[發(fā)明專利]一種超疏水生物基包膜控釋肥料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710327098.5
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107032891B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊越超;解加卓;趙青花
• 申請（專利權(quán)）人: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種超疏水生物基包膜控釋肥料及其制備方法，是將微米級材料和納米級材料的共混水溶液，噴涂到生物基包膜控釋肥料表面，在30?150℃溫度下烘干0.1?3h，隨后浸泡在含有低表面能材料的溶劑中0.1?3h，在30?150℃溫度下烘干0.1?3h制成；本發(fā)明控釋期為1?4個月，而未疏水化的生物基包膜控釋肥料產(chǎn)品控釋期通常<30天，本發(fā)明能明顯延長生物基控釋肥料的控釋效果，極大提高肥料利用率，滿足作物各個生長時期養(yǎng)分需求；且具有可再生、可生物降解的特點，不會產(chǎn)生環(huán)境污染。

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超疏水生物基包膜控釋肥料及其制備方法，屬于新型肥料生產(chǎn)領(lǐng)域。

(二)背景技術(shù)

在自然界中，很多生物具有超疏水表面，例如荷葉、水螅的腿和蝴蝶的翅膀等，以避免水分的侵蝕。受此啟發(fā)，人們制造了一系列具有超疏水表面的仿生材料，以實現(xiàn)防污染、防腐蝕、防雪、防凍、抗菌、自清潔等多種用途。目前，制備超疏水表面的主流方法是將增加表面粗糙度和降低表面能相結(jié)合，以此消除材料本身的親水性。增加表面粗糙度的方法包括：模板法、等離子處理法、激光燒蝕法、顯微加工法、沉淀法等，而降低表面能的方法包括嫁接全氟烷基硅烷和四氟化碳等。

近年來，由于人口的不斷增長以及由此引發(fā)的糧食問題，越來越多的肥料被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，2016年化肥年用量達7627.36萬噸(純養(yǎng)分)，且仍以年均5％左右的速度增長。但是由于傳統(tǒng)肥料利用率較低，這在世界范圍內(nèi)引起了嚴重的環(huán)境污染，因此發(fā)展能夠滿足作物各個生長時期養(yǎng)分需求的超疏水控釋肥受到越來越多的重視。目前商業(yè)化的包膜控釋肥大部分都是非再生、不可降解的石油基聚合物作為包膜材料，但是隨著人們環(huán)保意識的增強和化石資源的枯竭，可再生的、可生物降解的、價格低廉的環(huán)境友好型生物基聚合物，例如：淀粉、殼聚糖、藻阮酸鹽、木質(zhì)素、纖維素、動植物油、天冬氨酸以及其衍生物被越來越多的應(yīng)用于包膜控釋肥生產(chǎn)中。然而由于這些生物基材料親水性較強，因此制備的生物基包膜控釋肥的養(yǎng)分釋放期較短，常常小于30天，不能滿足作物生長的需求。為了提高其阻水性和養(yǎng)分釋放壽命，常常使用疏水性的蠟、環(huán)氧樹脂、有機硅等物質(zhì)與生物基材料混合，但是這種方法的效果不顯著。目前，還沒有關(guān)于超疏水的生物基包膜控釋肥的相關(guān)研究。因此，本發(fā)明應(yīng)用相關(guān)超疏水技術(shù)制備超疏水的生物基包膜控釋肥，以明顯提高其養(yǎng)分釋放壽命。另外，本發(fā)明提出的具有超疏水表面的新型生物基包膜控釋肥料的相關(guān)概念以及制備方法，將開創(chuàng)性地促進未來超疏水生物基包膜控釋肥料的發(fā)展進程。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超疏水生物基包膜控釋肥料及其制備方法；本發(fā)明制備的超疏水生物基包膜控釋肥料，產(chǎn)品控釋期為1-4個月，而未疏水化的生物基包膜控釋肥料產(chǎn)品控釋期通常<30天，因此使用超疏水化處理可以明顯延長生物基控釋肥料的控釋效果，極大提高肥料利用率，滿足作物各個生長時期養(yǎng)分需求；本發(fā)明使用生物基材料作為包膜材料，具有可再生、可生物降解、價格低廉、來源豐富等特點，不會產(chǎn)生環(huán)境污染；本發(fā)明加工工藝簡單，能耗低、效率高，屬低能型工藝。

一種超疏水生物基包膜控釋肥料，按如下方法制備得到(各組分按重量份計)：

在包衣機中，將1-10份微米級材料和納米級材料的共混水溶液，以0.1-0.5MPa的壓力連續(xù)噴涂到100-300份生物基包膜控釋肥料表面，接著將生物基包膜控釋肥料在30-150℃溫度下烘干0.1-3h，隨后將生物基包膜控釋肥料浸泡在200-800份含有0.1-3wt.％低表面能材料的0-100℃溶劑中0.1-3h，最后將生物基包膜控釋肥料在30-150℃溫度下烘干0.1-3h，制成超疏水生物基包膜控釋肥料。

所述的微米級材料和納米級材料的重量比為(0.5-3):1。

所述的低表面能材料為烷基硅烷、硫醇、長鏈脂肪酸、聚二甲基硅氧烷或四氟化碳中的一種或幾種。

所述的溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、苯或甲苯中的一種或幾種。