[發明專利]一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備及包膜方法

有效

• 申請號: 201210594306.5
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103058768A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 陳劍秋;孫德芳;范玲超;王敏;劉文龍;張強
• 申請（專利權）人: 山東金正大生態工程股份有限公司
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G5/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 趙龍群

技術領域

本發明涉及一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備及包膜方法，屬于化工生產的技術領域。

背景技術

我國化肥消耗量約占世界化肥消費總量的20~30%，居世界第一位，發達國家化肥當季利用率平均為50~60%，我國化肥當季利用率平均僅為30~35%。大量營養元素的流失浪費不僅給社會帶來巨大的經濟損失，而且還會造成嚴重的環境污染。目前，隨著化肥用量的不斷增加，在農產品追求產量與質量并重，以及環境友好的多重目標要求下，肥料的改性問題就顯得更為重要。控釋肥料的出現，提高了肥料利用率，有利于減少環境污染，保證糧食安全，也滿足了農民的實際需求。20世紀70年代，在李慶逵院士主持下，由中國科學院南京土壤研究所和南京化工研究所合作研究開發的包裹型長效碳酸氫銨，開創了我國研制緩/控釋肥料的先河。90年代以后，緩/控釋肥的研制進入快速發展時期，樹脂包膜、硫包衣、硫加樹脂包膜、營養材料包裹、基質復合、膠結控釋、酶學抑制等產品和工藝百花齊放。

中國專利文獻CN1229309C（03155813.5）公開了一種可控釋肥料的包膜材料及其制備方法；其中包膜材料由聚烯烴和石蠟、有機物料、無機物料中的一種或幾種組成，還可以加入表面活性劑，溶劑為松節油，包膜液的制備方法包括：首先，量取一定量的溶劑，加熱到70-120℃，然后加入聚乙烯和石蠟，待聚乙烯與石蠟基本溶解后，可加入淀粉0-60g，并不斷攪拌制備成均一的液體，保持加熱，直到包膜液的溫度達到160℃后停止加熱。中國專利文獻CN101973808A（201010294857.0）公開了一種淀粉包膜材料及其在包膜緩控釋肥料中的應用；該包膜材料包括：淀粉、纖維素、腐殖酸和交聯劑；其淀粉的質量為所述的淀粉包膜材料質量的90.0%～95.0%，纖維素的質量為所述的淀粉包膜材料質量的0～10.0%、且≠0，腐殖酸的質量為所述的淀粉包膜材料質量的0～10.0%、且≠0，交聯劑的質量為所述包膜材料質量的0.2%～5.0%；本淀粉包膜材料用作包膜緩控釋肥料的包膜，包膜質量是所述的包膜緩控釋肥料質量的2%～30%。上述中國專利文獻中采用有機聚合物包膜價格較高，膜材降解較慢；采用普通淀粉制備的包膜材料又難以控釋肥料養分釋放速度，達不到緩釋肥料國家標準GB/T23348-2009和控釋肥料行業標準HG/T4215-2011的要求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備及包膜方法。

發明概述

淀粉是環境友好材料，但普通淀粉難以控釋肥料養分，不能作為包膜材料，通過引入完全生物降解的聚乙烯醇增塑劑體系，既解決了淀粉成膜難題，滿足了緩控釋肥生產要求，又達到了包膜快速降解的目的。本發明通過對價格低廉的淀粉進行改性制得改性的淀粉薄膜，改性的淀粉薄膜作為緩控釋肥的包膜材料不但維持了較好的緩控釋效果并大幅降低緩控釋肥生產成本，而且能夠解決有機聚合物價格高和膜殼降解慢的問題。本發明通過科學的施肥方法在大田作物上推廣應用，以改善作物品質，提高肥料利用率，減少農業面源污染。

術語說明：

包膜率：指經過包膜造粒后的肥料顆粒中包膜材料的質量跟包膜前顆粒的質量比值。

本發明的技術方案如下：

一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，包括步驟如下，原料用量均為重量份：

（1）將20~30份多元醇、5~7份去離子水和1~3份聚乙二醇混合，65~70℃條件下攪拌0.4~1h得增塑劑；所述的多元醇為乙二醇、甘油、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、二甘醇、一縮二丙二醇或三羥甲基丙烷；

（2）將70~80份淀粉和35~40份聚乙烯醇混合并攪拌均勻，得淀粉漿料；

（3）將25~40份步驟（1）制得的增塑劑加入到100~120份步驟（2）制得的淀粉漿料中，140~160℃條件下攪拌15~30min，得淀粉薄膜塑化液；

（4）將50~60份步驟（3）制得的淀粉薄膜塑化液和15~20份聚烯烴溶于60~200份的二甲苯或松節油中，攪拌均勻，即得本發明易降解的緩控釋肥包膜材料。

根據本發明，優選的，所述的步驟（1）中聚乙二醇為聚乙二醇-200、聚乙二醇-600、聚乙二醇-800、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-4000或聚乙二醇-6000。

根據本發明，優選的，所述的步驟（2）中聚乙烯醇的平均分子量為：1.6萬~15萬。

根據本發明，優選的，所述的（4）中聚烯烴的分子量范圍為2萬~250萬；更優選的聚烯烴是分子量為2萬~100萬的聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。