[发明专利]水性聚合物－石蜡双层包膜控释肥料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包膜控释肥料，更具体地说，涉及一种水性聚合物-石蜡双层包膜控释肥料及其制备方法，属于肥料生产技术领域。

背景技术

化肥在农业生产中占有非常主要的地位，目前化肥的使用存在诸多问题，其中化肥的流失不仅造成资源的巨大浪费，也给水源、土壤和大气带来严重污染。如何降低施肥量和提高肥料利用率，是农业可持续发展中必须解决的关键问题之一，研究开发高效环保的缓控释肥料是解决这一问题的有效途径。

聚合物包膜控释肥料因其具有优异的养分控制释放性能而在世界范围内受到了广泛关注，并且实现了产业化，其中美国Scotts公司的热固性树脂包膜控释肥料、以及日本Chisso-Asahi肥料公司的热塑性树脂包膜控释肥料是该类控释肥料的典型代表。然而，对于热固性树脂包膜控释肥料而言，聚合物包膜剂价格昂贵，制造工艺复杂，生产的肥料成本过高，难以在大田作物上推广应用；对于热塑性树脂包膜控释肥料而言，除了聚合物包膜剂价格依然较高外，另一个明显缺陷是肥料生产过程中必须使用大量有机溶剂，这不仅造成了能源和资源的浪费，而且对人身健康和环境造成了危害。即使生产过程中外加溶剂回收系统，残留在产品中的少量有机溶剂在储存和使用过程中仍会慢慢挥发而污染环境。另外，上述两种聚合物包膜控释肥料在肥料养分释放完后，聚合物残膜在土壤中需要较长时间才能降解，长期使用会对土壤造成一定的污染。

利用水性聚合物作为包膜剂制备聚合物包膜控释肥料具有无有机溶剂造成的污染和成本低的优点。水性聚合物包膜剂可分为水分散性树脂和水溶性树脂两类。US 4,549,897最先公开了利用天然胶乳作为包膜剂制造控释肥料的方法，也有用聚偏二氯乙烯水悬浮液作为肥料包膜剂的文献报道(见Shavia A等，Fertilizer Research，1993，35：1；Tzika M等，PowderTechnology，2003，132：16)。CN 1388169和CN 1546543公开了以废弃塑料等为主要原料制备水性聚合物化肥包膜剂的方法，该方法部分地消除了溶剂型聚合物肥料包膜剂的缺点，但并没有完全消除有机溶剂的危害。CN1473806A公开了以水溶性树脂作为包膜剂制备聚合物包膜控释肥料的方法，但没有公开水溶性树脂包膜剂的种类、组成和性质。

聚合物包膜控释肥料的控释性能取决于包膜材料。水性聚合物包膜剂在肥料的包膜过程中只需要脱除水分，工艺设备简单，易于实现产业化，但对于那些快速水溶的肥料颗粒如尿素、硫酸钾等，最终产品往往因包膜过程中肥料的少量溶解而产生缺陷，从而降低了其养分控释性能。因此需要克服水性聚合物包膜剂存在的问题，充分发挥水性聚合物包膜控释肥料绿色环保和低成本的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种环境友好的水性聚合物-石蜡双层包膜控释肥料，能够消除传统聚合物包膜剂对环境造成的危害，同时大幅度降低聚合物包膜剂的成本，并有效地阻止水性聚合物包膜过程中水分对肥料的溶解。

该目的通过一种水性聚合物-石蜡双层包膜控释肥料而实现，该控释肥料由肥料芯和肥料芯外面的包膜组成，其特征在于所述包膜包含石蜡膜和石蜡膜外由包含水性聚合物乳液和可生物降解天然高分子的复合包膜剂形成的聚合物膜。

本发明还提供一种制备上述水性聚合物-石蜡双层包膜控释肥料的方法，该方法包括首先在肥料颗粒表面涂覆石蜡，然后再在已涂石蜡的肥料表面包覆包含水性聚合物乳液和可生物降解天然高分子的复合包膜剂而形成聚合物膜。

本发明水性聚合物-石蜡双层包膜控释肥料由于在水性聚合物复合包膜剂包覆之前，肥料颗粒表面已经被石蜡疏水层所覆盖，因此有效地阻止了水性聚合物复合包膜剂包膜过程中水分对肥料的溶解，消除了传统水性聚合物包膜剂给膜层带来的缺陷，使肥料产品具有更好的控释性能。

本发明水性聚合物-石蜡双层包膜控释肥除具有低成本、抗冲击抗磨损和优良的控释性能外，还具有在生产和使用过程中无毒无污染、养分释放后土壤中的聚合物残膜可以生物降解等优点，属于绿色环保产品。

附图说明

图1是根据本发明制备的水性聚合物-石蜡双层包膜控释肥料的剖面结构示意图。本发明水性聚合物-石蜡双层包膜控释肥料包括肥料芯、石蜡膜中间层和聚合物膜外层。

具体实施方式

在本发明中，复合包膜剂包含水性聚合物乳液和可生物降解天然高分子。按复合包膜剂干物质重量计算，复合包膜剂中水性聚合物优选占80～99重量％，可生物降解天然高分子优选占1～20重量％。