[發明專利]聚氨酯/環氧樹脂復合材料包膜控釋肥料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110168782.6
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN102320883A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 馮歲寒
• 申請（專利權）人: 馮歲寒
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種新型高分子包膜控釋肥料，特別涉及一種聚氨酯/環氧樹脂復合材料包膜控釋肥料及其制備方法。

背景技術

肥料是糧食的糧食，化學肥料的發明及使用對于保障世界糧食安全起到了重要的作用。我國是一個農業大國，化學肥料在農業生產投資中的比例約占50％，但是我國肥料的當季利用率卻只有30％左右。肥料利用率低下的原因主要包括其使用方式的不合理以及化學肥料速溶易損失等固有的缺點。因此提高肥料利用率，科學合理施肥，大力推廣平衡施肥以及按需施肥，同時開發肥料新品種，提高肥料品質，是肥料行業一直關注的焦點。控釋肥料是眾多的肥料新品種中重要的一種，它是利用高分子材料在肥料表面形成一層薄膜，控制養分在土壤中的溶出速率，改變常規化肥易溶易流失的缺點，從而達到節省肥料，提高肥料利用率，減輕環境污染，提高經濟效益的綜合目的。

在我國，采用有機溶溶解高分子材料，如聚烯烴類材料，然后噴涂在肥料表面形成有機溶劑型包膜控釋肥，雖然其生產工藝較為成熟，但是其存在生產成本較高，生產連續化水平較低，生產過程中使用有機溶劑，膜材料不容易降解等諸多缺點。針對包膜材料及工藝的綠色及環境友好化，水乳液型包膜控釋肥料有其優點，它以水作溶劑，工藝體系脫離了有機溶劑，簡化了生產工藝設備，生產成本有所降低，但是乳液型控釋肥料的制備中，水分揮發的濕潤環境造成肥料溶化是公認的乳液包膜難題，包膜肥料樣品的控釋性能由此受到很大的限制。采用小分子材料在肥料表面直接聚合反應形成隔水的高分子膜層即反應成膜型包膜控釋肥料，因其成膜工藝先進，生產連續化水平高，生產成本低，控釋效果好等優點，受到研究者的廣泛重視，可應用于原位反應的材料體系得到了廣泛的研究。

已經有研究者采用聚氨酯、環氧樹脂等材料進行原位聚合型控釋肥料的研究。中國專利CN1130612(1995)中采用環氧聚合物底涂層的受控釋放肥料及制法，該發明使用含有至少兩個環氧基團的環氧樹脂與至少含有兩個氨基基團的胺類固化劑反應在肥料表面反應成膜；中國專利CN101068628(2005)，CN101006032A(2005)，CN101362665A(2008)中采用聚氨酯材料多元醇和異氰酸酯進行控釋肥料的制備；中國專利CN101684052(2008)中在涂硫尿素的表面進行熱固性樹脂如環氧樹脂以及聚氨酯類原位反應材料進行包膜，改善涂硫尿素的控釋性能；中國專利CNCN1569773(2004)中公布了以噴涂熔融尿素為底涂層的方法制備環氧樹脂包膜控釋復合肥料，該發明首先在復合肥表面進行尿素涂層然后再進行多次環氧樹脂包膜涂層的方法制備控釋復合肥料；中國專利CN101367685(2008)中描述了采用以聚氨酯為底涂層，以環氧樹脂為第二層的雙重包膜控釋肥料，同時添加天然的改性劑，降低包膜肥料的成本；中國專利CN101367690A(2009)中描述了改性環氧樹脂的包膜肥料的制備方法，其采用雙酚A環氧樹脂及其固化劑(胺類固化劑)加入包膜的改性劑(可降解的谷物粉，橡膠粉等)進行包膜，通過添加可降解的改性劑來提高材料的環境降解能力，并且降低生產成本。

由上述的專利中可以看出，聚氨酯，環氧樹脂作為包膜控釋材料的應用已經十分的廣泛。但是采用聚氨酯材料，高分子薄膜的硬度較差，高分子材料的透水性能較強，制備具有較長控釋期的控釋肥料成本較高；采用環氧樹脂進行包膜也存在著很多的問題，環氧樹脂的固化劑主要是有機胺類化合物，由于固化反應一般在80度以上的溫度進行，且其固化時間較長，由此導致有機胺的揮發與分解，從而造成包膜材料的浪費，反應穩定性差，生產成本的增加以及工作環境的惡化等問題，同時造成環氧樹脂的固化效果達不到要求，影響包膜肥料的控釋性能，雖然有研究者采用涂硫或者噴涂尿素等方法改善復合肥料包膜的工藝，但是這大大的增加了工藝的復雜性，造成生產成本的增加。因此研究開發控釋性能以及生產工藝更加優良的原位反應材料及其工藝體系具有現實意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚氨酯/環氧樹脂復合材料包膜控釋肥料及其制備方法。

本發明提供的聚氨酯/環氧樹脂復合材料包膜控釋肥料，由肥料顆粒和包裹在所述肥料顆粒表面的包膜層組成；

所述肥料顆粒的平均粒徑為2-6毫米，優選3-5毫米；所述包膜層占所述肥料顆粒質量的0.5-10％，具體可為4.4-7.3％、4.6-5.8％或5.5-7.3％，優選2.5-6.5％；

所述肥料顆粒為水溶性單質肥料、含有微量元素的水溶性單質肥料或由所述水溶性單質肥料中的至少兩種混合而得的復混肥料；