[發(fā)明專利]一種易生物/光雙重降解的低成本生物基互改性緩控釋肥及其生產(chǎn)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010423503.5
• 申請(qǐng)日: 2020-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN111470905A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉之廣;田虹雨;陸盤芳;張民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C05G3/00
• 分類號(hào): C05G3/00;C05G5/30;C05G3/90;C05G3/40;B05B16/20;B05B13/02
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 薛鵬喜

本發(fā)明公開了一種易生物/光雙重降解的低成本生物基互改性緩控釋肥，包括：肥料顆粒；改性層，所述改性層是由表面改性劑噴涂于肥料顆粒表面形成；生物基聚氨酯層，所述生物基聚氨酯層是由生物基互改性包膜材料噴涂于改性層上形成。本發(fā)明還公開了生產(chǎn)這種肥料的裝置和連續(xù)生產(chǎn)這種肥料的裝置，所述生產(chǎn)裝置包括筒體以及驅(qū)動(dòng)筒體旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置；所述筒體的兩端分別設(shè)有機(jī)頭密封罩和機(jī)尾密封罩，筒體內(nèi)設(shè)有紅外監(jiān)測(cè)探頭、噴涂系統(tǒng)。本發(fā)明不僅采用可再生的生物基材料，綠色環(huán)保，而且通過兩組分的互改性改善了目前生物基包膜材料存在的不足，為控釋肥的包膜提供了一種新穎的工藝技術(shù)，還能實(shí)現(xiàn)肥料的連續(xù)、自動(dòng)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及肥料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種易生物/光雙重降解的低成本生物基互改性緩控釋肥及其生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)

控釋肥料主要是通過包膜技術(shù)來控制養(yǎng)分的釋放，達(dá)到安全、長(zhǎng)效、高效等目的。包膜材料的選擇會(huì)直接影響控制肥料的性能。目前可以作為控釋肥料包膜材料的主要有石油基聚合物和生物基材料。與石油基聚合物相比，生物基材料具有成本低、可再生、來源廣泛、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，目前控釋肥料的發(fā)展方向趨向于膜材的可降解化，使用生物基材料成為解決膜殼殘留的主要方法，已被測(cè)試作為石化材料的替代品，以優(yōu)化控釋肥料的性能。目前多采用植物源液化得到的多元醇或植物油替代石油基多元醇，然而生物基材料具有很多難以克服的缺點(diǎn)，其中，植物源液化得到的多元醇由于難以液化的雜質(zhì)較多，成膜困難，其最大的缺點(diǎn)是控釋期太短，難以達(dá)到緩控釋肥料的標(biāo)準(zhǔn)；植物油具有良好的成膜性能，但是它的缺點(diǎn)是短期營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)能力差，通常需使用開孔劑、密封劑來調(diào)節(jié)前期控釋特性，同時(shí)植物油具有高溫下易起皺的特性，因此溫度稍高會(huì)導(dǎo)致膜層起皺脫殼，另外植物油親水基團(tuán)少，在水田浸泡時(shí)，容易在膜殼表面形成空氣層，使肥料漂浮在水面上，即使通過使用添加劑也并不能改變植物油的這些原有特征。另外，單組分包膜肥料養(yǎng)分釋放的準(zhǔn)確性較差，當(dāng)涂層比例太小時(shí)，膜材不能完全被覆蓋，因此養(yǎng)分會(huì)在短時(shí)間內(nèi)突然釋放；而當(dāng)包衣率較大時(shí)，雖然控釋期較長(zhǎng)，但養(yǎng)分不能在初期釋放。膜殼的降解能力和養(yǎng)分的控釋能力是一對(duì)矛盾，膜材降解速率快會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分釋放難以控制；而控釋能力強(qiáng)必然導(dǎo)致膜殼降解能力的減弱，膜殼在肥料養(yǎng)分釋放完全后仍會(huì)殘留在土壤中，可能會(huì)對(duì)土壤、環(huán)境以及植物營(yíng)養(yǎng)等方面造成影響。

現(xiàn)有專利CN106589258A公開了一種可降解的溫度響應(yīng)性緩控釋肥薄膜材料的制備方法及其包膜方法，采用含纖維素的農(nóng)業(yè)廢棄物為原料，經(jīng)多巴胺改性、酶活化處理，與聚磷酸酯單體、引發(fā)劑、β-環(huán)糊精反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)降解溫敏型肥料的制備，該制備方式工藝復(fù)雜，涉及超聲分散、抽濾、真空干燥、惰性氣體保護(hù)條件，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，且原材料中涉及酶活化處理，酶的品質(zhì)、批次、反應(yīng)條件在生產(chǎn)時(shí)都較為苛刻，因此所生產(chǎn)的產(chǎn)品不同批次間穩(wěn)定性差。專利CN101759496A公開了一種可降解高分子聚合物包膜控釋肥料，其通過聚異戊二烯、EVA、乙酸乙酯、二氯甲烷形成，工藝過程需采用流化床進(jìn)行噴涂，包膜液需高溫加熱，耗能較高，且原材料采用石化產(chǎn)品，單種材料控釋，養(yǎng)分控釋精準(zhǔn)度低，且對(duì)土壤存在潛在危害。專利CN105646090A公開了一種農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物改性為可降解膜的控釋肥料及其制備方法，該方法采用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物為原料，液化后使用硅烷進(jìn)行1：1改性，該方法加入了大量石化產(chǎn)品改性，不僅價(jià)格高昂而且僅能具有潛在毒害。因此，在上述的包膜控釋肥料中，膜材多采用單一石化產(chǎn)品合成，或使用生物基部分替代石化產(chǎn)品，且組分簡(jiǎn)單，調(diào)控精準(zhǔn)度差，產(chǎn)品穩(wěn)定性低，工藝復(fù)雜，耗能較高。