[发明专利]用以制备改进的涂硫尿素缓释性肥料的方法

说明书

本发明涉及一种改进的涂硫尿素肥料。更具体地说，本发明涉及一种涂硫缓释性肥料的改良制造方法，即将涂有硫的尿素再涂以液态单体，然后使尿素上的单体进行聚合，从而产生尤其具有改良耐冲击性的均匀涂层。该特定单体为二甘醇-三乙醇胺多元醇及二异氰酸酯，例如4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯。

涂硫尿素(SCU)的缓释性肥料是已知的。在制造涂硫尿素的常规方法中，具有1.7-2.9mm的公称尺寸范围的粒状尿素已先于流化床加热器中预热至160F-180°F，再被加入旋转水平圆筒形转筒(其长度为12英尺，直径为5 1/2英尺)的前端中。此时固定于转筒内壁且均匀位于其圆周上的提升用刮板或纵向突出板在转筒旋转时将尿素颗粒提起与降下。当下降的颗粒通过转筒时，将熔融(290°F)的硫由均匀位于转筒纵向上的一系列喷嘴喷至尿素颗粒上。当熔融硫小滴接触颗粒时，即会迅速固化；而当充分数目的熔融硫已接触颗粒时，可在尿素颗粒上形成连续的硫涂层。在此种无规则涂覆方法中，颗粒被涂覆成具有40微米(μ)的平均目标厚度，或在尿素颗粒上具有约13％-14％重量的硫涂层。然而，由转筒出来的各种无规则比例颗粒具有薄的(＜30μ)、中等的(30μ-50μ)及厚的(＞50μ)硫涂层厚度。

由于在颗粒上形成的晶状固体硫涂层的固有脆性，以及在许多颗粒上有薄或甚至不连续的涂层，故常在硫涂层表面上喷涂某种类型的第二外涂层或密封剂。通常此步骤是在一个与涂硫用转筒串联的第二水平旋转筒中进行。传统上使用聚合烃、以石油为主的蜡、或高粘度聚合石蜡油加聚乙烯的组合物作为密封剂，将其以热熔融液体形式喷涂至热的但呈固态的硫涂层表面上。由于密封剂熔体在温度160-180°F的涂硫尿素颗粒上不会固化，所以液态密封剂通过从一个颗粒向下一个颗粒流动或转移而相当均匀地分布在所有涂硫颗粒上，同时颗粒下降通过旋转的第二密封剂涂覆用转筒。这些经密封剂涂覆的涂硫尿素颗粒在由密封剂转筒中出来后，通过一个流化床冷却器，使密封剂在其内固化成坚固但稍微发粘的聚合物涂层。

该种粘性特征为这些类型的密封剂所常见，可通过涂上粉末物质来抵销。这些粉末物质常被称为调节剂，其可为例如滑石、粘土、硅石或硅藻土。通常是在一个与涂硫用转筒及涂密封剂用转筒串联的第三旋转筒中对已冷却且涂有聚合物的涂硫尿素(PCSCU)进行调节剂的涂覆。上述类型的产品已叙述于美国专利第3,295,950；3,342,577；3,877,415；3,903,333；3,991,225及5,219,465号之中。

虽然这些涂硫尿素产品一般于被制成后具有良好的缓释特性，但涂层的耐冲击性及耐磨蚀性低。在经过处理、运输、掺合及涂覆操作后，涂层会发生机械降解现象，从而导致缓释性质的显著恶化，因此仍需要有加以改良的产品。

本发明提供一种具有改良性质的涂硫缓释性肥料的制造方法。依照本发明的方法，以特定液态单体来代替传统方法中所使用的热熔聚合物液态密封剂，当该单体顺序涂覆至热的涂硫尿素颗粒的表面后，会共聚合而形成坚固、无粘性且水不溶性的聚合物密封剂涂层。这种无粘性密封剂方法不需进行涂覆调节剂的步骤。该液态单体为二异氰酸酯类，例如MDI(4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯)及DEG(二甘醇)与TEA(三乙醇胺)的多元醇混合物。TEA同时作为反应性多元醇及催化剂。

令人惊讶地发现，DEG-TEA多元醇当与二异氰酸酯共聚合时，产生的结果比传统热熔融聚合物密封剂或其他二异氰酸酯-多元醇反应聚合物(例如Goertz等人的美国专利第5,219,465号中所述)或较低分子量EG(乙二醇)-TEA多元醇混合物显著较佳。多元醇的DEG∶TEA混合物以2.5∶1.0至4.5∶1.0，优选3.5∶1.0的比例预混合，然后由一个贮存槽经单独的泵而泵至单独的固定涂覆喷嘴位置，这些喷嘴于密封剂转筒纵向上均等地间隔开。喷嘴位置的数目依尿素产率及待涂覆至SCU上的反应聚合物密封剂的百分比而定。MDI由贮存槽经单独的泵而泵至位在每个多元醇喷嘴位置旁的固定喷嘴位置上。通常对最高每一百分比的被涂覆至涂硫尿素颗粒的聚合物而言，需要一个喷嘴组位置。被泵至每个喷嘴组位置的液态多元醇(P)与MDI(M)的量为化学计算量之比(P)∶(M)，其与为达到无粘性、持久且耐冲击性表面的聚合物密封剂特性的最佳聚合反应相符合。此(P)∶(M)比例在0.33∶1至0.45∶1范围内，优选为0.39∶1。