[发明专利]一种植物油基聚氨酯包膜、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材料、包膜控释肥料及其制备方法，尤其涉及一种植物油基聚氨酯包膜、控释肥料及其制备方法。

背景技术

肥料，特别是化学肥料，是作物生长所必需的养分来源。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，但化肥当季的利用率却平均只有30%-35%。大量肥料的浪费流失不仅给社会带来巨大的经济损失，同时还带来了严重的环境污染。目前，随着化肥用量的不断增加、人们环保意识的不断加强、追求农产品产量和质量并重等多重目标的要求下，肥料的改性问题显得尤为重要。一般来说，肥料有两种施用方式：一、作为基肥在作物种植之前或种植之时施入；二、待作物生长到一定阶段后以追肥的形式施入到土壤中。但是这两种施肥方式都不能很好地与作物需肥规律相吻合，前者可能造成烧苗或作物生长后期脱肥，后者则难以准确的把握施肥时机。因此，近年来养分可以缓慢释放的缓释或控释肥料逐渐得到人们的关注和认可，它们具有肥料利用率高、环境污染小、操作简单易行、施入需求量小、省工省时等优点，特别适合中国的国情。

控释肥料是指能够按照设定的释放率（%）和释放期（d）来控制养分释放的肥料。包膜型控释肥料是控释肥料研究的重要方向之一，其养分释放影响因素单一，易于控制。包膜型控释肥料是以颗粒肥料为核心，表层涂覆一层低水溶性或微水溶性的无机物质或有机聚合物，改变化肥养分的溶出性，延长或控制肥料养分释放，使土壤养分的供应与作物需肥要求相协调的新型肥料。

从包膜材料种类上来分，可分为无机物包膜控释肥料和有机物包膜控释肥料。无机材料成本较低，对土壤不构成危害，还能为植物提供多种盐基离子，但缓释效果一般，且无机物包膜肥料弹性差、易脆，不能完全实现对养分的控制释放。研究最多的就是以硫磺为包膜材料进行硫包衣尿素，如美国专利US4042366，US4676821，US5219465；有机物包膜材料又分为人工合成高分子有机聚合物包膜材料和天然高分子聚合物包膜材料，人工合成高分子有机聚合物包膜材料包膜厚度可控、对土壤条件不敏感、养分释放速率由聚合物的化学性质控制，但是其包膜材料价格高、包膜工艺复杂、且人工合成高分子有机聚合物一般都不溶于水，在土壤中分解缓慢，容易对环境造成污染；天然高分子聚合物包膜材料来源广泛、廉价易得、无毒无害、成膜性好、稳定，但是其被生物降解、控释效果一般，一般都需要通过改性后才能作为控释肥的包膜材料。目前生产中常用的聚合物树脂有3大类：醇酸类树脂（如Osmocote等）；热塑性树脂（如日本的Nutricote、Meister等）；聚氨酯类树脂（如Plantcote、Multicote和Ployon等）。

在包膜型控释肥料的生产工艺上，研究人员一直追寻的目标是：无溶剂化、可连续化生产的技术线路。在我国，以有机溶剂溶解高分子材料，如聚烯烃类材料等，然后喷涂包膜肥料颗粒制备的包膜型控释肥料，其工艺虽然较为成熟，但是存在生产成本过高、连续化水平较低、生产过程中使用有机溶剂污染环境、膜材不易降解等缺点。针对包膜材料及绿色工艺和环境保护等要求，聚氨酯的原位聚合成膜反应越来越成为研究的热点；因此，确有必要提供一种新的包膜控释肥料，包膜原料来源广泛、廉价易得、无毒无害、生产工艺简单且肥料控释效果良好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种植物油基聚氨酯包膜、控释肥料及其制备方法，使用的包膜材料来源广泛、廉价易得、无毒无害、生产工艺简单且控释效果良好。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种植物油基聚氨酯包膜，所述聚氨酯包膜由含有2-6个羟基的植物油多元醇和至少含有两个异氰酸根基团的异氰酸酯混合生成。

上述的植物油基聚氨酯包膜，其中，所述植物油多元醇中羟基基团与所述异氰酸酯中异氰酸根基团的摩尔比[OH]:[NCO]=1:1-1.5。

上述的植物油基聚氨酯包膜，其中，所述植物油多元醇选自蓖麻油多元醇、氢化蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、菜籽油多元醇、棕榈油多元醇、花生油多元醇、葵花油多元醇、椰子油多元醇、玉米油多元醇、红花油多元醇、棉籽油多元醇和芥末油多元醇中的至少一种。

上述的植物油基聚氨酯包膜，其中，所述植物油多元醇的分子量为50-3000Da，选自蓖麻油多元醇或蓖麻油与其它所述多元醇的混合物。