[发明专利]可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料的制备方法及其包膜方法

说明书

本发明涉及一种可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料的制备方法及其包膜方法。本发明以含纤维素的农业有机废弃物为原料，经粉碎、筛分、多巴胺改性，酶活化二次处理后得到活化粉状物，与温敏性聚磷酸酯单体、引发剂、β‑环糊精促进剂混合、加热、搅拌，在惰性气体保护下进行自由基聚合反应，真空干燥得到可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料，加热至熔融状态喷涂于包衣机内肥料颗粒表面可制得包膜缓控释肥料。本发明从仿生学角度采用多巴胺活化农业有机废弃物，结合酶活化二次处理，有效地促进聚合反应，提高生产效率，同时以温敏性聚磷酸酯单体为交联剂，β‑环糊精为促进剂，缩短聚合反应时间，使得肥料随土壤温度变化智能调控养分。

技术领域

本发明属于材料与缓控释肥料技术领域，特别涉及一种可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料的制备方法及其包膜方法。

背景技术

缓控释肥料作为“21世纪高科技环保肥料”，是通过调控肥料表面聚合物包膜使其包裹的养分最初缓慢释放，延长作物对其有效养分吸收利用的有效期，使其养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释放的肥料，从而提高肥料利用率，实现一次性施肥和精准施肥的目的。

包膜材料可以分为无机材料、有机材料、可降解材料等主要三种主要形式。有机高分子材料是目前研究最多的缓控释肥包膜材料，主要分为天然、合成和半合成三大类。由于缓控释效果不佳、包膜材料对土壤环境污染、生产成本过高等问题，可降解包膜材料成为肥料产业的重点发展方向。

尽管上述缓控释肥料具有诸多优点，但是农作物在不同的自然环境下对土壤中养分的吸收利用也会随着环境的变化而改变，尤其是环境温度的变化可以轻易地影响农作物对养分的吸收，如遇到冬季或者低温冷害，肥料可以正常释放，而在相对高温季节减少肥料释放，防止因肥料释放过快产生烧苗现象，减少肥料浪费。因此研制一种具有温度响应性的“智能”肥料对于农业生产的发展具有十分重要的意义。

中国专利“一种温敏型包膜材料和温敏型缓控释肥料及其制备方法(公开号CN106083336 A)”中肥料的缓控维持时间较长，化学助剂较多，导致能耗和成本较高，且不利于降解，易造成环境污染，不利于在大田作物上大面积推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料的包膜方法。

本发明的技术方案如下：

本一种可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料的制备方法，具体包括以下步骤，原辅料用量均为重量份：

1)原料预处理：将65-75份粉碎的含有纤维素的农业有机废弃物置于150-180份PH值为8-10的缓冲溶液中超声5-15分钟充分分散，加入8-10份盐酸多巴胺，在30-40℃下活化处理，活化过程中通入空气并不断搅拌，活化时间为2-4小时，经抽滤洗涤，真空干燥得到35-45份多巴胺预处理的粉末状物；

2)酶液配置：在醋酸/醋酸钠缓冲溶液中配置pH为4.0-6.0，酶浓度为60-145U/ml和介体浓度为2.5-9mmol/L的80-120份的酶液；

3)二次处理：将步骤1)所得35-45份多巴胺预处理的粉末状物与步骤2)所得80-120份的酶液置于反应容器中混合均匀，于40-60℃二次活化处理，活化过程中通入空气并不断搅拌，活化时间为0.5-3.0小时，得到25-40份的二次活化的粉末状物。

4)可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料的制备：将步骤1)所得的25-40份所述二次活化的粉末状物，与3-20份温敏性聚磷酸酯、2-15份引发剂、0.5-5份β-环糊精促进剂混合、加热、搅拌，在惰性气体保护下，至于40-60℃水浴中进行自由基聚合反应8-12小时，真空干燥得到可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料。

如此设计，