[發(fā)明專利]仿生型生物基包膜肥料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN113004105B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設計）人: 鄒洪濤;陳松嶺;楊明;韓艷玉;張玉龍
• 申請（專利權）人: 沈陽農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: C05G5/30
• 分類號: C05G5/30;C05G3/40;C05G3/00
• 代理公司: 北京北匯律師事務所 11711
• 代理人: 于倩

本發(fā)明公開一種仿生型生物基包膜肥料的制備方法，包括以下步驟：向液化劑中加入農(nóng)林廢棄物和酸催化劑，混合均勻，常壓下，130?165℃反應0.5?2h，冷卻至室溫，得到生物基多元醇；將生物基多元醇與納米改性粒子超聲分散混合均勻，得到納米改性液化生物基多元醇；將納米改性液化生物基多元醇與異氰酸酯類化合物在催化劑作用下混合均勻得到納米改性生物基包膜材料；將納米改性生物基包膜材料勻速噴涂至預熱到40?80℃的肥料顆粒上，反應后得到納米改性生物基包膜肥料；將納米改性生物基包膜肥料置于含低表面能物質(zhì)的溶液中，50?80℃下組裝0.5h?2h，烘干，得到仿生型生物基包膜肥料。本發(fā)明顯著提升包膜肥料養(yǎng)分控釋期，可制備不同控釋期肥料，提高肥料利用效率。

技術領域

本發(fā)明涉及肥料領域，具體涉及一種仿生型生物基包膜肥料及其制備方法。

背景技術

我國作為農(nóng)業(yè)大國，對糧食需求量大，想要獲得高產(chǎn)就必須提供足夠的養(yǎng)分。化肥對于提高糧食產(chǎn)量具有十分重要的作用，可有效增產(chǎn)40％-60％。但化肥的大量及不合理施用也引發(fā)了一系列問題，如氮肥利用率低、地下水污染、土壤板結、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降等。因此，能夠滿足作物整個生長期對養(yǎng)分需求的包膜氮肥成為當下研究的熱點。目前已應用的包膜材料可分為無機礦物包膜材料、有機聚合物包膜材料和環(huán)境友好型包膜材料。

無機礦物包膜型是將不溶于水的無機材料包覆于固體肥料顆粒表面，主要有硫磺、無機肥及活性礦物等，此類材料來源廣泛、價格較低、施入土壤后不會造成二次污染，但因其膜材料彈性差、易脆、養(yǎng)分控釋效果一般，難以滿足作物整個生長期對養(yǎng)分的需求。有機聚合物包膜肥料是將有機高分子材料包覆到肥料顆粒表面，此類膜材料耐水性強，控釋效果好，但此類原料多采用石油基聚合物，此類材料價格高昂、不可再生、施入土壤后難以降解，隨著化石資源的枯竭及人們對環(huán)保需求的提升，天然農(nóng)林廢棄物、淀粉、殼聚糖、聚乙烯醇等來源廣泛、價格低廉、資源可再生、施入土壤后可降解的環(huán)境友好型包膜材料的研發(fā)和應用成為當前研究的熱點。

植物纖維作為地球上儲量最豐富的天然資源之一，主要由纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素組成，通過適當?shù)姆磻色@得具有大量羥基的生物基多元醇，可替代不可再生的化石燃料基多元醇。但因所制備生物基膜材料耐水性差，所制備包膜氮肥緩釋效果一般，因此，提升此類膜材料耐水性的研究是當前研究的難點。

發(fā)明內(nèi)容

針對解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題，本發(fā)明進行了深入研究，以農(nóng)林廢棄物作為包膜材料原料制備生物基包膜肥料，并依據(jù)仿生學原理，采用納米改性技術及層層自組裝法在包膜肥料表面構筑疏水表面，形成疏水層，顯著提升包膜肥料養(yǎng)分控釋期，可通過調(diào)整膜材料厚度及配比制備不同控釋期肥料，可有效提高肥料利用效率，滿足作物生長期對養(yǎng)分的需求，同時原料來源廣泛、廉價、可再生、對環(huán)境友好。至少部分地基于此完成了本發(fā)明。具體地，本發(fā)明包括以下內(nèi)容。

本發(fā)明的第一方面提供一種仿生型生物基包膜肥料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、向液化劑中加入農(nóng)林廢棄物和酸催化劑，混合均勻，常壓下，130-165℃反應0.5-2h，冷卻至室溫，得到生物基多元醇；

步驟二、將生物基多元醇與納米改性粒子超聲分散混合均勻，得到納米改性液化生物基多元醇；

步驟三、將納米改性液化生物基多元醇與異氰酸酯類化合物在催化劑作用下混合均勻得到納米改性生物基包膜材料；

步驟四、將納米改性生物基包膜材料勻速噴涂至預熱到40-80℃的肥料顆粒上，反應后得到納米改性生物基包膜肥料；

步驟五、將納米改性生物基包膜肥料置于含低表面能物質(zhì)的溶液中，50-80℃下組裝0.5h-2h，烘干，得到仿生型生物基包膜肥料。