[发明专利]包封颗粒

说明书

背景技术

1.技术领域

本发明通常涉及一种包封物。更具体地，本发明涉及一种包含核颗粒、基层和外层的包封颗粒。

2.相关技术描述

包封颗粒如控释肥料是农业领域所已知的。这类包封颗粒通常包含一个或多个位于包含肥料如尿素的核颗粒周围的层。所述层的厚度和完整性限制了包封颗粒的溶解速率，尤其是核颗粒将核颗粒如“有效载荷”释放至包含水分的土壤中的速率。

遗憾的是，许多常规包封颗粒具有厚度不均一的一个层或多个层，这导致溶解速率加快。正如农业领域所已知的那样，该加快的溶解速率导致浪费和植物毒性，即肥料对植物生长的毒性作用。进一步地，许多常规包封颗粒具有存在完整性问题的层，这是因为所述层包含缺陷如裂纹、凹坑、凹陷等。当包含该类缺陷的层位于核颗粒周围时，所述裂纹、凹坑和/或凹陷允许水和其他液体渗透所述层，因而过早接触并溶解所述核颗粒。为了克服这类缺陷，通常必须在核颗粒周围设置多个具有相当厚度的层，这导致形成所述包封颗粒的生产方法耗时且昂贵。更进一步地，取决于所述一个或多个层的组成，由于所述层在温度范围和环境条件下缺乏足够的硬度和耐久性，许多常规包封颗粒倾向于破裂并导致其他性能问题。这样的破裂降低了所述包封颗粒的贮存期限并导致在包封颗粒的储存、处理和使用期间的浪费。

因此，依然存在提供具有改善防潮性、改善的耐溶胀性以及在温度范围内和环境条件下改善的硬度和耐久性的包封颗粒的机会。而且依然存在提供具有扩展的且更可预测的溶解速率的包封颗粒的机会和提供形成该包封颗粒的高效且有效方法的机会。

发明概述和优点

包封颗粒包含核颗粒、基层和外层。基层位于核颗粒周围且包含聚碳化二亚胺。外层位于基层周围且包含蜡。

形成包封颗粒的方法包括如下步骤：使异氰酸酯在催化剂存在下反应以形成聚碳化二亚胺，用所述聚碳化二亚胺包封核颗粒以形成所述基层，并用蜡包封所述基层以形成外层。此外，用于制备包封颗粒的体系包含核颗粒、异氰酸酯、催化剂和蜡。

由于基层包含聚碳化二亚胺且外层包含蜡，所述核颗粒特别有效地抗核颗粒的快速释放并提供核颗粒的控释，例如溶解。聚碳化二亚胺赋予基层以诸如疏水性、热稳定性、耐磨性和耐久性的性能。包含蜡的外层与基层联合作用以促使更充分地包封核颗粒，并由此使得获得优异控释性能所需的基层量最小化。此外，所述形成包封颗粒的方法还促使更充分地包封核颗粒并形成具有均一厚度和最少缺陷的基层和外层。

优选实施方案的详述

本发明提供了一种包封颗粒、一种形成所述包封颗粒的方法和用于制备所述包封颗粒的体系。所述包封颗粒包含核颗粒，位于所述核颗粒周围的基层和位于所述基层周围的外层。所述核颗粒通常包含可含有钙、镁、氮、磷、钾、硫及其组合的肥料。肥料可选自氮肥、磷肥、钾肥、硫肥及其组合，例如混合肥。合适的肥料包括但不限于无水氨、尿素、硝酸铵、尿素硝铵、硝酸钾、硝酸铵钙、磷酸钙、磷酸、磷酸一铵、聚磷酸铵、硫磷酸铵、钾肥、硝酸铵、硝酸钾、氯化钾、硫酸钾、硫酸铵和硫酸及其组合。肥料的非限制性典型实例包括尿素和磷酸一铵。

所述核颗粒还可包含除肥料之外的组分。该类其他组分包括但不限于除草剂、杀虫剂、杀真菌剂以及其他用于农业应用的组分。然而，所述包封颗粒不限于用于农业应用中，且本发明的核颗粒不限于紧前文所述的肥料或其他组分。

尽管核颗粒的形状并不重要，但优选具有球状的核颗粒。因此，所述核颗粒通常为圆形或近似球状。尽管核颗粒可具有任意尺寸，但核颗粒的粒度通常为170号至5/16英寸，更通常为35号至31/2号，最通常为18号至5号筛，根据标准尺寸测定技术使用美国筛制测量。即，核颗粒的粒度通常为0.1-7mm，更通常为0.5-5mm，最通常为1-4mm。为圆形或近似球状且具有该粒度的核颗粒通常允许使用更少量的层且通常允许与具有其他粒度的核颗粒相比，所述层以提高的均匀性和完整性设置于核颗粒周围。

本文所用的术语“位于……周围”涵盖所述层位于核颗粒周围，且还涵盖核颗粒被所述层部分和完全覆盖。所述层以足以形成可有效用于控释应用的包封颗粒的程度位于核颗粒周围。因此，所述包封颗粒的任意给定试样通常包含其上设置有所述层的核颗粒，且所述层通常位于各个核颗粒的足够大的表面积周围，从而可有效控制核颗粒的释放。

所述层通常位于核颗粒的至少约75%，更通常至少约95%，最通常至少约99%的周围。换言之，所述层可部分或完全包封核颗粒。