[發明專利]一種生物基聚氨酯包覆的緩釋肥的制備方法

在審

• 申請號: 201611207854.2
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106699380A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 蔡小伶;王哲
• 申請（專利權）人: 山東多益成肥料科技有限公司
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/08;C08G18/42
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所11308
• 代理人: 李斌

技術領域

本發明涉及農業化肥領域，具體而言，涉及一種生物基聚氨酯包覆材料包覆的緩釋肥的制備方法。

背景技術

聚氨酯是一種應用廣泛的高分子合成材料，具有優良的物理機械性能、聲學性能、電學性能和耐化學性能。尤其顯著的特點是其性能特點可以通過改變反應原料來預先設計和改造，達到特定的使用目的，有“可縫合的聚合物”美譽。用于緩釋肥包覆材料的聚氨酯要求既要有良好的機械性能、耐磨性能和回彈性能，又要求在土壤中，通過環境的理化反應和微生物的共同作用，按照預定的速率逐步消解，從而釋放出包覆的化學肥料，以提供農作物在各個不同生長階段對肥料養分的有效需求，對提高作物產量、提高肥效、改善土壤結構具有顯著的作用。

基于采用包含多元醇在內的活潑氫化合物和異氰酸酯化合物制備聚氨酯材料的方法是已知的，然而采用聚氨酯材料作為緩釋肥包覆材料的方法國內鮮有報道。

CN 103665309 B公開了一種用于緩釋肥的聚氨酯彈性體組合物的制備方法，該方法由聚合物組份和預聚物組份配制而成，其中采用有機鉍類、有機鋅類或有機汞類中的一種作為催化劑。然而上述方法在材料的選擇和加工工藝方面都有一定的局限性：首先在材料的選擇方面，該方法中選擇的催化劑成分為有機汞類催化劑，其屬于重金屬類且毒性巨大，對土壤的污染非常嚴重，不符合國家環保法規；有機鋅類催化效果差，使用量大，同樣存在土壤污染問題，且對作物，特別是小麥生長有不良影響，有機鉍類催化效果差，并且價格昂貴。另外該方法在制造工藝方面采用預聚物法的二步制造方法(簡稱二步法)，與直接混合反應的一步法相比，存在工藝繁雜，對材料、設備要求高，成本高、能耗高等不利因素。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的一個目的在于提供一種生物基聚氨酯包覆材料包覆的緩釋肥的制備方法，所述制備方法克服現有技術中材料成本高，制造工藝復雜、能耗高的缺點。

根據本發明的生物基聚氨酯包覆材料包覆的緩釋肥的制備方法包括以下步驟：

1)將生物基聚酯多元醇、催化劑及助劑一同加入反應器中攪拌均勻，溫度控制在50℃～70℃之間，得到黏性微黃色液體，然后溫度降至室溫，將異氰酸酯加入反應器中攪拌均勻備用，其中，在容器中按照生物基多元醇與異氰酸酯的重量比為1.5-1.9之間混合。

2)然后在翻料攪拌機中加入需要包覆的肥料顆粒，溫度控制在50℃～70℃之間，將步驟1)得到的混合物直接噴涂到所述肥料顆粒表面上，從而在肥料顆粒表面反應生成聚氨酯包覆材料，噴涂時間為15至20分鐘，并保持肥料顆粒翻料滾動以確保噴涂均勻，噴涂完畢后繼續翻滾攪拌肥料顆粒約5-6分鐘，從而使肥料顆粒表面上均勻形成聚氨酯材料包覆殼。

優選地，步驟1)所述助劑可以包括增塑劑、填料、填料及色漿等功能助劑中的一種或幾種。所述助劑為生物基聚酯多元醇和異氰酸酯總重量的1％至5％。

進一步優選地，作為步驟1)中所述催化劑可以為Polycat 46，其是由美國氣體公司(Air Products)生產的凝膠催化劑，所述催化劑的用量為生物基聚酯多元醇和異氰酸酯總重量的0.01％至0.1％，優選為0.05％。

進一步優選地，作為步驟1)中所述助劑中的增塑劑可以為KL-05，其是環氧大豆油增塑劑，環氧值≥5.0％，所述增塑劑的用量為生物基聚酯多元醇和異氰酸酯總重量的3％至10％，優選為3％至8％，更優選為5％。

優選地，步驟1)中所述生物基聚酯多元醇的分子量為200～3000，羥值為50～850mgKOH/g；更優選地，所述生物基聚酯多元醇的分子量為500～1500，羥值為200～300mgKOH/g。

優選地，步驟1)中所述異氰酸酯為官能度在2.0-3.0之間的異氰酸酯化合物，優選為二苯基甲烷二異氰酸酯或多苯基甲烷多異氰酸酯中的一種或幾種，更優選多苯基甲烷多異氰酸酯。

優選地，步驟1)中所述生物基聚酯多元醇與異氰酸酯的重量比為1.5-1.9，更優選為1.65-1.75。

優選地，步驟2)中所述溫度控制在50℃～60℃。

優選地，步驟2)中所述噴涂也可以采取浸漬或混拌等工藝代替。

優選地，步驟2)中所述反應噴涂時間在15-20分鐘。

優選地，步驟2)中所述混合物與肥料顆粒的重量比為1:20至1:60，優選為1:25至1:40，優選為1:30至1:35；本發明的另一個目的在于提供一種包覆了生物基聚氨酯材料的緩釋肥，所述緩釋肥由上述制備方法制備得到。

有益效果