[发明专利]一种缓释微胶囊肥料及其制造方法

说明书

技术领域

一种缓释微胶囊肥料及其制造方法属农作物肥料领域，尤适合用壳聚糖和阿拉伯胶制备微的胶囊缓释肥。

背景技术

缓释肥料又称缓效肥料，被称为“21世纪的肥料”。是近年来发展起来的一类新品种，“缓释”是指肥料养分释放速率远小于普通速溶性肥料，这类肥料可实现一次性施肥，减少肥料中养分的流失，肥效时间长，提高肥效，减弱肥料残留对土壤的污染，在世界范围内发展较快，尤其在发达国家，缓释肥的消费量以4％-5％的速度增加，缓释肥在我国开发研制多年，并取得了良好的成果，但是目前总体发展速度仍然比较缓慢，市场占有率低，国家和政府对此非常重视，缓释肥的研制和开发已经列入我国化肥“十一五”发展规划，作为资源节约和环境友好课题大力推广。

微胶囊技术在上个世纪30年代起步于英国，发展迅速，已经广泛应用在人们生活和生产的各个领域。物料微胶囊化的方法有三大类：物理、相分离和界面反应。1、物理法：微胶囊壁物料和芯材粒子物理地结合起来，并且壁物料绕芯材粒子流动以形成微胶囊。2、相分离法，微胶囊是在不能混溶的连续相中将芯材物料乳化或分散而形成的。3、界面反应法：芯材物料在不能混合的连续相中乳化或分散，然后在芯材粒子的表面上发生界面聚合反应，由此产生微胶囊。目前国际上缓控释肥料主要有有机合成微溶型缓释氮肥、包膜(包裹)类缓/控释肥料、胶结型有机-无机缓释肥料等3种。包膜(包裹)类缓/控释肥料根据壁材的来源不同可分为天然高分子缓释材料及合成高分子缓释材料。目前缓释微胶囊肥料的制备工艺主要有锐孔一凝固浴法、水相分离法、干燥浴法(复相乳液法)等。但是干燥浴法(复相乳液法)中用作微胶囊化的介质是水或液体石蜡、豆油之类油。把壁材溶液或芯材形成的乳化体系以微滴状态分散到上述介质中，然后通过加热、减压搅拌、溶剂萃取、冷却或冻结等方式使壁材溶液中的溶剂逐渐去除，壁材从溶液中析出并将囊芯包覆形成囊壁。这些缓释微胶囊肥料的制造工艺较繁，操作不易控制，形成的微胶囊壁膜致释放性能不高等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单，操作安全易控制，形成的微胶囊壁膜致密且释放性能优良的微胶囊肥料的制备方法。

本发明采用的技术方案是：用特殊的高分子膜将作为芯材的化肥包在其中，形成具有缓释功能的微胶囊缓释肥。

本发明选用的膜是由壳聚糖和阿拉伯胶依据电荷差异复合而成，它是在不同电荷物质相互作用中和的过程中形成。由于壳聚糖是自然界唯一带阳离子的天然活性多糖，阿拉伯胶为多聚糖，在水溶液中，阿拉伯胶分子链上含有-COOH和-COO-，具有负电荷。当壳聚糖与阿拉伯胶在混合的水溶液中，并调节pH值，使壳聚糖和阿拉伯胶因荷电相反而中和形成复合壁膜，其溶解度降低，自体系中凝聚成囊析出。再加入固化剂，固化剂与壳聚糖产生胺醛缩合反应，壳聚糖分子交联成网状结构，保持微囊的形状，成为不可逆的微囊。包膜法的作用机理为物理控释，影响因子主要是温度，故容易精确地实现养分释放时间和数量的控制，形成缓释微胶囊。

本发明涉及的一种缓释微胶囊肥料，包括芯材和壁膜，其特征在于壁膜包括壳聚糖和阿拉伯胶两组分。

所述的芯材是肥料和辅助剂的混合物，肥料和辅助剂的质量比一般为1∶0.3-0.5所述的肥料是以尿素及钾盐的混合物，如：尿素、硫酸钾；所述的尿素及钾盐的混合物的质量比为1∶1.1-1.3。辅助剂是：植物生长调节剂，植物生长调节剂是：赤霉素、吲哚乙酸、萘乙酸、乙烯利、多效唑、烯效唑、助壮素等。辅助剂能提升肥料效果，对植物生长、发育和代谢起着重要的生理调节功能。如打破休眠，促进发芽、生根、开花和成熟，防止倒伏、落花、落果等，效果十分显著。

所述的壁膜壳聚糖是改性的可溶性聚壳糖。壳聚糖是甲壳质经脱乙酰反应后的产品，壳聚糖有不同的化学结构，其分子链上存在羟基和乙酰基，壳聚糖分子链上还含有游离的氨基等，这些基团可以通过各种化学改性，获得可溶性聚壳糖。壳聚糖可以与一氯乙酸、环氧乙烷、丙烯腈等醚化剂进行羧甲基化、羟乙基化、氰乙基化反应，生成相应的离子型醚和非离子型醚。壳聚糖的溶解性与脱乙酰度、分子量、粘度有关，脱乙酰度越高，分子量越小，越易溶于水；分子量越大，粘度越大。

可溶性聚壳糖是一种广谱的抑菌剂，可以改善土壤微环境，促进有益菌增值，抑制致病菌生长。

所述的壁膜组成的配比是：壳聚糖的质量浓度为5％～15％的水溶液和阿拉伯胶质量浓度为5％～15％的水溶液。

根据上述的一种缓释微胶囊肥料，其制造步骤如下：

一、准备壁膜两组分和芯材