[发明专利]高分子微纳米粒包埋法制备缓控释包膜材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种缓控释包膜材料的制备方法，特别是一种高分子微纳米粒包埋法制备缓控释包膜材料的方法。

背景技术

缓／控释肥料通过颗粒肥表面的一层包膜材料，改变肥料养分的释放特性，延长或控制肥料养分释放，使其养分的释放与作物的需肥规律相协调。

缓／控释肥料对养分的缓释机制，一是破裂机制，二是扩散机制。无机物包膜肥料，以硫包膜尿素为例，在土壤中的养分缓释过程为：聚合态硫、无定形态硫逐渐转化为结晶态硫过程中导致硫壳层出现裂缝，从而使尿素分子释放出来。根据物质通过多孔介质传递理论，首先，水分子通过包裹层中的孔洞或通道进入膜内，水与肥料接触，使其溶解；然后，溶解的养分通过包裹层中的孔洞或通道扩散至外界；最后，养分释放过程中，包裹层内的孔隙洞和通道逐渐增多、变大。梁智、何生丽在论文“包裹型缓释肥料生产技术实验研究”(《磷肥与复肥》，2002)中讨论了以粘土矿物为包裹剂，有机高分子化合物作粘结剂的粘土矿物包膜肥料的养分释放特征，结果表明，粘土矿物包膜肥料的养分释放机制与钙镁磷肥包膜肥料相类似。总体上说，硫磺等无机物包膜肥料只要膜上能够形成孔隙或裂缝，养分就可以通过其扩散出来，这样的养分释放方式称为“破裂机制”。

Goertz H M.在文章“Technology development in coated fertilizers”(Workshop on Controlled／Slow Resease Fertilisers，1993)提出，有机高分子聚合物包膜缓／控释肥料养分释放是水分子(以水蒸气形式)通过包膜渗透进入肥料颗粒内部，水气在肥料颗粒上凝聚，并使之部分溶解，这样在包膜内外产生蒸气压差和浓度梯度；在这个阶段如果膜能承受住内部压力，则肥料中的养分在浓度梯度推动下通过扩散释放，或者由压力梯度推动通过质流形式释放，这种方式称为“扩散机制”。

有机高分子聚合物包膜材料的致密性好、与肥料间结合紧密、孔隙少，通常添加沸石粉、硅藻土、膨润土等改善包膜结构及孔隙率。但是，无机矿物的颗粒度不均匀，在土壤中解离从而形成微孔通道的过程具有随机性，不能精确控制。迄今为止，尚没有通过添加粒径均一的各种微纳米颗粒的方式，对包膜的孔隙率及缓控释性能进行精准调控的报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有缓控释包膜材料制备方法的不足，提供一种高分子微纳米粒包埋法制备缓控释包膜材料的方法。

所述包膜材料制备方法通过添加粒径均一的各种微纳米粒，实现对包膜的孔隙率及缓控释性能进行精准控制。

所述包膜材料制备方法不仅得到良好成膜性、降解性的高分子包膜，而且可以通过化学键合方式附载特定的活性物质，实现缓控释肥的多功能化。

本发明提供如下技术方案：

一种高分子微纳米粒包埋法制备缓控释包膜材料的方法，所述制备方法包含以下步骤，优选同时包含以下步骤：

(1)制备高分子微纳米粒；

(2)溶解乙烯-醋酸乙烯共聚高分子及其共混高分子合金；

(3)溶解聚乙烯吡咯烷酮及其络合的微量元素、药物；

(4)将所述步骤(1)、(2)、(3)得到的分散体系混合，在颗粒肥料的表面进行雾化喷涂、干燥；

其中，所述高分子微纳米粒，具有独特的水溶特性，粒度均匀，粒径大小可调，从而可以形成可控的微纳米缓释通道；

所述高分子微纳米粒，其组成成分选自具有如下化学结构的聚合物：

其中，R₁选自H、C₁-C₈的烷基中的至少一种；R₂选自H、C₁-C₈的烷基、-COOH、一CONH₂、-COOMe(Et，Bu，EtOH)、-OCOCH₃中的至少一种；

其中，n=1-18，m=1-100，p=1-1000。

所述的制备高分子微纳米粒，其方法包含以下步骤，优选同时包含以下步骤：

(i)配制包含单体、引发剂、稳定分散剂、溶剂的溶液；

(ii)将步骤(i)所配溶液通氮除氧，时间10-60min，优选20-30min；

(iii)将步骤(i)、(ii)的溶液加热反应，温度在45-120℃，优选60-85℃，反应时间30-240min，优选120-180min；