以包膜型缓释尿素及其制备为例，说明本发明的发明思想、实施方法和发明效果。

本发明采用水中溶出率法评价包膜型缓释尿素的缓释性能。水中溶出率法是测定包膜型缓释尿素中尿素在水中的溶出速率，具体做法是：称取10克包膜型缓释尿素浸泡于200毫升的水中，25℃恒温浸泡，测定初期溶出率和平均微分溶出率。初期溶出率是指最初开始溶解的24h内的尿素溶出率，而平均微分溶出率则是从第2天到第7天的天平均溶出率。初期溶出率反映的是包膜型缓释尿素中包膜不完整的尿素粒子所占的质量分数，平均微分溶出率则是评价包膜完整的包膜型缓释尿素颗粒平均每天溶出尿素的质量分数。根据初期溶出率ψ_l和平均微分溶出率ψ_m，按下面公式计算包膜型缓释尿素的全程溶出时间或称释放期t(天)：

$t=\frac{1-{\mathrm{\ψ}}_1}{{\mathrm{\ψ}}_m}$

实施例1

采用不饱和聚酯树脂为粘料，纳米CaCO₃(平均粒径为80nm，下同)为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。纳米CaCO₃采用表面活性剂进行表面处理制成纳米活性CaCO₃使用。

将不饱和聚酯树脂预聚物(牌号为A400-972，南京金陵帝斯曼公司生产，下同)、引发剂过氧化二苯甲酰和催化剂二甲基苯胺混匀，配成粘料组合物并脱泡待用。粘料组合物中，过氧化二苯甲酰和二甲基苯胺的质量用量分别为不饱和聚酯树脂预聚物的1.5％和0.8％。

将粒状尿素加入流化床包膜设备中，并使粒状尿素处于沸腾状态，使流化床中粒状尿素温度保持在70℃。将粘料组合物不断喷涂于尿素表面，同时不断喷入纳米活性CaCO₃，喷入的纳米活性CaCO₃粘在不饱和聚酯树脂上。控制粘料组合物和纳米活性CaCO₃的喷入速度，使包膜中不饱和聚酯树脂与纳米CaCO₃的质量比为30∶70。直到粒状尿素的包膜量达到30％。最后，使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为50天。

实施例2

采用不饱和聚酯树脂为粘料，纳米CaCO₃为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。纳米CaCO₃采用表面活性剂进行表面处理制成纳米活性CaCO₃使用。

将不饱和聚酯树脂预聚物、引发剂过氧化二苯甲酰、催化剂二甲基苯胺和纳米活性CaCO₃混匀，配成粘料组合物并脱泡待用。粘料组合物中，过氧化二苯甲酰和二甲基苯胺的质量用量分别为不饱和聚酯树脂预聚物的1.5％和0.8％，不饱和聚酯树脂预聚物∶纳米CaCO₃的质量比为95∶5。

将粒状尿素加入控温70℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。抽真空至转鼓内余压为10kPa左右后，通入苯乙烯气体至转鼓包膜机内直至压力为0.1MPa并保压，慢慢连续地将粘料组合物加入转鼓内，直至粒状尿素的包膜量达到20％。最后，使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为29天。

实施例3

采用不饱和聚酯树脂为粘料，纳米CaCO₃为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。纳米CaCO₃采用表面活性剂进行表面处理制成纳米活性CaCO₃使用。

将不饱和聚酯树脂预聚物、引发剂过氧化二苯甲酰和催化剂二甲基苯胺混匀，配成粘料组合物并脱泡待用。粘料组合物中，过氧化二苯甲酰和二甲基苯胺的质量用量分别为不饱和聚酯树脂预聚物的1.5％和0.8％。

将粒状尿素加入控温为30℃的搅拌型包膜设备中，抽真空至余压10kPa左右并保持，开动搅拌器使粒状尿素流动，一次性加入粒状尿素质量2％的粘料组合物，形成均匀涂膜后一次性加入过量的纳米活性CaCO₃，充分包裹上纳米活性CaCO₃后卸压，将未粘附上的过量纳米活性CaCO₃筛除。然后，将上述已包膜的粒状尿素加入控温为70℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动，抽真空至余压10kPa左右并保持，加入粒状尿素质量3％的粘料组合物，直至形成的粘性包膜固化到不发粘，然后常压再固化5min。再重复抽真空-加粘料组合物-固化的过程8次，每次粘料组合物的加入量为粒状尿素质量的3％。最后，使粒状尿素外的包膜常压固化至充分，即制得包膜型缓释尿素。实测包膜型缓释尿素的包膜量为26.5％，包膜中纳米CaCO₃的质量分数约为19.2％。所制得包膜型缓释尿素的释放期为38天。

实施例4

采用不饱和聚酯树脂为粘料，纳米CaCO₃为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。纳米CaCO₃采用表面活性剂进行表面处理制成纳米活性CaCO₃使用。

将不饱和聚酯树脂预聚物、引发剂过氧化二苯甲酰、催化剂二甲基苯胺和纳米活性CaCO₃混匀，配成粘料组合物并脱泡待用。粘料组合物中，过氧化二苯甲酰和二甲基苯胺的质量用量分别为不饱和聚酯树脂预聚物的1.5％和0.8％，不饱和聚酯树脂预聚物∶纳米CaCO₃的质量比为25∶75。

将粒状尿素加入控温70℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。抽真空至转鼓内余压为10kPa左右后，通入苯乙烯气体至转鼓包膜机内直至压力为0.1MPa并保压，慢慢连续地将粘料组合物加入转鼓内，直至粒状尿素的包膜量达到30％。最后，使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为54天。

实施例5

采用脲醛树脂为粘料，纳米CaCO₃为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。纳米CaCO₃采用表面活性剂进行表面处理制成纳米活性CaCO₃使用。

采用20％的脲醛树脂预聚物(制备配方：尿素与甲醛比为1∶1.3，采用尿素分两次加入的两步法工艺制备，第1次加入尿素的质量为加入尿素总质量的65％)水溶液与纳米活性CaCO₃、固化剂氯化铵混匀，配成粘料组合物并脱泡待用。粘料组合物中，氯化铵的质量用量为脲醛树脂预聚物的0.05％，脲醛树脂预聚物与纳米CaCO₃的质量比为16∶84。

将粒状尿素加入控温95℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。慢慢连续地将粘料组合物加入转鼓内，直至粒状尿素的包膜量达到30％。最后，使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为26天。

实施例6

采用聚氨酯为粘料，纳米CaCO₃为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。

按-NCO∶-OH＝1.1∶1称取MDI、聚丙二醇( M_n＝3000)和丁二醇(丁二醇的质量用量为聚丙二醇的0.5％)，并加入二丁基二月桂酸锡混匀制成粘料组合物，脱泡待用。粘料组合物中，二丁基二月桂酸锡的质量用量为粘料组合物的0.05％。

将粒状尿素加入控温为70℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。抽真空至转鼓内余压10kPa左右并保持，加入粒状尿素质量3％的粘料组合物，直至形成的粘性包膜固化到不发粘，在常压再固化5min。重复上述抽真空-加粘料组合物-固化的过程1次，粘料组合物的加入量为粒状尿素质量3％。再抽真空至转鼓内余压10kPa左右并保持，加入粒状尿素质量3％的粘料组合物，2min后慢慢匀速加入粒状尿素质量6％的纳米CaCO₃，2min内加完，固化直至尿素表面不发粘后，卸压至常压再固化5min。然后再重复上述抽真空-加粘料组合物-加纳米CaCO₃-固化的过程3次，每次粘料组合物和纳米CaCO₃的加入量都分别为粒状尿素质量3％和6％。最后，使粒状尿素外的包膜常压固化至充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为28天。

实施例7

采用聚氨酯为粘料，纳米CaCO₃为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。纳米CaCO₃采用表面活性剂进行表面处理制成纳米活性CaCO₃使用。

按-NCO∶-OH＝1.1∶1称取MDI、聚丙二醇( M_n＝3000)和丁二醇(丁二醇的质量用量为聚丙二醇的0.5％)，并加入二丁基二月桂酸锡混匀制成粘料组合物，脱泡待用。粘料组合物中，二丁基二月桂酸锡的质量用量为粘料组合物的0.05％。

将粒状尿素加入控温为40℃的搅拌型包膜设备中，抽真空至余压10kPa左右并保持，开动搅拌器使粒状尿素流动，一次性加入粒状尿素质量3％的粘料组合物，形成均匀涂膜后一次性加入过量的纳米活性CaCO₃，充分包裹上纳米活性CaCO₃后卸压，将未粘附上的过量纳米活性CaCO₃筛除。然后再将已包膜一次的粒状尿素加入控温为40℃的搅拌型包膜设备中，抽真空至余压10kPa左右并保持，开动搅拌器使粒状尿素流动，一次性加入粒状尿素质量3％的粘料组合物，形成均匀涂膜后一次性加入过量的纳米活性CaCO₃，充分包裹上纳米活性CaCO₃后卸压，将未粘附上的过量纳米活性CaCO₃筛除。然后，再将已包膜两次的粒状尿素加入控温为70℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动，抽真空至余压10kPa左右并保持，加入粒状尿素质量3％的粘料组合物，直至形成的粘性包膜固化到不发粘，然后加压至0.12MPa再固化5min。再重复抽真空-加粘料组合物-固化的过程3次，每次粘料组合物的加入量为粒状尿素质量的3％。最后，在0.12MPa压力下使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。实测包膜型缓释尿素的包膜量为25.8％，包膜中纳米CaCO₃的质量分数约为48.8％。所制得包膜型缓释尿素的释放期为36天。

实施例8

采用聚氨酯和不饱和聚酯树脂两种粘料，纳米CaCO₃为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。纳米CaCO₃采用表面活性剂进行表面处理制成纳米活性CaCO₃使用。

按-NCO∶-OH＝1.1∶1称取MDI、聚丙二醇( M_n＝3000)和丁二醇(丁二醇的质量用量为聚丙二醇的0.5％)，并加入二丁基二月桂酸锡和纳米活性CaCO₃混匀制成聚氨酯粘料组合物，脱泡待用。聚氨酯粘料组合物中，二丁基二月桂酸锡的质量用量为粘料组合物的0.05％，纳米CaCO₃的质量用量为粘料组合物的30％。

将不饱和聚酯树脂预聚物、过氧化二苯甲酰、二甲基苯胺和纳米活性CaCO₃混匀，配成不饱和聚酯树脂预聚物粘料组合物，脱泡待用。不饱和聚酯树脂预聚物粘料组合物中，过氧化二苯甲酰和二甲基苯胺的质量用量分别为不饱和聚酯树脂预聚物的1.5％和0.8％，不饱和聚酯树脂预聚物∶纳米CaCO₃的质量比为25∶75。

将粒状尿素加入控温为70℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。抽真空至转鼓内余压为10kPa左右并保持，加入粒状尿素质量4％的聚氨酯粘料组合物，2min后慢慢匀速加入粒状尿素质量4％的纳米活性CaCO₃，2min内加完。固化直至尿素表面不发粘后，卸压至常压再固化5min。然后再重复上述抽真空-加聚氨酯粘料组合物-加纳米活性CaCO₃-固化的过程2次，每次聚氨酯粘料组合物和纳米活性CaCO₃的加入量都分别为粒状尿素质量的4％和4％。然后，再抽真空至转鼓内余压为10kPa左右并保持，加入粒状尿素质量5％的不饱和聚酯树脂预聚物粘料组合物，直至形成的粘性包膜固化到不发粘，再常压固化5min。再重复抽真空-加不饱和聚酯树脂预聚物粘料组合物-固化的过程2次，每次不饱和聚酯树脂预聚物粘料组合物的加入量为粒状尿素质量的5％。最后，使粒状尿素外的包膜常压固化至充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为54天。

实施例9

采用聚氯乙烯为粘料，纳米SiO₂(平均粒径为50nm)为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。纳米SiO₂采用表面活性剂进行表面处理制成纳米活性SiO₂使用。

将聚氯乙烯溶于环己酮溶剂中，并加入增塑剂邻苯二甲酸二辛酯和纳米活性SiO₂，配成聚氯乙烯质量浓度为5％的聚氯乙烯溶液型粘料组合物，脱泡待用。粘料组合物中，聚氯乙烯与邻苯二甲酸二辛酯的质量用量比为3∶2，纳米活性SiO₂与聚氯乙烯的质量用量比为4∶1。

将粒状尿素加入控温105℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。慢慢连续地将粘料组合物加入转鼓内，同时抽真空将环己酮溶剂挥发蒸出，直至粒状尿素的包膜量达到30％。最后，使粒状尿素外包膜中的环己酮溶剂挥发除尽，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为31天。

实施例10

采用聚醋酸乙烯酯为粘料，纳米Al₂O₃(平均粒径为80nm)为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。纳米Al₂O₃采用表面活性剂进行表面处理制成纳米活性Al₂O₃使用。

按醋酸乙烯酯与纳米Al₂O₃质量比为1∶2的比例，将醋酸乙烯酯和纳米Al₂O₃混合均匀作为油相，进行乳液聚合制成油相含纳米Al₂O₃的聚醋酸乙烯酯乳液，该乳液即作为粘料组合物进行包膜制备包膜型缓释尿素。

将粒状尿素加入控温95℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。慢慢连续地将粘料组合物加入转鼓内，直至粒状尿素的包膜量达到30％。最后，使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为29天。

实施例11

采用硅酸盐为粘料，纳米TiO₂(平均粒径为50nm)为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。

将模数为1～3的硅酸钠、磷酸与水配制成的水溶液作为粘料组合物，进行包膜制备包膜型缓释尿素。粘料组合物中，硅酸钠的质量浓度为20％，磷酸的质量浓度为25％。

将粒状尿素加入流化床包膜设备中，并使粒状尿素处于沸腾状态，使流化床中粒状尿素温度保持在95℃。将粘料组合物不断喷涂于尿素表面，同时不断喷入纳米TiO₂，喷入的纳米TiO₂粘在粘料组合物上。控制粘料组合物和纳米TiO₂的喷入速度，使包膜中硅酸盐粘料与纳米TiO₂的质量比为50∶50。直到粒状尿素的包膜量达到30％，最后使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为17天。

实施例12

采用聚乙烯醇缩醛树脂和硅酸盐为粘料，纳米SiC(平均粒径为50nm)为阻透性无机填料，制备包膜型缓释尿素。纳米SiC采用表面活性剂进行表面处理制成纳米活性SiC使用。

将聚乙烯醇缩醛树脂、硅酸钠、纳米活性SiC与水配制成悬浮液复合物，以该悬浮液复合物作为粘料组合物，进行包膜制备包膜型缓释尿素。粘料组合物中，硅酸钠的质量浓度为10％，聚乙烯醇缩醛树脂的质量浓度为10％，纳米活性SiC的质量浓度为30％。

将粒状尿素加入控温95℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。慢慢连续地将粘料组合物加入转鼓内，直至粒状尿素的包膜量达到30％。最后，使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为22天。

比较例1

采用不饱和聚酯树脂粘料包覆粒状尿素制备包膜型缓释尿素。将不饱和聚酯树脂预聚物、引发剂过氧化二苯甲酰和催化剂二甲基苯胺混匀，配成粘料组合物，脱泡待用。粘料组合物中，过氧化二苯甲酰和二甲基苯胺的质量用量分别为不饱和聚酯树脂预聚物的1.5％和0.8％。

将粒状尿素加入流化床包膜设备中，并使粒状尿素处于沸腾状态，使流化床中粒状尿素温度保持在70℃。将粘料组合物不断喷涂于尿素表面，直到粒状尿素的包膜量达到25％，最后使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为26天。

比较例2

采用聚氨酯粘料包覆粒状尿素制备包膜型缓释尿素。按-NCO∶-OH＝1.1∶1称取MDI、聚丙二醇( M_n＝3000)和丁二醇(丁二醇的质量用量为聚丙二醇的0.5％)，并加入二丁基二月桂酸锡混匀制成粘料组合物，脱泡待用。粘料组合物中，二丁基二月桂酸锡的质量用量为粘料组合物的0.05％。

将粒状尿素加入控温为70℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。抽真空至转鼓内余压10kPa左右并保持，加入粒状尿素质量3％的粘料组合物，直至形成的粘性包膜固化到不发粘，再常压固化5min。然后，再重复上述抽真空-加粘料组合物-固化的过程9次，每次粘料组合物的加入量都为粒状尿素质量3％。最后，在常压下使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为14天。

比较例3

采用脲醛树脂粘料包覆粒状尿素制备包膜型缓释尿素。在40％的脲醛树脂预聚物(制备配方：尿素与甲醛比为1∶1.3，采用尿素分两次加入的两步法工艺制备，第1次加入尿素的质量为加入尿素总质量的65％)水溶液中，加入脲醛树脂预聚物质量0.05％的固化剂氯化铵混匀，配成粘料组合物，脱泡待用。

将粒状尿素加入控温95℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。慢慢连续地将粘料组合物喷入转鼓内，直至粒状尿素的包膜量达到25％。最后，使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为8天。

比较例4

采用聚氯乙烯粘料包覆粒状尿素制备包膜型缓释尿素。将聚氯乙烯溶于环己酮溶剂中，并加入邻苯二甲酸二辛酯增塑剂，配成聚氯乙烯质量浓度为5％的聚氯乙烯溶液型粘料组合物，脱泡待用。粘料组合物中，聚氯乙烯与邻苯二甲酸二辛酯的质量用量比为3∶2。

将粒状尿素加入控温105℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。慢慢连续地将粘料组合物加入转鼓内，并抽真空将环己酮溶剂挥发蒸出，直至粒状尿素的包膜量达25％。最后，使粒状尿素外包膜中的环己酮溶剂挥发除尽，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为16天。

比较例5

采用聚醋酸乙烯酯粘料包覆粒状尿素制备包膜型缓释尿素。将醋酸乙烯酯作为油相进行乳液聚合，制成聚醋酸乙烯酯乳液，该乳液即作为粘料组合物进行包膜制备包膜型缓释尿素。

将粒状尿素加入控温95℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。慢慢连续地将粘料组合物加入转鼓内，直至粒状尿素的包膜量达到25％。最后，使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为15天。

比较例6

采用硅酸盐粘料包覆粒状尿素制备包膜型缓释尿素。将模数为1～3的硅酸钠、磷酸与水配制成的水溶液作为粘料组合物，进行包膜制备包膜型缓释尿素。粘料组合物中，硅酸钠的质量浓度为20％，磷酸的质量浓度为25％。

将粒状尿素加入流化床包膜设备中，使粒状尿素处于沸腾状态，并使流化床中粒状尿素温度保持在95℃。将粘料组合物不断喷涂于尿素表面，直到粒状尿素的包膜量达到30％，最后使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为9天。

比较例7

采用聚乙烯醇缩醛树脂和硅酸盐两种粘料包覆粒状尿素制备包膜型缓释尿素。将聚乙烯醇缩醛树脂、硅酸钠与水配制成混合水溶液，以该混合水溶液作为粘料组合物，进行包膜制备包膜型缓释尿素。粘料组合物中，硅酸钠的质量浓度为15％，聚乙烯醇缩醛树脂的质量浓度为15％。

将粒状尿素加入控温95℃的转鼓包膜设备中，转动转鼓(转速50r/min)使粒状尿素在转鼓内流动。慢慢连续地将粘料组合物喷入转鼓内，直至粒状尿素的包膜量达到30％。最后，使粒状尿素外的包膜固化充分，即制得包膜型缓释尿素。所制得包膜型缓释尿素的释放期为15天。

Claims (13)

1、一种包膜型缓释肥料，由肥料和肥料外面的包膜构成，其特征在于：包膜包括极性粘料和平均粒径小于1μm的阻透性无机填料，其中平均粒径小于1μm的阻透性无机填料的体积分数为0.5％～80％，极性粘料的体积分数为99.5％～20％。

2、根据权利要求1所述的包膜型缓释肥料，其特征在于：阻透性无机填料为碳酸钙、二氧化硅、炭黑、碳酸镁、碳酸锌、硫酸钙、硫酸钡、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二铁、氧化镁、氧化锌、氢氧化铝、碳化硅中的一种或多种。

3、根据权利要求1所述的包膜型缓释肥料，其特征在于：极性粘料为极性聚合物粘料、极性无机粘料或极性聚合物粘料-极性无机粘料的混合型极性粘料。

4、根据权利要求3所述的包膜型缓释肥料，其特征在于：极性聚合物粘料为脲醛树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、不饱和油、呋喃树脂、环戊二烯共聚物、丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯酸酯及其共聚物、氯化聚烯烃、聚氯乙烯及其共聚物、聚二氯乙烯及其共聚物、乙烯-二氧化碳共聚物、聚醋酸乙烯酯及其共聚物、聚丙烯腈及其共聚物、聚酰胺、热塑性聚酯、硝酸纤维素、松香、甲壳质衍生物中的一种或多种。

5、根据权利要求3所述的包膜型缓释肥料，其特征在于：极性无机粘料为下列反应组合物的任意之一或任意多种固化形成的粘料：①模数为1～3的硅酸钠与磷酸的混合水溶液；②模数为1～3的硅酸钾与磷酸的混合水溶液；③SiO₂溶胶。

6、根据权利要求1所述的包膜型缓释肥料，其特征在于：包膜中含有调节助剂。

7、根据权利要求6所述的包膜型缓释肥料，其特征在于：调节助剂为表面活性剂、增塑剂、活性稀释剂、固化剂、促进剂、催化剂、消泡剂、有机填料、水溶性无机盐、水溶性肥分、硫磺中的一种或多种。

8、一种制备权利要求1所述包膜型缓释肥料的方法，其特征在于：依次进行以下步骤：

第一步，将粘料组合物涂覆于粒状肥料表面，在粒状肥料表面形成包膜；

第二步，将阻透性无机填料粘附在粒状肥料表面的粘性包膜上；

第三步，重复第一步和第二步，直至达到要求的包膜厚度；

第四步，使粒状肥料的包膜固化直至固化完全，即制得包膜型缓释肥料。

9、根据权利要求8所述的包膜型缓释肥料的制备方法，其特征在于：将粘料组合物涂覆于粒状肥料表面以形成包膜的过程在负压状态下进行。

10、根据权利要求8所述的包膜型缓释肥料的制备方法，其特征在于：将阻透性无机填料粘附在粒状肥料表面粘性包膜上后，使粒状肥料表面粘性包膜适当固化。

11、根据权利要求8所述的包膜型缓释肥料的制备方法，其特征在于：在通过粒状肥料表面的粘性包膜进行最后一次粘附阻透性无机填料之后，再在粒状肥料表面涂覆粘料组合物。

12、根据权利要求8至11中任一项所述的包膜型缓释肥料的制备方法，其特征在于：粒状肥料表面粘性包膜粘附填料的过程在负压状态下进行。

13、根据权利要求8至11中任一项所述的包膜型缓释肥料的制备方法，其特征在于：在粒状肥料包膜固化的过程中，粒状肥料表面不发粘之前的固化在负压状态下进行。