[发明专利]一种易降解的缓控释肥包膜材料的制备及包膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种易降解的缓控释肥包膜材料的制备及包膜方法，属于化工生产的技术领域。

背景技术

我国化肥消耗量约占世界化肥消费总量的20~30%，居世界第一位，发达国家化肥当季利用率平均为50~60%，我国化肥当季利用率平均仅为30~35%。大量营养元素的流失浪费不仅给社会带来巨大的经济损失，而且还会造成严重的环境污染。目前，随着化肥用量的不断增加，在农产品追求产量与质量并重，以及环境友好的多重目标要求下，肥料的改性问题就显得更为重要。控释肥料的出现，提高了肥料利用率，有利于减少环境污染，保证粮食安全，也满足了农民的实际需求。20世纪70年代，在李庆逵院士主持下，由中国科学院南京土壤研究所和南京化工研究所合作研究开发的包裹型长效碳酸氢铵，开创了我国研制缓/控释肥料的先河。90年代以后，缓/控释肥的研制进入快速发展时期，树脂包膜、硫包衣、硫加树脂包膜、营养材料包裹、基质复合、胶结控释、酶学抑制等产品和工艺百花齐放。

中国专利文献CN1229309C（03155813.5）公开了一种可控释肥料的包膜材料及其制备方法；其中包膜材料由聚烯烃和石蜡、有机物料、无机物料中的一种或几种组成，还可以加入表面活性剂，溶剂为松节油，包膜液的制备方法包括：首先，量取一定量的溶剂，加热到70-120℃，然后加入聚乙烯和石蜡，待聚乙烯与石蜡基本溶解后，可加入淀粉0-60g，并不断搅拌制备成均一的液体，保持加热，直到包膜液的温度达到160℃后停止加热。中国专利文献CN101973808A（201010294857.0）公开了一种淀粉包膜材料及其在包膜缓控释肥料中的应用；该包膜材料包括：淀粉、纤维素、腐殖酸和交联剂；其淀粉的质量为所述的淀粉包膜材料质量的90.0%～95.0%，纤维素的质量为所述的淀粉包膜材料质量的0～10.0%、且≠0，腐殖酸的质量为所述的淀粉包膜材料质量的0～10.0%、且≠0，交联剂的质量为所述包膜材料质量的0.2%～5.0%；本淀粉包膜材料用作包膜缓控释肥料的包膜，包膜质量是所述的包膜缓控释肥料质量的2%～30%。上述中国专利文献中采用有机聚合物包膜价格较高，膜材降解较慢；采用普通淀粉制备的包膜材料又难以控释肥料养分释放速度，达不到缓释肥料国家标准GB/T23348-2009和控释肥料行业标准HG/T4215-2011的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种易降解的缓控释肥包膜材料的制备及包膜方法。

发明概述

淀粉是环境友好材料，但普通淀粉难以控释肥料养分，不能作为包膜材料，通过引入完全生物降解的聚乙烯醇增塑剂体系，既解决了淀粉成膜难题，满足了缓控释肥生产要求，又达到了包膜快速降解的目的。本发明通过对价格低廉的淀粉进行改性制得改性的淀粉薄膜，改性的淀粉薄膜作为缓控释肥的包膜材料不但维持了较好的缓控释效果并大幅降低缓控释肥生产成本，而且能够解决有机聚合物价格高和膜壳降解慢的问题。本发明通过科学的施肥方法在大田作物上推广应用，以改善作物品质，提高肥料利用率，减少农业面源污染。

术语说明：

包膜率：指经过包膜造粒后的肥料颗粒中包膜材料的质量跟包膜前颗粒的质量比值。

本发明的技术方案如下：

一种易降解的缓控释肥包膜材料的制备方法，包括步骤如下，原料用量均为重量份：

（1）将20~30份多元醇、5~7份去离子水和1~3份聚乙二醇混合，65~70℃条件下搅拌0.4~1h得增塑剂；所述的多元醇为乙二醇、甘油、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、二甘醇、一缩二丙二醇或三羟甲基丙烷；

（2）将70~80份淀粉和35~40份聚乙烯醇混合并搅拌均匀，得淀粉浆料；

（3）将25~40份步骤（1）制得的增塑剂加入到100~120份步骤（2）制得的淀粉浆料中，140~160℃条件下搅拌15~30min，得淀粉薄膜塑化液；

（4）将50~60份步骤（3）制得的淀粉薄膜塑化液和15~20份聚烯烃溶于60~200份的二甲苯或松节油中，搅拌均匀，即得本发明易降解的缓控释肥包膜材料。

根据本发明，优选的，所述的步骤（1）中聚乙二醇为聚乙二醇-200、聚乙二醇-600、聚乙二醇-800、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-4000或聚乙二醇-6000。

根据本发明，优选的，所述的步骤（2）中聚乙烯醇的平均分子量为：1.6万~15万。

根据本发明，优选的，所述的（4）中聚烯烃的分子量范围为2万~250万；更优选的聚烯烃是分子量为2万~100万的聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。