[发明专利]聚氨酯/环氧树脂复合材料包膜控释肥料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型高分子包膜控释肥料，特别涉及一种聚氨酯/环氧树脂复合材料包膜控释肥料及其制备方法。

背景技术

肥料是粮食的粮食，化学肥料的发明及使用对于保障世界粮食安全起到了重要的作用。我国是一个农业大国，化学肥料在农业生产投资中的比例约占50％，但是我国肥料的当季利用率却只有30％左右。肥料利用率低下的原因主要包括其使用方式的不合理以及化学肥料速溶易损失等固有的缺点。因此提高肥料利用率，科学合理施肥，大力推广平衡施肥以及按需施肥，同时开发肥料新品种，提高肥料品质，是肥料行业一直关注的焦点。控释肥料是众多的肥料新品种中重要的一种，它是利用高分子材料在肥料表面形成一层薄膜，控制养分在土壤中的溶出速率，改变常规化肥易溶易流失的缺点，从而达到节省肥料，提高肥料利用率，减轻环境污染，提高经济效益的综合目的。

在我国，采用有机溶溶解高分子材料，如聚烯烃类材料，然后喷涂在肥料表面形成有机溶剂型包膜控释肥，虽然其生产工艺较为成熟，但是其存在生产成本较高，生产连续化水平较低，生产过程中使用有机溶剂，膜材料不容易降解等诸多缺点。针对包膜材料及工艺的绿色及环境友好化，水乳液型包膜控释肥料有其优点，它以水作溶剂，工艺体系脱离了有机溶剂，简化了生产工艺设备，生产成本有所降低，但是乳液型控释肥料的制备中，水分挥发的湿润环境造成肥料溶化是公认的乳液包膜难题，包膜肥料样品的控释性能由此受到很大的限制。采用小分子材料在肥料表面直接聚合反应形成隔水的高分子膜层即反应成膜型包膜控释肥料，因其成膜工艺先进，生产连续化水平高，生产成本低，控释效果好等优点，受到研究者的广泛重视，可应用于原位反应的材料体系得到了广泛的研究。

已经有研究者采用聚氨酯、环氧树脂等材料进行原位聚合型控释肥料的研究。中国专利CN1130612(1995)中采用环氧聚合物底涂层的受控释放肥料及制法，该发明使用含有至少两个环氧基团的环氧树脂与至少含有两个氨基基团的胺类固化剂反应在肥料表面反应成膜；中国专利CN101068628(2005)，CN101006032A(2005)，CN101362665A(2008)中采用聚氨酯材料多元醇和异氰酸酯进行控释肥料的制备；中国专利CN101684052(2008)中在涂硫尿素的表面进行热固性树脂如环氧树脂以及聚氨酯类原位反应材料进行包膜，改善涂硫尿素的控释性能；中国专利CNCN1569773(2004)中公布了以喷涂熔融尿素为底涂层的方法制备环氧树脂包膜控释复合肥料，该发明首先在复合肥表面进行尿素涂层然后再进行多次环氧树脂包膜涂层的方法制备控释复合肥料；中国专利CN101367685(2008)中描述了采用以聚氨酯为底涂层，以环氧树脂为第二层的双重包膜控释肥料，同时添加天然的改性剂，降低包膜肥料的成本；中国专利CN101367690A(2009)中描述了改性环氧树脂的包膜肥料的制备方法，其采用双酚A环氧树脂及其固化剂(胺类固化剂)加入包膜的改性剂(可降解的谷物粉，橡胶粉等)进行包膜，通过添加可降解的改性剂来提高材料的环境降解能力，并且降低生产成本。

由上述的专利中可以看出，聚氨酯，环氧树脂作为包膜控释材料的应用已经十分的广泛。但是采用聚氨酯材料，高分子薄膜的硬度较差，高分子材料的透水性能较强，制备具有较长控释期的控释肥料成本较高；采用环氧树脂进行包膜也存在着很多的问题，环氧树脂的固化剂主要是有机胺类化合物，由于固化反应一般在80度以上的温度进行，且其固化时间较长，由此导致有机胺的挥发与分解，从而造成包膜材料的浪费，反应稳定性差，生产成本的增加以及工作环境的恶化等问题，同时造成环氧树脂的固化效果达不到要求，影响包膜肥料的控释性能，虽然有研究者采用涂硫或者喷涂尿素等方法改善复合肥料包膜的工艺，但是这大大的增加了工艺的复杂性，造成生产成本的增加。因此研究开发控释性能以及生产工艺更加优良的原位反应材料及其工艺体系具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚氨酯/环氧树脂复合材料包膜控释肥料及其制备方法。

本发明提供的聚氨酯/环氧树脂复合材料包膜控释肥料，由肥料颗粒和包裹在所述肥料颗粒表面的包膜层组成；

所述肥料颗粒的平均粒径为2-6毫米，优选3-5毫米；所述包膜层占所述肥料颗粒质量的0.5-10％，具体可为4.4-7.3％、4.6-5.8％或5.5-7.3％，优选2.5-6.5％；

所述肥料颗粒为水溶性单质肥料、含有微量元素的水溶性单质肥料或由所述水溶性单质肥料中的至少两种混合而得的复混肥料；