[發(fā)明專利]一種含高分子微納米粒的緩控釋包膜材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310390722.8
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103435424A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邢長民;魏亞峰
• 申請（專利權(quán)）人: 濟寧道淼新材料科技有限公司
• 主分類號: C05G3/02
• 分類號: C05G3/02;C05G3/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種緩控釋包膜材料，特別是一種含高分子微納米粒的緩控釋包膜材料。

背景技術(shù)

目前全世界范圍的環(huán)保問題正面臨前所未有的挑戰(zhàn)，地下水水質(zhì)變差、江河湖泊水體富營養(yǎng)化、耕地土壤質(zhì)量下降，等等，化學(xué)肥料的大量使用是造成這些問題的主要原因之一。所以，制造和使用環(huán)境友好型包膜緩釋肥料是當(dāng)前化肥工業(yè)發(fā)展的主要趨勢，也是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求。

包膜緩／控釋肥料是以顆?；蕿樾竞?，表面涂覆一層微水溶性的無機物或有機高分子聚合物，該物質(zhì)可改變化肥養(yǎng)分的釋放特性，延長或控制肥料養(yǎng)分釋放，使其養(yǎng)分的釋放與作物的需肥規(guī)律相協(xié)調(diào)，從而達(dá)到提高肥料利用率、減輕環(huán)境污染的目的。目前，關(guān)于包膜緩／控肥料的研究，主要集中在膜質(zhì)材料的選擇、養(yǎng)分緩／控釋機理、肥效多功能化幾個方面。

無機物包膜肥料主要以美國的硫磺包膜尿素(SCU)為代表，其優(yōu)點是材料來源廣泛、價格低，殘留的空殼能夠破碎降解，缺點是控釋效果差，養(yǎng)分含量低。有機高分子聚合物應(yīng)用在包膜肥料方面的研究越來越多，其包膜比無機物膜具有更好的阻水性能，包膜表面更光滑更薄，緩釋效果也更好。

但是聚合物包膜目前也存在一定的問題。一是所用熱塑性高分子或熱固性高分子皆成本較高，而且殘留在土壤中的聚合物空殼不易降解，從而造成土壤環(huán)境的污染；二是包膜工藝復(fù)雜，需要用到特殊的有毒溶劑。聚合物包膜的制備工藝，通常是先將聚合物溶解于特定有機溶劑中，然后采用噴霧沉淀相轉(zhuǎn)化法成膜。美國專利US?4019890公開了一種聚烯烴包膜制備方法，使用的是苯、甲苯、三氯乙烯、四氯乙烯等有機溶劑。專利US5147442及ZL87105398、ZL89101193公開的聚烯烴包膜制備工藝，是以1，2-環(huán)氧丙烷作為溶解介質(zhì)。ZL01133415.0以丙烯酸樹脂和纖維素為包膜材料，選用的是以甲苯為主要成分的溶劑體系。開發(fā)一種新型高效、環(huán)保、經(jīng)濟的包膜材料及簡單易行的生產(chǎn)工藝，是緩控釋肥料今后發(fā)展的主要方向。

緩控釋肥料的多功能化是化肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的另一重要方向。在肥料中添加殺蟲劑、生物活性物質(zhì)及微量元素，比如阿維菌素、井岡霉素、武夷菌素、醚菊酯、伊維菌素、青蒿琥酯、α-萘乙酸、生長素、赤霉素、脫落酸、水楊酸、茉莉酸、B、Zn、Mn、Mg、Fe，等等。這類物質(zhì)與控釋肥料的結(jié)合目前只停留在混合、載體吸附等方式，對目標(biāo)物的控釋效果較差，釋放速率的控制很難實現(xiàn)，不能達(dá)到長時間的緩慢釋放。目前為止，通過化學(xué)結(jié)合、鍵合、螯合等方式對目標(biāo)物進行附載和固定的研究還很少報道。

緩／控釋肥料對養(yǎng)分的緩釋機制，一是破裂機制，二是擴散機制。無機物包膜肥料，以硫包膜尿素為例，在土壤中的養(yǎng)分緩釋過程為：聚合態(tài)硫、無定形態(tài)硫逐漸轉(zhuǎn)化為結(jié)晶態(tài)硫過程中導(dǎo)致硫殼層出現(xiàn)裂縫，從而使尿素分子釋放出來。Goertz?H.M.認(rèn)為有機高分子聚合物包膜緩／控釋肥料養(yǎng)分釋放是水分子通過包膜滲透進入肥料顆粒內(nèi)部，水氣在肥料顆粒上凝聚，并使之部分溶解，這樣在包膜肥料內(nèi)形成壓力，養(yǎng)分在濃度梯度推動下通過擴散釋放。有機高分子聚合物包膜材料的致密性好、與肥料間結(jié)合緊密、孔隙少，通常添加沸石粉、硅藻土、膨潤土等改善包膜結(jié)構(gòu)及孔隙率。但是迄今為止，尚沒有通過添加粒徑均一的各種微納米顆粒的方式，對包膜的孔隙率及緩控釋性能進行精準(zhǔn)控制的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有緩控釋包膜材料的不足，提供一種高效、環(huán)保、經(jīng)濟的新型包膜材料。

所述包膜材料不僅具有良好的成膜性、降解性，而且可以通過化學(xué)鍵合方式附載特定的活性物質(zhì)，實現(xiàn)緩控釋肥的多功能化。

所述包膜材料還進一步通過添加粒徑均一的各種微納米粒，對包膜的孔隙率及緩控釋性能進行精準(zhǔn)控制。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種含高分子微納米粒的緩控釋包膜材料，所述包膜材料包含以下組分，優(yōu)選同時包含以下組分：乙烯-醋酸乙烯共聚高分子及其共混高分子合金；聚乙烯吡咯烷酮及其絡(luò)合的微量元素、藥物；高分子微納米粒。

其中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚高分子，醋酸乙烯單元的含量在0.5％-45％，優(yōu)選5％-10％。