[發明專利]一種廢舊紙改性包膜控釋肥料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410230859.1
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN103964970A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 楊越超;張民;耿毓清;馬麗
• 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

本發明涉及一種廢舊紙改性包膜控釋肥料及其制備方法，屬于緩控釋肥料生產領域。

(二)背景技術

目前，國內外用作控釋肥料包膜材料來源主要是來自石油化工等不可再生的原料，如：聚乙烯、聚苯乙烯、環氧樹脂、多元醇等。這些包膜材料的缺點主要是原料價格高、資源不可再生，另外這些成分很難在土壤中降解。以上的這些原因是導致樹酯包膜控釋肥料價格高、膜材不環保以及很難在大田作物上大面積推廣應用的主要限制因素。為了克服這些缺點，研究人員已經開展了大量的研究工作，開始應用有關的農業有機廢棄物進行液化作為主要包膜材料，但是這些包膜液化物或改性后的包膜液中含有大量的吸水基團或改性效果差，導致包膜控釋的效果差，肥料的養分釋放期很難超過3個月，在作物上的應用效果差。

因此加工和生產這種低成本環保型的包膜控釋肥料具有重大的社會效益和經濟效益，必將具有廣闊的開發和應用前景。

(三)發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種廢舊紙改性包膜控釋肥料及其制備方法，是利用回收廢舊報紙或紙質包裝箱經液化、改性后為主要包膜控釋材料的制備以及將其噴涂在復合(混)肥料或單質肥料表面上快速成膜生產包膜控釋肥料的方法。本發明是一種比以往普通的包膜控釋材料價格低廉、膜材料用量少、包膜工藝簡單、能耗低、包膜成本低、環保易降解的新型包膜控釋肥料。

一種廢舊紙改性包膜控釋肥料，是先將廢舊報紙或紙板箱粉末加入液化劑A制成液化物并改性，再將該改性液化物和固化劑C按照重量比1:1混勻后作為包膜材料噴涂到肥料顆粒表面、固化成膜得到包膜控釋肥料；所述包膜材料的重量占肥料總重量的2％-8％；所述改性液化物占肥料重量的0.5％；所述的固化劑C占肥料重量的0.5％。

所述的廢舊報紙或紙板箱液化物的制備方法為：將廢舊報紙或紙板箱粉碎成粉末后與液化劑A按重量比1:2～1:3混合，快速升溫至120～150℃，然后按照報紙或紙板箱粉末重量比的1‰和2‰分別先后加入濃磷酸和濃硫酸，不斷攪拌25-30分鐘，即可將廢舊報紙或紙板箱全部液化。

所述的液化劑A為棕櫚油、苯酚和碳酸丙烯酯的混合物，所述棕櫚油、苯酚和碳酸丙烯酯的重量比為1:(1-2)：(1-3),優選的比例為1:1.5:1。

所述的廢舊報紙或紙板箱液化物改性方法為：將液化物A與改性劑B按照重量比100：0.1混合，溫度60℃-80℃下不斷攪拌20-30分鐘。

所述的改性劑B為羥基改性硅油、水溶性聚醚硅油、甲基乙烯基硅油、端羥基聚二甲基硅氧烷或有機硅低聚物中的一種或者幾種，并添加占該改性劑B重量1‰的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉組成。

所述的固化劑C為含有多個異氰酸根的多異氰酸酯與甲基尿素的混合物，所述的多異氰酸酯為多亞甲基多苯基多異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯或異氟爾酮二異氰酸酯中的一種或幾種物質組成；其中所述的含有多個異氰酸根的多異氰酸酯與甲基尿素的重量比為100:1-5，優選比例為100:2。

本發明還涉及上述廢舊紙改性包膜控釋肥料的制備方法，包括如下步驟：

1)廢舊報紙或紙板箱的液化物的制備：

將回收的廢舊報紙或紙板箱破碎成粉末并與液化劑A按重量比1:2-1:3混合放入反應釜,快速升溫至120—150℃，然后按照報紙或紙板箱粉末重量的1‰和2‰分別先后加入濃磷酸和濃硫酸，不斷攪拌25-30分鐘，得到液化物；所述的液化劑A為棕櫚油、苯酚和碳酸丙烯酯的混合物，所述棕櫚油、苯酚和碳酸丙烯酯的重量比為1:(1-2)：(1-3),優選的比例為1:1.5:1。

2)廢舊報紙或紙板箱液化物的改性：

將步驟1)得到的液化物與改性劑B按照重量比100：0.1的重量比混合，溫度60℃-80℃下不斷攪拌20-30分鐘得到改性液化物；所述的改性劑B為羥基改性硅油、水溶性聚醚硅油、甲基乙烯基硅油、端羥基聚二甲基硅氧烷或有機硅低聚物的一種或者幾種，并添加改性劑B重量比1‰的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉組成；

3)改性液化物在肥料顆粒表面的快速原位固化成膜反應：