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一种尿素控释包衣剂   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2014-09-17
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2015-01-14
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2016-04-20
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2034-09-17
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201410473641.9 申请日 2014-09-17
公开/公告号 CN104230605B 公开/公告日 2016-04-20
授权日 2016-04-20 预估到期日 2034-09-17
申请年 2014年 公开/公告年 2016年
缴费截止日
分类号 C05G3/08C05C9/00 主分类号 C05G3/08
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 2
权利要求数量 3 非专利引证数量 1
引用专利数量 3 被引证专利数量 0
非专利引证 1、刘英等.控释肥包衣剂的制备及理化性质研究.《中国农学通报》.2013,第29卷(第21期),98-103.;
引用专利 CN101835372A、CN101270010A、CN103333006A 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 湖南农业大学 当前专利权人 湖南农业大学
发明人 熊远福、邹应斌、熊海蓉、文卓琼、文祝友、聂晓燕、熊文洋 第一发明人 熊远福
地址 湖南省长沙市芙蓉区农大路1号 邮编
申请人数量 1 发明人数量 7
申请人所在省 湖南省 申请人所在市 湖南省长沙市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
湖南兆弘专利事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
江巨鳌
摘要
本发明涉及一种尿素控释包衣剂,由成膜剂、乳化剂、致孔剂、增塑剂和溶剂经溶解、混合、均质配制而成,适用于普通尿素包衣、使其成为包衣尿素。本发明生产简单、使用方便,可在-5℃~42℃条件下对普通尿素进行包衣,包衣质量比1:5~8;包衣时能在普通尿素表面形成牢固的包衣膜,通过调节包衣质量比和致孔剂用量,可以调节包衣膜的厚度、膜孔密度及膜孔径,从而获得不同控释期的包衣尿素。本发明包衣普通尿素应用于水稻、玉米、油菜、棉花,尿素的利用率提高27.6%~48.3%,水稻、玉米、油菜和棉花增产7.7%~16.2%;经济效益及生态效益明显。
  • 摘要附图
    一种尿素控释包衣剂
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2016-04-20 授权
2 2015-01-14 实质审查的生效 IPC(主分类): C05G 3/08 专利申请号: 201410473641.9 申请日: 2014.09.17
3 2014-12-24 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种尿素控释包衣剂,由成膜剂、乳化剂、致孔剂、增塑剂和溶剂经溶解、混合、均质配制而成,其特征在于:
(1)所述的成膜剂为聚三亚甲基碳酸酯、聚亚乙基碳酸酯中的一种或者二种配制的成膜剂;用量为总质量的7%~20%;
(2)所述的乳化剂为乳化剂OP-9、乳化剂OP-10中的一种或者二种;用量为总质量的
0.5%~2.5%;
(3)所述的致孔剂为环己烷;用量为总质量的1.0%~3.0%;
(4)所述的增塑剂为柠檬酸三丁酯;用量为总质量的0.5%~2.0%;
(5)所述的溶剂为氯仿;用量为总质量至100%的余量;
包衣时,包衣剂质量与普通尿素质量比为1:5~8。

2.如权利要求1所述的尿素控释包衣剂的生产方法,其特征在于:
按照配方要求,将成膜剂投入带搅拌、夹层加热和冷凝装置的反应釜中,用计量泵泵入溶剂,在26~45℃下搅拌使成膜剂完全溶解;再依次将乳化剂、增塑剂泵入反应釜中,搅拌混合,冷却至24~26℃,然后泵入致孔剂,搅拌均匀,得混合液;将混合液泵入均质釜中,在
20~25℃下均质15分钟,用液体定量灌装机灌装,即得尿素控释包衣剂。

3.一种如权利要求1所述的尿素控释包衣剂在普通尿素包衣中的应用。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于尿素包衣处理、使其成为包衣控释尿素的包衣剂,属于新型肥料制备技术和作物栽培技术领域。具体地说是一种尿素控释包衣剂,由成膜剂、乳化剂、致孔剂、增塑剂和溶剂经溶解、混合、均质配制而成,适用于普通尿素包衣、使其成为包衣控释尿素的尿素专用包衣处理剂。

背景技术

[0002] 肥料自1840年诞生以来,已成为全球农业发展的重要物质基础。然而,经过一百余年的发展,肥料养分的释放速度一直无法人为控制,释放速度太快,作物来不及吸收就流失了,导致肥料利用率低,一般只有30%~40%,资源浪费大;同时造成了严重的水体和大气污染。
[0003] 20世纪60年代起,美国、日本以及西欧等国家相继开始研究缓释肥,以减缓肥料养分的释放速度,如硫包衣缓释尿素等;80年代开始研究控释肥,以控制肥料养分的释放速度、使其与作物需肥规律尽量一致,如树脂包衣控释肥等。缓/控释肥可以减缓或者控制养分的释放速度,释放出来的养分能较好地被作物吸收利用,大幅度降低养分的损失,从而提高肥料利用率、节约资源、减少环境污染。目前已有近50个国家大力研发、应用缓/控释肥。缓/控释肥料已成为全球肥料研究领域的主要目标。
[0004] 目前缓/控释肥料可分为结构改性型缓/控释肥和包衣(包膜)型缓/控释肥两大类。结构改性型缓/控释肥,需在肥料生产过程中添加各种缓/控释材料、如脲酶抑制剂、硝化抑制剂等等,或者加入能与肥料养分反应的物质,通过化学反应改性,以期达到缓/控释效果;其生产工艺复杂,设备投资大、难以利用现有普通肥料的生产设备,成本较高,而且只能用于某一种肥料的生产,缓/控释效果亦不明显,正逐步被包衣型缓/控释肥取代。
[0005] 尿素有效养分含量高、价格较便宜、长期施用对土壤无不良影响,是目前使用最多的氮肥品种。 然而,尿素是一种速溶性肥料,施入土壤后,在脲酶作用下4~5天就可以全部转化成NH3和CO2,其中一部分NH3被土壤吸附,供植物生长利用;另有相当一部分NH3被土壤微生物作用转化成亚硝酸盐、硝酸盐及氮氧化物,随雨水淋失和逸入大气,导致水体与大气污染,所以普通尿素的氮素利用率仅30%~35%。普通尿素进行包衣处理,已成为提高氮肥利用率、减少因氮素淋失引起的环境污染的主要方法之一。
[0006] 现有的包衣尿素主要有以硫包衣尿素为代表的无机物包衣尿素、以树脂包衣尿素为代表的有机物包衣尿素两大类。据文献报道,现有的这两大类包衣尿素虽然在提高氮素利用率方面效果比较好,但存在以下主要不足:(1)硫包衣尿素,设备投资大,包衣过程需要长时间高温(120~140℃)处理,能耗大、导致肥料生产成本较高,硫包衣尿素价格为普通尿素的2~3倍;包衣比低(仅1:2~4),导致包衣肥氮含量显著降低;硫包衣尿素在土壤中氮素释放滞后,养分前期释放不足,作物前期吸收不到足够的氮素,后期释放过剩,与作物需氮规律不同步,仍然造成氮素损失;硫包衣尿素所含的硫在土壤中可转化成硫酸,有导致土壤酸化的潜在危险,同时硫在厌氧环境中可转化成硫化氢等对作物有害的物质,因此硫包衣尿素不宜在水田中使用。(2)现有树脂包衣尿素,包衣材料昂贵、设备投资大,肥料生产工艺较复杂、包衣过程能耗大、导致肥料生产成本高,现有树脂包衣尿素价格为普通尿素的5~10倍;目前所用的树脂包衣材料,大多数在土壤中很难降解,随施肥长期存在于土壤中,会对土壤造成二次污染。
[0007] 由于以上原因,现有包衣尿素的应用范围很有限,主要用于花卉、草坪、水果以及烟草等高价值经济作物上,很少用于水稻、油菜、玉米、棉花等大田作物。
[0008] 因此,研发包衣材料价廉、生产工艺简单、能耗低、环境友好的包衣尿素,以降低包衣尿素的生产成本、减少环境污染,是目前国内外缓/控释尿素发展的主要方向。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于:针对现有技术的上述主要不足,运用高分子成膜材料与控释技术,提供一种具有生产简便、包衣方便、成本较低、环境友好等特点的,适用于普通尿素包衣、使其成为控释尿素的尿素控释包衣剂。
[0010] 本发明是这样实现的:用可生物降解的高分子成膜材料作成膜剂,与乳化剂、致孔剂、增塑剂和溶剂经溶解、混合、均质,即得尿素控释包衣剂。
[0011] (1)所述的成膜剂为聚三亚甲基碳酸酯、聚亚乙基碳酸酯中的一种或者二种配制的成膜剂;用量为总质量的7%~20%;当使用二种成膜材料作成膜剂时,只控制总用量,各成膜材料之间的相对量任意;
[0012] (2)所述的乳化剂为乳化剂OP-9、乳化剂OP-10中的一种或者二种;用量为总质量的0.5%~2.5%;当使用二种乳化剂时,只控制总用量,各乳化剂之间的相对量任意;
[0013] (3)所述的致孔剂为环己烷;用量为总质量的1.0%~3.0%;
[0014] (4)所述的增塑剂为柠檬酸三丁酯;用量为总质量的0.5%~2.0%;
[0015] (5)所述的溶剂为氯仿;用量为总质量至100%的余量。
[0016] 本发明的生产方法如下:
[0017] 按照配方要求,将成膜剂投入带搅拌、夹层加热和冷凝装置的反应釜中,用计量泵泵入溶剂,在26~45℃下搅拌使成膜剂完全溶解;再依次将乳化剂、增塑剂泵入反应釜中,搅拌混合,冷却至24~26℃,然后泵入致孔剂,搅拌均匀,得混合液;将混合液泵入均质釜中,在20~25℃下均质15分钟,用液体定量灌装机灌装,即得尿素控释包衣剂。
[0018] 本发明所述的包衣剂作为尿素包衣剂的应用,生产具有控释功能的尿素。控释尿素可以减少尿素的流失与挥发,提高作物对尿素的吸收,提高养分氮的利用率,也可以减少施用普通尿素对环境的负面影响。
[0019] 本发明的使用方法:
[0020] 本发明适用于普通尿素包衣、使其成为包衣尿素,包括颗粒直径2毫米以上的普通大颗粒尿素、颗粒直径2毫米以下的普通小颗粒尿素。本发明可在-5℃~42℃条件下对普通尿素进行包衣,包衣质量比,即包衣剂质量:肥料质量为1:5~8;可以对市售普通尿素进行包衣,也可以在现有普通尿素生产过程中的尿素造粒工艺进行包衣;包衣方式可以用流化床包衣、转鼓包衣或者圆盘包衣方式,边喷淋包衣剂边搅动尿素,直至尿素包衣均匀为止。
[0021] 本发明包衣时能在普通尿素表面形成牢固的包衣膜,可以通过调节包衣质量比和致孔剂的用量,来调节包衣膜的厚度、膜孔密度及膜孔孔径,从而获得不同控释期的包衣尿素,以便用于不同生长期的作物。
[0022] 本发明的作用机制:
[0023] 本发明包衣普通尿素时,能在尿素表面形成具有膜孔道、难溶于水的、牢固的包衣膜;可以通过调节包衣质量比和致孔剂的用量,来调节包衣膜的厚度、膜孔密度及膜孔孔径,增加致孔剂,可以增加膜孔密度及膜孔孔径,获得不同控释期的包衣尿素。包衣尿素播施到作物生长的田地,包衣尿素与土壤水份接触,水份通过包衣尿素的膜孔道进入肥料内部,尿素的养分氮在水分子的作用下缓慢溶解,再通过膜孔道控释出来进入土壤,及时被作物吸收利用;从而使包衣尿素养分氮的释放特性与作物的需氮规律一致,达到尿素养分控制释放的效果。根据水稻、油菜、玉米、棉花等作物的需氮特性,将不同控释期的包衣尿素按适当比例混合,作为基肥一次性施入,即可实现水稻、油菜、玉米、棉花等作物一次性施用包衣尿素满足全生育期的需氮要求、不再追施氮肥。
[0024] 本发明是农业部公益性行业(农业)科研专项(201303103)和科技部科技支撑计划项目(2010BAD01B01)的重要内容之一。检测表明,用本发明包衣普通尿素制得的包衣尿素,其表面的包衣膜孔径0.16~0.21um,膜孔密度410~560万孔/cm2。经过4年多的室内盆栽、田间育苗以及大田栽培试验证明:本发明包衣普通尿素应用于水稻、玉米、油菜、棉花,尿素的利用率提高27.6%~48.3%,节肥23.2%~46.5%;在施用纯氮等量的条件下,水稻、玉米、油菜和棉花施用本发明包衣制得的包衣尿素、比施用未包衣的普通尿素增产7.7%~16.3%;经济效益及生态效益明显。
[0025] 与现有技术相比,本发明的主要优点:
[0026] (1)生产简单、成本较低。选用廉价的高分子材料作为成膜剂,生产过程无需特殊设备,生产工艺简单,成本低,普通尿素包衣后成本仅增加25%~38%;克服了现有硫包衣尿素价格为普通尿素的2~3倍、现有树脂包衣尿素价格为普通尿素的5~10倍等主要缺点,因而容易推广应用于水稻、玉米、油菜、棉花等大田作物。
[0027] (2)包衣方便、能耗较低。本发明能对市售普通尿素进行包衣,也可以在现有普通尿素生产过程中的造粒工艺进行包衣;包衣可在-5℃~42℃条件下进行,克服了现有技术需要特殊设备、需在高温120~140℃下长时间包衣等缺点。
[0028] (3)环境友好、无二次污染。本发明选用可生物降解的高分子成膜材料作成膜剂,可以克服现有树脂包衣尿素使用难降解的高分子材料、易对土壤造成二次污染等缺点,以及上述硫包衣尿素对土壤及作物的负面影响,尤其是硫包衣尿素不宜在水田中使用等缺点。

实施方案

[0029] 本发明非限定性实施例叙述如下:
[0030] 以生产100Kg尿素控释包衣剂为例,5个非限定性实施例配方如表1所示,生产方法如前所述。
[0031] 表1 本发明非限定性实施例配方(单位:Kg)
[0032]组分名称 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
聚三亚甲基碳酸酯 13.0 7.0 — 9.0 —
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