[發明專利]一種互穿網絡聚合物聚脲/聚氨酯樹脂包膜控釋肥料及其生產方法

在審

• 申請號: 201810351640.5
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108503427A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 陸盤芳;賈聰;張民
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/08
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

本發明涉及一種互穿網絡聚合物聚脲/聚氨酯樹脂包膜控釋肥料及其生產方法；本發明是先將普通尿素加熱變為熔融態脲液后與固化劑反應生成聚脲預聚體，然后再與多元醇、固化劑混合均勻后直接噴涂到肥料顆粒表面固化反應成膜，即可獲得光滑致密且耐水性能優異的互穿網絡聚合物聚脲/聚氨酯樹脂包膜控釋肥料；本發明制備價格低廉，使用來源廣泛的尿素和多元醇為主要原料，結合兩者的優異性能，制備出具有不同釋放周期的控釋肥料，可滿足不同作物的各個時期養分需求；采用的噴霧包膜工藝，操作簡單，無需溶劑，固化快，產品生產成本低，非常適合于大規模工業化生產和大田作物上推廣使用。

技術領域

本發明涉及一種互穿網絡聚合物聚脲/聚氨酯樹脂包膜控釋肥料及其生產方法，屬于控釋肥料生產技術領域。

背景技術

中國是一個農業大國，化肥使用量約占世界化肥使用總量的30％，而我國化肥的有效利用率平均僅為30-35％。化肥是農業生產的主要資源之一，但是肥料利用率低不僅造成了經濟能源上的巨大浪費，同時也帶來了嚴重的環境污染問題。而包膜控釋肥料作為一種新型肥料，不僅能提高肥料的利用率、減少化學肥料對環境造成的污染，而且可以通過調控包膜材料的組成、厚度及其包膜工藝等因素精準地控制養分的釋放速率和釋放時間，使之適應不同作物的不同時期的養分需求。因此，包膜控釋肥料在農業和園藝上得到了廣泛的推廣應用。

目前，國內外包膜控釋肥料的類型主要以高分子樹脂包膜肥料為主。而在高分子樹脂包膜領域中聚氨酯樹脂一直是研究的熱點。利用聚氨酯樹脂制備包膜控釋肥料的專利已經有很多，如專利CN103833490A利用添加天然材料淀粉、木粉作為降解劑，用聚酯多元醇或聚醚多元醇為原料制備出可降解綠色環保的包膜控釋肥料，但是由于天然材料吸水性強，導致包膜肥料的養分釋放效果差，難以廣泛使用。又如專利CN101648837先將含有2-6個羥基的醇或至少含有兩個異氰酸根的異氰酸酯噴涂在肥料表面形成預聚體，然后將聚氨酯膜液涂布在預涂層上，待所述的聚氨酯包膜也固化后重復涂布2-10次，制備出的包膜肥料雖然延長了包膜肥料的養分釋放期，但是卻增加了生產成本，不適合大規模生產。再如專利CN 103421161A研究了可通過調控不同分子量、官能度、羥基值的聚醚多元醇作為包膜原料，制備出強度高，韌性好的包膜控釋肥料。但是該包膜控釋肥料的耐磨性能較差，養分釋放效果不大理想。所以國內外急需一種成本低、成膜性好、控釋效果好的高分子樹脂作為控釋肥的包膜材料，以便它在農業生產中普及使用。

發明內容

本發明提供了一種互穿網絡聚合物聚脲/聚氨酯樹脂包膜控釋肥料及其生產方法，目的是提供一種成本低、穩定性好、工藝簡單，適合于大批量生產的樹脂包膜控釋肥料及其制備方法。

一種互穿網絡聚合物聚脲/聚氨酯樹脂包膜控釋肥料，是將尿素加熱變為熔融態的液體尿素，再將液體尿素與固化劑反應生成聚脲預聚體；將粒徑為2～5mm肥料顆粒預熱至60～90℃，然后將聚脲預聚體和多元醇及固化劑混合均勻后作為包膜材料直接噴涂到肥料顆粒表面上固化反應獲得。

所述的尿素是普通工業化生產的尿素；

所述的包膜材料占肥料總重量的4.0～8.0％；

所述的尿素、多元醇、固化劑分別占包膜材料重量的30～60％、20-30％、20～50％；

所述的多元醇是聚醚多元醇204、聚酯多元醇HKP-1856、乙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、1,4-環己烷二甲醇或聚乙二醇中的一種或幾種的混合物；

所述的固化劑為多亞甲基多苯基異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、二甲基聯苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯或三甲基六亞甲基二異氰酸酯中的一種或幾種的混合物；

所述的肥料顆粒是尿素、氯化鉀、NPK復合肥、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、硫酸鉀或硝酸鉀。