[發(fā)明專利]一種具有改進(jìn)機(jī)械性能的聚氨酯包膜控釋肥料及其制備方法與專用包膜材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910092051.0
• 申請(qǐng)日: 2009-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101671425A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 茹鐵軍;王金銘;鄭秀興;李青山;王國(guó)喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海石油化學(xué)股份有限公司;中國(guó)-阿拉伯化肥有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/81
• 分類號(hào): C08G18/81;C08G18/78;C08G18/67;C08G18/32;C08G18/66;C09D175/04;C05G3/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 關(guān) 暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包膜控釋肥料及其制備方法，尤其涉及一種具有改進(jìn)機(jī)械性能 的聚氨酯包膜控釋肥料及其制備方法與專用包膜材料。

背景技術(shù)

肥料，特別是化學(xué)肥料是作物生長(zhǎng)所必需的養(yǎng)分來(lái)源。

近年來(lái)，養(yǎng)分可以緩慢釋放的緩控釋肥料得到了較快發(fā)展，包括脲酶抑制劑型 (ZL?99113382.X)、脲甲醛型、難溶物質(zhì)包裹型(CN?85?1?01008，US?3342577)、樹(shù) 脂包膜型(CN?89101193.5，US?4657576)等。通過(guò)上述技術(shù)的采用，確保了作物肥 料養(yǎng)分的適度均勻供應(yīng)，同時(shí)又減少了養(yǎng)分流失，保護(hù)了環(huán)境。在上述技術(shù)類別中， 包膜型緩釋肥料是重要方向之一，因其養(yǎng)分釋放影響因素比較單一，宜于控制。

對(duì)于包膜控釋肥料，其控釋效果與膜層性能直接相關(guān)。一般情況下，膜層的厚 度為十幾u(yù)m至幾十um，膜層結(jié)構(gòu)或性能的細(xì)微變化將會(huì)導(dǎo)致控釋效果的明顯變化。 控釋肥料生產(chǎn)完成后，在施用到土地之前，要經(jīng)過(guò)包裝、運(yùn)輸和施用等過(guò)程。這就 要求包膜控釋肥料具有良好的物理性能，包括耐磨、抗機(jī)械沖擊等。

例如，硫磺包裹尿素SCU產(chǎn)品因?yàn)榱蚧堑拇嘈裕词沽蚧菍虞^厚，在其外層仍 需要再涂布部分其他物質(zhì)，一是加強(qiáng)阻水效果，二是增加膜層的耐磨、耐沖擊性能， 常用的SCU封口劑包括微晶蠟、石蠟、聚乙烯蠟，乙烯乙酸共聚物+蠟的混合物等， 相關(guān)專利如US3342577、US5219465、US5466274、中國(guó)專利200510042081.2、 200710100789.8等。另外，在一些包膜專利中，將聚氨酯和硫組合起來(lái)，阻水性能 和膜層的耐磨性也會(huì)得到明顯提高。RLC技術(shù)公司于1997年申請(qǐng)了專利US5599374， 將聚氨酯涂在硫磺涂層的外面；該公司于2002年又申請(qǐng)了專利US6338746，提出了 聚氨酯-硫磺-聚氨酯的三層復(fù)合包膜結(jié)構(gòu)。以上所涉及的專利主要是針對(duì)硫磺包 膜而言的，即硫磺是包膜的主體材料，而且更多的是從改善膜層的控釋性能角度出 發(fā)的，對(duì)膜層的物理性能改進(jìn)是較為有限的。

對(duì)于樹(shù)脂包膜來(lái)講，膜層較厚時(shí)，例如50um時(shí)，膜層本身具有一定的抗機(jī)械 損傷性能，因此膜層的耐磨、抗機(jī)械沖擊性能等并不是顯得十分重要；而對(duì)于薄膜 包衣型產(chǎn)品，例如膜層厚度在10-20um時(shí)，通過(guò)各種手段來(lái)改進(jìn)膜層的機(jī)械性能就 顯得十分必要。

對(duì)于聚氨酯薄膜包膜技術(shù)，為了改善膜層的物理性能，特別是抗沖擊性能，加 拿大Agrium公司專利WO?2004/011395在聚氨酯膜層中引入了無(wú)機(jī)或有機(jī)細(xì)粉，如 尿素粉塵、磷礦粉等，但這一外添加劑的引入，實(shí)際上起到了開(kāi)孔劑的作用，必然 會(huì)使膜層的阻水性能變差。2006年該公司又申請(qǐng)了專利WO?2007/016788，在聚氨 酯膜材中引入了環(huán)氧大豆油，并認(rèn)為可對(duì)薄膜包衣(膜層占肥料的比例＜3.0％)起 到明顯的改善抗沖擊性能效果，但這一技術(shù)膜層在土壤中的穩(wěn)定性可能會(huì)存在問(wèn) 題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種聚氨酯包膜控釋肥料及其制備方法與專用包膜材料。 該控釋肥料具有較好的抗機(jī)械損傷性能。

本發(fā)明所提供的聚氨酯包膜控釋肥料的包膜材料，由改性異氰酸酯、多元醇和 添加劑組成；其中，所述多元醇中羥基與改性異氰酸酯中的異氰酸根的摩爾比 [OH]∶[NCO]＝1∶0.8-2.0，優(yōu)選摩爾比為1∶0.9-1.2；所述多元醇為含有2-6 個(gè)羥基的醇，其分子量為60-3000Da；

所述添加劑為潤(rùn)滑劑和/或增韌劑；所述添加劑的加入量為所述改性異氰酸酯 和多元醇質(zhì)量的0.1％-20％，優(yōu)選為0.5％-10％。

本發(fā)明中所述的改性異氰酸酯是二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)與含2-3個(gè)羥基 的醇反應(yīng)形成的端基為異氰酸酯基團(tuán)的聚合物，所述改性異氰酸酯的分子量為 250-3000Da，所述改性異氰酸酯中異氰酸根的質(zhì)量含量為10-30％，優(yōu)選為15-26％， 所述改性異氰酸酯的官能度為2-2.7，優(yōu)選為2-2.2。上述改性異氰酸酯也可以通過(guò) 市售途徑購(gòu)得，例如DOW公司牌號(hào)為HB?6038的MDI預(yù)聚體(NCO含量23％，官 能度2)，或牌號(hào)為FE?139的MDI預(yù)聚體(NCO含量18.6％，官能度2)。

雖然六亞甲基二異氰酸酯(HDI)也可以改善膜層的彈性，但HDI毒性較大，因 此不宜采用。