[發明專利]一種動物油基聚氨酯包膜控釋肥及其制備方法

在審

• 申請號: 201611179963.8
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106588359A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 楊越超;解加卓
• 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

本發明涉及一種動物油基聚氨酯包膜控釋肥及其制備方法，屬于新型肥料生產領域。

(二)背景技術

我國是世界肥料生產和使用大國，2015年化肥年用量達7627.36萬噸(純養分)，且仍以年均5％左右的速度增長。肥料的廣泛使用極大增加了糧食產量，但是由于傳統的肥料利用率很低，特別是氮肥的利用率只能達到30％左右，不僅造成了嚴重的資源浪費，而且污染環境，因此提高肥料利用率刻不容緩。包膜控釋肥，是一種通過包膜來控制養分釋放速率，達到安全、長效、高效等目的的肥料。其控釋效果主要通過在肥料表面包覆一層不透水的膜殼實現，由于膜殼上的微孔太小，液態的水根本無法通過，只能以水分子形態進入膜內，使肥料顆粒完全和外部隔絕，而養分釋放速率可以通過薄膜孔徑大小、化學或生物分解速度來控制。目前，包膜控釋肥按照包膜材料的性質可分為無機物包膜控釋肥和有機物包膜控釋肥，常見的控釋肥大致分為：硫包衣(肥包肥)、聚合物包衣等，其中聚合物包膜控釋肥的肥料利用率高，近根使用可達80％以上，因此聚合物基包膜控釋肥被認為是21世紀肥料發展的方向。

聚氨酯，是一類新興的由異氰酸酯與羥基化合物聚合而成的高分子聚合物，具有良好的耐水性、韌性、高彈性、耐磨性、耐老化性和粘合性等性能，被廣泛應用于國民經濟眾多領域，被譽為“第五大塑料”。目前，利用聚氨酯制備包膜控釋肥的研究發展迅速，已有企業研發并生產出使用石油基多元醇作為包膜原料的聚氨酯包膜控釋肥，能夠滿足植物生長所需，且市場反響良好。但是，由于制備控釋肥料的石油基多元醇受到石油資源的有限性、不可再生性以及較大生態污染性等方面的限制，具備環保和資源可再生性等特點的生物基聚氨酯控釋肥受到越來越多地關注和應用。

我國幅員遼闊，每年生產和使用的各種植物油和動物油數以千萬噸。近年來，不斷有新的關于植物油基多元醇的制備和應用的專利出現，如：CN201610060812.4、CN201610060162.3、CN201610060812.4、US6107433、CN201510243984.0、CN201210223015.5、201010215609.2、CN200810155060.5、CN200810054890.9、CN200680015354.7等。并且也有一些關于使用植物油基多元醇制備植物油基聚氨酯包膜控釋肥的專利，如：CN201510595057.5、CN201310261558.0。但是，尚未見到利用動物油基合成動物油基多元醇，以其作為原料制備動物油基聚氨酯包膜控釋肥的專利文獻資料。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種動物油基聚氨酯包膜控釋肥及其制備方法；本發明所采用的材料具有來源豐富、可再生、成本低的特點，且適用范圍廣，適用于所有種類動物油，以其作為原料制備動物油基多元醇，可完全或部分替代石油基多元醇，應用于聚氨酯包膜控釋肥的生產；本發明制備的控釋肥，包膜速度快，控釋肥產品控釋期為1-6個月，可極大提高肥料利用率，且膜殼可在土壤中生物降解，不會產生環境污染，產品更環保；本發明加工工藝簡單，生產過程無三廢排放，能耗低、效率高，屬環保低能型工藝。

一種動物油基聚氨酯包膜控釋肥，其特征在于通過如下制備方法得到：

先將動物油、小分子多元醇和催化劑制備得到動物油基多元醇，然后將動物油基多元醇和異氰酸酯作為包膜材料以一定壓力連續噴涂到尿素顆粒表面，連續固化成膜，制得動物油基聚氨酯包膜控釋肥。

所述的動物油基多元醇的制備方法為：

動物油、小分子多元醇和催化劑，按照摩爾比100:(50-300):0.5的比例混合，加入反應釜中在80-120℃條件下不斷攪拌0.5-1小時，反應生成動物油基多元醇，然后使用去離子水將產物多次洗滌，最后將洗滌后產物加入旋轉蒸發儀中在溫度50-90℃、真空度0.06-0.098MPa條件下不斷旋轉去除水分，制得動物油基多元醇。

將需要包膜的肥料顆粒在包衣機中50-80℃條件下預熱5-10min，轉速設置為10-40rpm，隨后將動物油基多元醇和異氰酸酯作為包膜材料按照質量比為0.8-1.3:1混合后以0.1-0.5MPa的壓力連續噴涂到肥料顆粒表面，可連續固化成膜，制得動物油基聚氨酯包膜控釋肥。

所述動物油為雞油、鴨油、鵝油、豬油、牛油、羊油、奶油或魚油中的一種或幾種。

所述的小分子多元醇為乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、丁三醇或丁四醇中的一種或幾種。