[發(fā)明專利]一種雙層包膜肥料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510044560.1
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104609964A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 林清火;劉海林;華元剛;王龍宇;羅微;林釗沐;茶正早;郭澎濤;張培松;貝美容;楊紅竹
• 申請（專利權）人: 中國熱帶農業(yè)科學院橡膠研究所
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

技術領域

本發(fā)明涉及一種雙層包膜肥料及其制備方法，屬于緩控釋肥料技術領域。

背景技術

肥料和水是農業(yè)生產中兩個至關重要的因素。據統(tǒng)計，在全部農業(yè)生產支出中肥料占50％，是農業(yè)生產中最大物資投入，也是世界農作物增產極為關鍵的因素。然而有研究表明，我國主要糧食作物的氮肥利用率變幅在10.8％～40.5％之間，平均為27.5％，磷肥利用率則更低，不僅造成經濟損失，而且對環(huán)境產生嚴重污染。另外，隨著我國人口增長、經濟發(fā)展和氣候變化，我國農業(yè)，特別是北方地區(qū)農業(yè)干旱缺水狀況嚴重，已對農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和糧食安全產生嚴重影響。因此，尋求既能提高肥料利用率，又可有效地解決作物缺水問題的農藝措施已成為現(xiàn)代農業(yè)生產中的研究熱點和重點。

包膜肥料是以顆粒肥料為核芯，在肥料表面涂布一層無機物或是有機高分子聚合物，從而降低肥料溶解速率，延長養(yǎng)分釋放時間，使養(yǎng)分釋放與作物需肥規(guī)律相協(xié)調的肥料。包膜肥料施入土壤以后，包膜層能夠有效控制土壤水分與包膜肥料養(yǎng)分的溶解過程，控制養(yǎng)分透膜擴散速率，從而達到延緩養(yǎng)分供應時間的效果。包膜肥料在農業(yè)生產中的應用不僅能夠調節(jié)植物-土壤系統(tǒng)中養(yǎng)分的有效性，而且具有提高養(yǎng)分利用率，減少養(yǎng)分流失，減輕施肥對環(huán)境造成的污染等優(yōu)勢。

保水劑是近幾十年來研究的一種新型功能高分子材料，它是高分子親水性聚合物，帶有一種或多種親水性功能基團，這些功能基團及大分子碳鏈通過適度交聯(lián)形成的三維網絡結構，使其吸水量可達自身質量的數(shù)百倍至數(shù)千倍，是一種新型的土壤改良劑和農業(yè)節(jié)水抗旱材料。將保水劑應用到農業(yè)中，可在植物根系的周圍形成大量的微型“水庫”，在土壤缺水時逐步釋放吸附的水分供植物吸收利用，具有優(yōu)異的水分調控功能；同時，保水劑可有效調節(jié)改善土壤水、熱、氣狀況，改善土壤結構，減少土壤水分滲透和流失，提高肥料利用率，增加作物產量。保水劑在農田抗旱保水、改善土壤結構、保肥增效、作物保苗等方面具有廣闊應用前景。

保水劑與肥料復合一體化技術是利用物理或化學方法將保水劑與化學肥料有效結合，既賦予其養(yǎng)分緩控釋性能，又使其具有良好的吸水、保水、抗旱等性能。保水緩釋肥料作為保水劑與肥料復合一體化技術的載體，具有提高肥料利用率，節(jié)省農業(yè)用水，減輕環(huán)境污染等優(yōu)點，在現(xiàn)代農業(yè)領域中具有很好研發(fā)價值和推廣應用前景。目前，保水緩釋肥料制備工藝主要有吸附、混合造粒、包膜、化學聚合，其中包膜工藝是將包膜技術與保水劑應用技術有機結合，既能達到良好的養(yǎng)分緩釋效果，同時也具備吸水保水效果，保證具有較高養(yǎng)分含量，相對于其他工藝具有一定的優(yōu)勢，是一項有研發(fā)前景的新型肥料制備技術。申請?zhí)枮?00420055095.9的專利申請中公開了一種生態(tài)抗旱保水復合肥，包裹硫磺粉為分隔膜，保水劑粉末和泥炭粉為混合保水膜，非金屬礦粉或復粉為保護膜。但該申請中使用水或保水劑水溶液作為粘結劑，而保水劑粉末為易吸水聚合物，吸水后將增加包膜難度，對包膜層結構和緩釋效果產生負面影響，而且需延長肥料干燥時間，增加能耗。申請?zhí)枮?01110275712.0的專利申請中公開了一種雙層包膜保水緩釋肥及其制備方法，使用卡拉膠與鉀鹽或銨鹽水溶液交聯(lián)形成包膜內層，包裹高吸水性樹脂粉末或噴涂高吸水性樹脂溶液為外膜吸水保水層。但該申請中包膜內層工藝較為復雜，操作難度較大，而且是以鉀鹽或銨鹽的水溶液與卡拉膠粉末交聯(lián)形成水凝膠，其機械強度和膜層質量均難以控制，膜層干燥時間需較長。另外該申請中方法一是在噴入鉀鹽或銨鹽的水溶液形成包膜內層后直接加入高吸水性樹脂粉末包裹在肥料顆粒外層，并未使用粘結劑或包膜劑，因此包膜外層的厚度調節(jié)較難控制；方法二中使用高吸水性樹脂溶液為外層包膜材料，因此需要使用溶解性能強的溶劑(多為有毒溶劑)，而且為了利于噴涂，溶液中高吸水性樹脂質量濃度不能太大，使所需溶劑量大大增加，將阻礙其批量化生產。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種雙層包膜肥料及其制備方法，本發(fā)明中雙層包膜肥料具有保水和緩釋的作用，能提高肥料的利用率和節(jié)約水；本發(fā)明制備方法簡單，包膜層干燥迅速且無毒環(huán)保。

本發(fā)明提供的雙層包膜肥料，它由核芯肥料、包裹在所述核芯肥料表面的內層包膜材料和包裹在所述內層包膜材料表面的外層包膜材料組成；

所述內層包膜材料為微晶蠟；所述外層包膜材料包括保水劑和包膜劑，所述保水劑為淀粉類高吸水樹脂、纖維素類高吸水性樹脂或有機合成類高吸水性樹脂，所述包膜劑為醇溶性聚合物；

所述核芯肥料、所述內層包膜材料與所述外層包膜材料的質量比為100：0.5～2：3～20；

所述保水劑和所述包膜劑的質量比為100：5～30。