[發明專利]一種可進行擠出式3D打印的肥料載體配方及生產方法

有效

• 申請號: 202210735636.5
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN115160059B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 何寅峰;張鑫;馬慶旭;吳良歡
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/40;C05G5/10;B33Y70/10;B33Y10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳升華

本發明公開了一種可進行擠出式3D打印的肥料載體配方及生產方法。打印生產的肥料模塊可分步降解并按特定植物營養需求，釋放其所需養料的技術。本發明利用天然或合成可降解高分子及天然納米/微米陶瓷填料制作打印所需配方，在達成定制并控制肥料釋放的同時不產生有害殘留，不造成環境污染。本發明涵蓋利用多材料擠出式3D打印平臺進行肥料模塊設計及生產，通過控制目標養料在產品中的空間分布控制養料釋放，利用海藻酸鈉、硅藻土、黃原膠等天然高分子實現不同組分的控釋緩釋以及打印效果優化，以達到按用戶需求設計不同養料釋放的目的。

技術領域

本發明涉及擠出式3D打印技術定制生產肥料領域，具體涉及一種可進行擠出式3D打印的肥料載體配方及生產方法。

背景技術

3D打印技術在根據用戶需求進行產品定制方向擁有傳統加工技術所無法比擬的成本和生產周期優勢。由于其特殊的打印方式不需要進行模具或生產線開發，尤其適合于定制生產小批量產品。在植物營養供給方向，不同植物品種，不同生長時期，甚至于不同地理位置及環境都會造成植物對營養需求的變化。現有方案通常為使用一種通用化肥以滿足目標需求，這種情況在可能造成肥料流失，水體富營養化等環境問題外，對于植物生長也會有負面影響。因此我們這里引入3D打印技術，針對植物，尤其是有較高經濟附加值的家庭園藝類植物，根據其營養特性及種植環境需求，定制相應的肥料方案，以最大程度滿足其生長需求。現階段并未發現有利用3D打印技術定制肥料模塊的先例。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可進行擠出式3D打印的肥料載體配方及生產方法，可小批量定制生產肥料。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種可進行擠出式3D打印的肥料載體配方，包括以下質量份的組分：

作為優選，配方可包括如下質量組分：

作為優選，所述載體可包括海藻酸鈉、黃原膠等天然有機膠體中的一種或幾種。

作為優選，所述尿素可以替換為磷酸二氫鉀、氯化鉀、氯化銨、硼砂、黃腐酸鉀等化合物。

作為優選，所述的天然陶瓷類粉狀材料為硅藻土或者海泡石，進一步提高打印產品的緩釋周期，通過加入天然陶瓷類粉狀材料進一步延長緩釋周期。

一種利用多噴頭多材料擠出式3D打印技術進行控釋肥料定制以及生產的技術。

所述目標打印機可以擁有多個獨立噴頭并且每個噴頭具有獨立的進料系統；或由多個進料體統共享一個噴頭，在打印時實時共混，兩種方案實現含有多種功能材料的定制肥料模塊的生產。

所述的滿足目標打印機需求的原始材料可以是通過高溫熔融技術實現打印所需流動性，或通過引入無機/有機溶劑增加材料流動性的方法滿足打印所需條件。

所述的原材料可以是通過物料冷卻，有機/無機溶劑揮發的方法實現物理方式的產品成型，也可通過引入紫外/紅外光的外部能量源觸發化學聚合反應實現化學方式的產品成型。

所述的打印用配方，包括如下一種或幾種成分：

(1)緩釋載體如海藻酸鈉，黃原膠等天然高分子或聚乙烯醇，聚乳酸甘露醇等人工合成的水溶性可降解高分子。

(2)目標營養物質如尿素、硼砂、黃腐酸鉀等含植物所需主要元素的化合物。

(3)利用天然陶瓷類粉狀材料如硅藻土、海泡石等對釋放速率進行調節。

(4)利用有機或無機溶劑如：水，乙醇等對配方的流動性及物理引發固化速率進行調節。

(5)利用含可化學反應終端基團的合成材料實現化學引發式固化速率調節。