一種脲甲醛(uf)緩釋肥及其生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于緩控釋肥料中的脲醛緩釋肥料尤其涉及一種由尿素和甲醛化合(聚合)而成的化學型緩釋肥料一脲甲醛(UF)緩釋肥料及其生產工藝。
【背景技術】
[0002]緩控釋肥料的發展方向為21世紀的新型肥料，其優點是在土壤中分解釋放緩慢，肥效期延長，利用率提高。在農業上可達到一次性施肥免除追肥工序，使其分解、釋放、供肥過程與農作物吸收，需肥規律基本協調，達到節肥、省工、增產的綜合效益；在工業及國民經濟中因緩釋肥料利用率高，可減少肥料用量，進而可節省大量的制造化肥的原料——煤、石油、天然氣以及電力和運輸資源；在生態環境上，因其利用率高，揮發、淋溶減少，可有效減輕肥料對生態環境的污染。為此緩控肥料。
目前國內外生產和使用的緩控釋肥料大體分為三種類型:一為物理型:大顆粒肥料及各種包衣、涂層、包被肥料；二為化學型:脲甲醛(UF)、異丁叉二脲(JBDU)、丁烯叉二脲(CDU)等；三是生物化學型:添加硝化抑制劑和脲酶抑制劑的穩定性緩釋肥料。
現有技術存在的不足之處是:肥料中的養分的分解釋放轉化的供肥過程與農作物吸收的需肥規律不協調，即肥料的速效、中效和長效比例不協調，有的苗期供肥不足(速效比例太少)生長緩慢；有的后期脫肥(長效比例不夠)影響產量。
【發明內容】
[0003]發明目的:本發明提供了一種釋放緩慢、肥效期長、利用率高，并且具有速效、中效和長效比例適合農作物生長需肥規律的脲甲醛(UF)緩釋肥及其生產工藝。
技術方案:一種脲甲醛緩釋肥料，該肥料由尿素和甲醛組成，其特征在于:尿素與甲醛的摩爾比為1.0-2.0，所述的脲甲醛緩釋肥料成分如下:
總含氮量> 38%、冷水不溶氮含量> 24%、熱水不溶氮含量< 14%、活力系數> 40%、縮二脲含量彡0.5%、水分含量彡3%。
脲甲醛緩釋肥料的生產方法，其特征在于:該肥料是通過如下步驟進行生產的:
步驟一:將尿素和甲醛按摩爾比為1.0-2.0加入反應釜中，在pH值4.0-9.0、溫度控制在40~90°C、反應時間為0.5-3小時的條件下進行反應，生成脲甲醛懸浮液；
步驟二:經離心機將脲甲醛懸浮液固液分離，將其中濾餅烘干至水分含量1.0-3.0% ；再粉碎至40~80目即可。
優點及效果:
本發明提供了一種釋放緩慢、肥效期長、利用率高，并且具有速效、中效和長效比例適合農作物生長需肥規律的脲甲醛(UF)緩釋肥及其生產工藝，生產該緩釋肥料的原料簡單易得，并且生產方法簡便，投入小，市場大。
【附圖說明】:
圖1是生產脲甲醛的生產流程圖； 圖2是生產脲甲醛的化學反應方程式。
【具體實施方式】:
下面通過實施例進一步說明本發明的生產工藝實施例1:
一種脲甲醛緩釋肥料是由下述原料摩爾比例構成:尿素:甲醛=1:1，其生產工藝如下:按上述比例取尿素(含氮量大于等于46%) 100公斤；甲醛(含量大于等于36%) 100公斤，加入反應釜、在下述反應條件下進行:加成反應PH8.0，溫度80°C，時間30分鐘，聚合反應PH4.5，溫度55°C，時間I小時；再經離心、烘干、粉碎即可。
所生產的脲甲醛主要技術指標為:
總氮含量=38.5% ;冷水不溶氮25.5% ;活力系數:52% ;縮二脲0.4% ;水分:2.6%。
實施例2:
一種脲甲醛緩釋肥料是由下述原料摩爾比例構成:尿素:甲醛=2:1，其生產工藝如下:
按上述比例取尿素(含氮量大于等于46%) 200公斤；甲醛(含量大于等于36%) 100公斤，加入反應釜、在下述反應條件下進行:加成反應pH8.5，溫度78°C，反應時間40分鐘，聚合反應pH4.2，溫度50°C，時間55分鐘；再經離心、烘干、粉碎即可。
所生產的脲甲醛主要技術指標為:
總氮含量=39.0% ;冷水不溶氮26.1% ;活力系數:48% ;縮二脲0.35% ;水分:2.3%。 實施例3:
一種脲甲醛緩釋肥料是由下述原料摩爾比例構成:尿素:甲醛=1.5:1，其生產工藝如下:
按上述比例取尿素(含氮量大于等于46%) 150公斤；甲醛(含量大于等于36%) 100公斤，加入反應釜、在下述反應條件下進行:加成反應PH7.8，溫度65°C，反應時間2小時，聚合反應pH5.6，溫度45°C，時間42分鐘；再經離心、烘干、粉碎即可。
所生產的脲甲醛主要技術指標為:
總氮含量=38.8% ;冷水不溶氮26.8% ;活力系數:51% ;縮二脲0.41% ;水分:1.9%。 實施例4:
一種脲甲醛緩釋肥料是由下述原料摩爾比例構成:尿素:甲醛=1.6:1，其生產工藝如下:
按上述比例取尿素(含氮量大于等于46%) 160公斤；甲醛(含量大于等于36%) 100公斤，加入反應釜、在下述反應條件下進行:加成反應pH7.8，溫度75°C，反應時間48分鐘，聚合反應pH6.6，溫度71°C，時間I小時；再經離心、烘干、粉碎即可。
所生產的脲甲醛主要技術指標為:
總氮含量=38.6% ;冷水不溶氮27.2% ;活力系數:58% ;縮二脲0.31% ;水分:2.4%。 實施例5:
一種脲甲醛緩釋肥料是由下述原料摩爾比例構成:尿素:甲醛=1.3:1，其生產工藝如下:
按上述比例取尿素(含氮量大于等于46%) 130公斤；甲醛(含量大于等于36%) 100公斤，加入反應釜、在下述反應條件下進行:加成反應PH6.8，溫度80°C，反應時間1.1小時，聚合反應pH7.7，溫度41°C，時間70分鐘；再經離心、烘干、粉碎即可。
所生產的脲甲醛主要技術指標為:
總氮含量=38.9% ;冷水不溶氮27.9% ;活力系數:42% ;縮二脲0.25% ;水分:1.6%。
如圖1所示，脲甲醛(UF)的生產(反應)原理:尿素和甲醛在堿性條件下發生加成反應生成甲基脲；再經酸性條件發生聚合反應生成聚甲基脲(即脲甲醛UF)。
因原料配比不同以及反應PH值不同，反應溫度和時間的不同，可產生出不同鏈長比例的聚甲基脲混合物，通過共價和離子鍵連接，以及相互吸附、包裹而構成的一類新型組合物，沒有統一的分子式，其通式為:
NH2CO(NHCH2NHCO)n 式中 η 在 1~8 之間。
其所含氮素的釋放速度取決于各組物的性質，以及相互間連接的化學鍵，立體化學結構、親疏水性、降解難易和交聯程度。
本發明的實質性特點在于通過不同的生產工藝(原料配比、PH值、溫度和時間)可生產出不同鏈長、不同組合的聚甲醛脲一脲甲醛(UF)緩釋肥料，使其肥料的速效、中效和長效比例、分布以及總體肥效期與不同作物不同土壤和氣候條件的需肥規律達到更加協調和同步，從而達到最佳效果。
本發明的創新點和顯著進步，體現在脲甲醛的肥效期和釋放速度可通過生產工藝加以人為調整達到與農作物需肥規律盡量同步，使其速效氮(水溶性氮)、中效氮(冷水不溶而熱水可溶性氮)和長效氮(熱水不溶性氮)的比例，適合不同作物的需求，達到最佳肥效期和利用率。達到苗期供肥充足，生長旺盛，后期不脫肥產量增加；同時還可適用于需肥期更長的城市綠化和工程綠化。
【主權項】
1.一種脲甲醛緩釋肥料，該肥料由尿素和甲醛組成，其特征在于:尿素與甲醛的摩爾比為1.0-2.0，所述的脲甲醛緩釋肥料成分如下: 總含氮量> 38%、冷水不溶氮含量> 24%、熱水不溶氮含量< 14%、活力系數> 40%、縮二脲含量彡0.5%、水分含量彡3%。
2.一種如權利要求1所述的脲甲醛緩釋肥料的生產方法，其特征在于:該肥料是通過如下步驟進行生產的: 步驟一:將尿素和甲醛按摩爾比為1.0-2.0加入反應釜中，在pH值4.0-9.0、溫度控制在40~90°C、反應時間為0.5-3小時的條件下進行反應，生成脲甲醛懸浮液； 步驟二:經離心機將脲甲醛懸浮液固液分離，將其中濾餅烘干至水分含量1.0-3.0% ；再粉碎至40~80目即可。
【專利摘要】本發明提供了一種緩控釋肥料—脲甲醛（UF）緩釋肥料。該肥料是由尿素和甲醛合成的一種化學型緩釋肥料，其生產工藝可通過對反應條件：原料配比、pH值、溫度和反應時間的控制產生出不同肥效期，即速效、中效和長效緩釋肥料，達到苗期不缺肥，生長旺盛，后期不脫肥增產增收。通過生產工藝的調控可生產出肥效期由50~60天，90~120天到一年以上的各種產品；利用率可提高一倍以上，可廣泛用于農業、林業和城市綠化、工程綠化。可單獨使用，亦可與其他肥料配合使用，還可制成各種復混肥料。生產工藝簡便易行、投資少、見效快、原料充足、市場廣闊。
【IPC分類】C05G3-08, C05C9-00
【公開號】CN104609998
【申請號】CN201410723199
【發明人】張金星, 杜志剛, 西浩源, 曹承綿
【申請人】遼寧綠源生物肥業有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月3日