[發明專利]一種油基聚氨酯包膜緩釋肥

在審

• 申請號: 201910725264.6
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110283000A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 郭妤;趙蕭漢;陳前林;敖先權
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C05C9/00
• 分類號: C05C9/00;C05G3/00
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 蘭艷文

本發明公開一種油基聚氨酯包膜緩釋肥，其制備過程主要包括以下步驟：首先進行酯交換反應，取一定量的生物油，在催化劑催化下與多元醇發生酯交換反應，其反應產物進行硫化反應，然后再使用多異氰酸酯類固化劑固化，所得材料為包膜材料，使用其進行肥料顆粒包膜；各原料所用比例為多元醇16?32份、生物油150份、催化劑0.4份、硫磺10?30份、多異氰酸酯類固化劑30?120份，肥料顆粒2000?10000份。本發明具有良好的緩釋性能，并且膜材料降解產生的硫元素，可以為土壤補充硫養分。

技術領域

本發明屬于農業緩釋肥料技術領域，具體為一種可控釋農用油基聚氨酯包膜緩釋肥料及其制備方法。

技術背景

德國化學家李比希創立肥料科學以來，經過一百多年的發展，施用化學肥料已經成為現代農業中農作物的主要增產方式，肥料的大規模使用不僅為世界糧食安全提供了重要保障，也帶來了一些包括環境、經濟方面的壓力。普通肥料養分易流失，易造成農業污染、其養分肥效利用率低，養分釋放周期短，無法滿足植物長時間的生長需求。這些缺陷都促使著緩釋肥料的誕生，這其中包膜緩釋肥是緩釋肥重要的發展方向。包膜緩釋肥是在肥料表面涂覆一層膜材料，使養分緩慢向環境中釋放，達到養分緩釋的目的，包膜緩釋肥料肥效高，養分釋放周期長，一次施用可長時間滿足植物生長需求。如硫磺、硅藻土等材料被應用于商業包膜緩釋肥。

現階段普通包膜緩釋肥依然存在較多問題，如養分釋放周期不可控，制造成本高，膜材料降解困難易造成二次污染等問題，這些都極大限制了包膜緩釋肥的大面積推廣使用，所以制備低成本，環保可降解的可控釋緩釋肥成為現階段研發的關鍵。

硫元素是自然界中廣泛的非金屬元素，也是植物生長所必須的16種營養元素之一。硫元素對于植物生長所起到的作用于氮元素類似，是部分氨基酸的構成元素，如半胱氨酸、蛋氨酸，同時硫也是構成蛋白質的構成部分，是酶化反應活性中心的必須元素，也是構成植物體的必須元素之一。硫在植物體內主要存在于硫氨基酸、谷胱甘肽、生物素、輔酶A、鐵氧還蛋白、硫銨素等。硫元素參與植物生長過程中的光合作用，普遍認為硫肥能延長植物葉片壽命、增強植物的光合作用以及增加光合作應產物等功效。硫是多種蛋白質的組成部分，如硫構成大豆固氮系統鐵氧還蛋白的鐵硫中心，促進根瘤菌的形成，適當補充硫元素對于豆科植物能起到較為明顯的作用。此外，硫還參與植物生長過程中的呼吸作用、脂肪代謝、氮代謝、對于淀粉的合成也有一定影響。

土壤中硫主要包括有機硫和無機硫，呈多種形態存在，土壤無機硫主要以水溶態硫酸鹽（SO₄^2-,S^2-）、吸附態硫酸鹽、以及難溶硫酸鹽（CaSO₄，Al₂（SO₄）₃）等形式存在，表層土壤中的水溶態硫酸鹽的濃度變化很大，尤其是在酸性土壤中，無機硫大部分為水溶態，故也造成了SO₄^2-存在于土壤溶液中，隨水很容易發生流失。土壤有機硫硫主要包括碳硫鍵、硫脂等成分，在長期耕種條件下，有機硫會轉化為無機硫供作物吸收利用，土壤有機硫是植物生長有效硫的重要來源，尤其是對于長生長周期植物，有機硫的貢獻會更重要。

現階段商業緩釋肥料主要包括硫包膜、磷石膏包膜等材料的包膜緩釋肥，此類無機材料普遍存在易破碎、控釋性能差等問題，而具有優良控釋性能的合成高分子包膜材料，則存在工藝復雜、成本高、難以降解易造成二次污染等問題。而利用棉籽油、地溝油等材料合成的生物基聚氨酯材料則具有控釋性能好，原料來源廣泛，工藝較簡單等優點，并且為地溝油類廢棄材料提供使用新思路，具有較強的經濟效益和社會效益。

發明內容

本發明為一種利用生物油為主要原料，通過與多元醇酯交換反應為生物油提供可反應羥基，利用硫磺做交聯劑，將與丙三醇形成的含有羥基的生物油預聚，形成預聚體，然后在利用多異氰酸酯類固化劑固化生成高聚物用于肥料的包膜。

本發明的技術方案如下：

一種油基聚氨酯包膜緩釋肥，其物料配方比例如下：