[发明专利]一种S型控释尿素及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种S型控释尿素及其制造方法。

背景技术

氮素是植物所必需的最重要营养元素之一，氮肥已成为世界范围内生产量和施用量均最大的肥料品种。但是由于生产中不合理的施肥方式及氮素在土壤中非常活跃的特性(可以通过氨挥发、硝化反硝化和硝酸盐淋溶等途径损失)，目前全球范围内氮肥利用率并不高，如发达国家粮食作物氮肥利用率约为50％左右，而我国粮食作物的平均氮肥利用率更低，仅为35％左右，氮肥利用率不高不仅导致经济损失和资源浪费，而且还造成了日益严重的环境污染。如排放到大气中的NO_x加剧温室效应、臭氧层破坏和酸雨发生，氨挥发引起空气质量恶化和破坏自然生态系统，硝酸盐进入地下水污染饮用水源和食物链，或排入封闭半封闭性水域环境造成富营养化。

为了提高氮肥利用率，除了继续大力推广平衡施肥技术及提倡氮肥深施等农艺措施外，开发新型氮肥品种和高效施肥技术是当前科学施肥研究的热点和难点，其中缓控释肥料研制与开发为解决氮肥利用率低的问题提出了新的思路和途径。在各种缓控释肥料中，聚合物包膜控释肥又以养分精确控制释放而更宜满足作物生长期的养分需求，因此，近年来聚合物包膜控释肥的发展速度非常快。

包膜控释肥按其养分释放模式分为直线释放(L型)和延迟释放(S型)两类，相对于常规L型控释肥养分匀速释放的特点，S型控释肥的养分释放模式由养分溶出量极低的抑制期和养分快速释放的释放期组成。由于多数作物对大量元素如氮的需求特征符合S型特征，因此根据作物生长期的养分需求规律，将S型控释肥、L型控释肥和速效性化肥合理配伍，就能配制出针对某种特定作物的专用肥，这种专用肥的养分释放和供给模式可以与作物的需肥规律高度吻合，真正做到养分释放与作物吸收同步，从而实现养分利用效率的最大化和环境友好。另外，由于S型控释肥的初期养分溶出量极少，因此在某些作物上大量施用这种肥料时，可以直接将其与种子或根系接触施用，从而进一步促进作物根系对溶出养分的高效吸收，其应用也同时带来了施肥技术的革命如同穴施肥。

针对生产中对这种高效控释肥的强烈需求，上世纪九十年代以来，以日本窒素公司(Chisso Co.，Ltd)为代表的一些日本公司相继开发出了具有延迟释放特征(S型)的聚烯烃包衣肥料并实现产业化，而且陆续有一批S型控释肥制造的专利公开，如JP 2002-234790，CN 1749220A，JP 2004-217434，JP 2000-185991。

从国外S型控释肥包膜材料的配比可以看出，包膜层物质由两部分组成，一部分是控制物质树脂成分，另一部分是辅助材料矿物粉和谷物淀粉。各种包膜产品所用辅料变化不大，主要区别在于树脂的选择上。如JP 2002-234790专利中使用了四种聚合物树脂，分别是①低分子聚乙烯：重均分子量为910，熔体质量流动速率为2.3g/10min；②一种热塑性弹性体树脂：重均分子量130,000，熔体质量流动速率为0.5g/10min；③低密度聚乙烯：重均分子量74,000；④乙烯-醋酸乙烯共聚物，重均分子量205,000。所用材料中以前三种树脂为主要材料。

日本窒素公司在中国公开的S型包膜专利CN1749220A，所用树脂材料如下：①低密度乙烯均聚物：重均分子量在100,000-300,000之间，且重均分子量与数均分子量之比为3-6；其中分子量小于10,000的成份为3％以下；熔体质量流动速率为0.1-2g/10min；②乙烯-醋酸乙烯共聚物：重均分子量50,000，其中主要材料为低密度聚乙烯均聚物。

日本专利JP 2004-217434公开了一种S型释放的包膜颗粒钾肥的制造方法。所用材料有①低密度聚乙烯：重均分子量74,000，水蒸汽透过率为0.016g/cm²·d，熔点140℃；②乙烯-醋酸乙烯共聚物：水蒸汽透过率为0.083g/cm²·d，重均分子量205,000。

日本专利JP 2000-185991公开了一种颗粒肥料S型释放的树脂材料配方。所用树脂材料只有一种为低密度聚乙烯：密度0.922g/cm³，熔体质量流动速率为7.0g/10min。

以上各个专利所用辅料成分差异不大，以滑石粉和淀粉为主。