[發明專利]以淀粉液化改性的熱固性樹脂包膜控釋肥料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310017918.2
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103242086A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 張民;陸盤芳;楊越超
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

（一）技術領域

本發明涉及一種以淀粉液化改性的熱固性樹脂包膜控釋肥料及其制備方法,屬于控釋肥料生產領域。

（二）背景技術

我國是一個農業大國，每年都要使用大量肥料，但肥料利用率非常低，由此造成經濟能源上的巨大浪費以及引發各種環境污染問題。因此，如何大幅度提高肥料利用率、改善農產品質量和實現環境友好型發展，是目前持續高效農業發展中的亟需解決的重要問題。包膜控釋肥料的發明和生產以及在農業上的應用，為解決這個問題開辟了新的思路和更有效的途徑。

包膜控釋肥料是以顆粒化肥為核心，表面涂覆低水溶性或微溶性的無機物或有機聚合物，改變化肥養分的溶出性，延長或控制肥料養分釋放，使土壤養分供應與作物需肥要求相協調的新型肥料。

目前，國內外包膜控釋肥類型主要是以高分子聚合物包膜肥料為主，以膜材料的性質可分為熱塑性樹脂包膜和熱固性樹脂包膜兩大類。熱塑性樹脂包膜的控釋肥以日本的“Meister”為代表。這些包膜控釋肥料大多數是應用溶劑先將包膜樹脂溶解，然后在流化床包膜塔中逐漸噴涂到肥料顆粒上而成膜。這種包膜肥料雖然具有很好的養分釋放功能，但由于樹脂價格昂貴，致使包膜肥料的生產成本較高，難以在農業上大面積推廣應用。熱固性樹脂包膜控釋肥以美國的“Osmocote”為代表，其包膜材料為聚氨酯和醇酸樹脂等聚合物材料。這些包膜控釋肥的主要特點是將包膜材料和固化劑噴涂到肥料顆粒表面直接固化反應成膜。該工藝制備簡單、固化快，非常適合大規模推廣使用。但是此類膜材料也有缺點，它們的主要成分是石油化產品，石油化產品的高價格和不斷枯竭的石油資源，難以維持控釋肥的可持續發展。因此，國內外迫切需要一種成本低、工藝簡單、控釋效果好的包膜控釋肥料，以便在農業生產中大面積推廣應用。

（三）發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種以淀粉液化改性的熱固性樹脂包膜控釋肥料及其制備方法，目的是提供一種成本低、工藝簡單，無需溶劑，固化快，殘膜易降解，適合于快速大批量生產的淀粉改性的熱固性樹脂包膜控釋肥料及其制備方法，解決了目前國際上控釋肥成本高難以推廣、依賴石化產品難以可持續發展和高分子殘膜降解較慢的關鍵技術難題。

一種淀粉液化改性的熱固性樹脂包膜控釋肥料，是用70～140份淀粉、100份液化劑和1～5份催化劑制成的淀粉包膜液和固化劑作為包膜材料同時噴涂到肥料顆粒表面而成；

所述的噴涂于顆粒肥料表層的包膜材料重量占肥料顆粒總重量的3.0～10.0%；所述的淀粉包膜液、固化劑分別占包膜材料重量的30～67%、33～70%；

所述的淀粉是小麥淀粉、玉米淀粉、大米淀粉、馬鈴薯淀粉、甘薯淀粉、木薯淀粉、紅薯淀粉或綠豆淀粉中的一種或幾種的混合物；所述的液化劑是二甘醇、乙二醇、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、聚乙二醇或丙三醇中的一種或幾種的混合物；所述的催化劑是鹽酸、硫酸或磷酸中的一種或幾種的混合物；所述的固化劑是多亞甲基多苯基多異氰酸酯、對苯甲烷二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、環己烷二亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、二甲基聯苯二異氰酸酯或三甲基六亞甲基二異氰酸酯中的一種或幾種的混合物；

所述肥料顆粒的粒徑為2～5mm；所述肥料顆粒選自尿素、硝酸磷肥、碳酸氫銨、NPK復合肥、硝酸銨、硫酸銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、氯化鉀、硫酸鉀或硝酸鉀。

一種淀粉液化改性的熱固性樹脂包膜控釋肥料的制備方法，包括如下步驟：

(1)首先將上述70～140份淀粉、100份液化劑和1～5份催化劑混合均勻，然后在100～200℃下反應20～60分鐘，用冰水浴冷卻至約100℃即得淀粉包膜液。(2)將肥料顆粒置于轉鼓中預熱至50～70℃，然后將淀粉包膜液與固化劑作為包膜材料同時噴涂到肥料顆粒表面直接反應固化成膜，即得淀粉改性的樹脂包膜控釋肥料。噴涂于顆粒肥料表層的包膜材料重量（即淀粉包膜液和固化劑的重量）占肥料顆粒總重量的3.0～10.0%；所述的淀粉包膜液、固化劑分別占包膜材料重量的30～67%、33～70%。養分釋放期是1～12個月。

本發明提供了一種以淀粉液化改性的熱固性樹脂包膜控釋肥料及其制備方法。其主要優點和特征是：

1.采用淀粉作為主要包膜材料，不僅原料來源廣泛，價格低廉，而且通過利用可再生的植物生物質資源，減少了對石化產品的依賴，實現了包膜材料的可持續發展。同時淀粉包膜材料具有生物可降解性，這種膜材料具有生物降解性，殘留在土壤中的膜殼能夠較快降解；促進了包膜控釋肥料向環境友好型發展。