[發(fā)明專利]可降解光固化包膜材料及其在包膜緩/控釋肥料中的應用

有效

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• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103342910A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 徐祖順;王仁宗;顏萍;陳文求;劉裕
• 申請（專利權）人: 湖北富邦科技股份有限公司;湖北大學
• 主分類號: C09D4/00
• 分類號: C09D4/00;C09D4/02;C05G3/00
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

技術領域

本發(fā)明涉及材料與肥料技術領域，具體地指一種可降解光固化包膜材料及其在包膜緩/控釋肥料中的應用。

背景技術

肥料是農業(yè)生產(chǎn)最重要的生產(chǎn)資料之一，是農作物生長必不可缺的物資基礎，它對提高農作物的產(chǎn)量具有舉足輕重的作用，更是對國家和社會的發(fā)展提供了堅實的物質基礎。近年來，隨著人口突增、耕地銳減和糧食供需矛盾日益凸顯，使得農業(yè)生產(chǎn)過度依賴化肥，結果導致化肥過度施用。我國是農業(yè)大國，化肥在農業(yè)生產(chǎn)投資中的比例高達50%，我國化肥用量占世界總量的40%，但化肥的當季利用率僅為30%左右，由此造成了嚴重的資源浪費和巨大的經(jīng)濟損失，更重要的是對人體、大氣、土壤和糧食等造成了嚴重的污染問題。因此，如何提高化肥的利用率，減少流失和浪費成為我國乃至世界面臨的一項重大任務。

緩/控釋肥料能夠延緩和/或控制養(yǎng)分的釋放，從而提高肥料的利用率，減少養(yǎng)分的流失和浪費，進而減輕由此帶來的環(huán)境和社會壓力，因此在農業(yè)上得到大力的推廣和應用。國外早在20世紀初，就已提出緩/控釋肥料的概念。經(jīng)過70年的發(fā)展，到20世紀90年代，各種類型的緩/控釋肥料的發(fā)展趨于成熟，并廣泛用于高爾夫球場、園林花卉等非農經(jīng)濟作物市場，部分用于水稻、小麥、玉米等農業(yè)大田作物市場。

在各種緩/控釋肥料中，如化學合成的脲醛類緩釋肥料、添加生化抑制劑的穩(wěn)態(tài)肥料和包膜包衣類緩釋和控釋肥料，僅有高分子包膜的肥料被國內外的專家們稱為真正的控釋肥料。這是因為這種肥料的養(yǎng)分在土壤中的溶出速率可調節(jié)為與作物的生長需求相一致，從而達到減少施肥量，提高肥料利用率和農業(yè)增產(chǎn)增收的目的。

高分子包膜材料可分為有機溶劑型、水乳液型和原位反應成膜型三種。其中有機溶劑型高分子包膜材料是國內外研究較多和較成熟的一種，一般以聚烯烴或廢舊的塑料等熱塑性樹脂為膜材料，將其溶于有機溶劑后再噴涂于顆粒肥料表面成膜。這種包膜型控釋肥料的成本較高，有機溶劑的回收對設備有嚴格特殊的要求，設備投入和能源消耗較大，同時生產(chǎn)過程中的有機溶劑容易帶來環(huán)境污染，包膜材料不可降解，容易造成白色污染。水乳液型高分子包膜材料雖然沒有因有機溶劑帶來的環(huán)境污染和設備的額外投入等問題，但是其膜材料同樣難以降解，且包膜過程中同樣需要消耗大量熱能。此外，由于這種包膜材料中的水在包膜過程中不可避免的將核芯肥料（易溶于水）溶出，造成包膜不充分或包膜量較溶劑型包膜材料用量更大。因此，在同等養(yǎng)分緩/控釋效果的情況下，其成本和溶劑型高分子包膜控釋肥料一樣居高不下。原位反應成膜型高分子包膜材料，主要是以多元醇和異氰酸酯在顆粒肥料表面反應生成聚氨酯膜層。采用這種包膜材料生產(chǎn)的包膜控釋肥料具有無有機溶劑和副產(chǎn)物，安全無毒，且成本有所降低，但仍然難被大田農業(yè)所接受。此外，這種包膜材料的包膜反應對環(huán)境敏感，且包膜工藝不易控制，包膜過程仍然有大量的能源消耗，膜材料仍然難以降解。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題就是提供一種來源廣、成本低、環(huán)境友好的可降解光固化包膜材料，并將其用于生產(chǎn)包膜緩/控釋肥料。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種可降解光固化包膜材料，其特征在于：它按重量百分比計包括：50~90%的改性植物油預聚物、5~45%的活性稀釋劑和1~5%的光引發(fā)劑。

進一步地，它按重量百分比計包括：60~85%的改性植物油預聚物、20~35%的活性稀釋劑和2~5%的光引發(fā)劑。

再進一步地，可降解光固化包膜材料中所述改性植物油預聚物是以不飽和羧酸（或羧酸酐）和環(huán)氧樹脂改性環(huán)氧植物油的產(chǎn)物；其中，不飽和羧酸（或羧酸酐）的羧基與環(huán)氧樹脂和環(huán)氧植物油混合物中環(huán)氧基摩爾比為0.8~1.5，環(huán)氧樹脂的用量為環(huán)氧植物油重量的0~10%。