[发明专利]一种生物基聚氨酯包覆的缓释肥的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业化肥领域，具体而言，涉及一种生物基聚氨酯包覆材料包覆的缓释肥的制备方法。

背景技术

聚氨酯是一种应用广泛的高分子合成材料，具有优良的物理机械性能、声学性能、电学性能和耐化学性能。尤其显著的特点是其性能特点可以通过改变反应原料来预先设计和改造，达到特定的使用目的，有“可缝合的聚合物”美誉。用于缓释肥包覆材料的聚氨酯要求既要有良好的机械性能、耐磨性能和回弹性能，又要求在土壤中，通过环境的理化反应和微生物的共同作用，按照预定的速率逐步消解，从而释放出包覆的化学肥料，以提供农作物在各个不同生长阶段对肥料养分的有效需求，对提高作物产量、提高肥效、改善土壤结构具有显著的作用。

基于采用包含多元醇在内的活泼氢化合物和异氰酸酯化合物制备聚氨酯材料的方法是已知的，然而采用聚氨酯材料作为缓释肥包覆材料的方法国内鲜有报道。

CN 103665309 B公开了一种用于缓释肥的聚氨酯弹性体组合物的制备方法，该方法由聚合物组份和预聚物组份配制而成，其中采用有机铋类、有机锌类或有机汞类中的一种作为催化剂。然而上述方法在材料的选择和加工工艺方面都有一定的局限性：首先在材料的选择方面，该方法中选择的催化剂成分为有机汞类催化剂，其属于重金属类且毒性巨大，对土壤的污染非常严重，不符合国家环保法规；有机锌类催化效果差，使用量大，同样存在土壤污染问题，且对作物，特别是小麦生长有不良影响，有机铋类催化效果差，并且价格昂贵。另外该方法在制造工艺方面采用预聚物法的二步制造方法(简称二步法)，与直接混合反应的一步法相比，存在工艺繁杂，对材料、设备要求高，成本高、能耗高等不利因素。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种生物基聚氨酯包覆材料包覆的缓释肥的制备方法，所述制备方法克服现有技术中材料成本高，制造工艺复杂、能耗高的缺点。

根据本发明的生物基聚氨酯包覆材料包覆的缓释肥的制备方法包括以下步骤：

1)将生物基聚酯多元醇、催化剂及助剂一同加入反应器中搅拌均匀，温度控制在50℃～70℃之间，得到黏性微黄色液体，然后温度降至室温，将异氰酸酯加入反应器中搅拌均匀备用，其中，在容器中按照生物基多元醇与异氰酸酯的重量比为1.5-1.9之间混合。

2)然后在翻料搅拌机中加入需要包覆的肥料颗粒，温度控制在50℃～70℃之间，将步骤1)得到的混合物直接喷涂到所述肥料颗粒表面上，从而在肥料颗粒表面反应生成聚氨酯包覆材料，喷涂时间为15至20分钟，并保持肥料颗粒翻料滚动以确保喷涂均匀，喷涂完毕后继续翻滚搅拌肥料颗粒约5-6分钟，从而使肥料颗粒表面上均匀形成聚氨酯材料包覆壳。

优选地，步骤1)所述助剂可以包括增塑剂、填料、填料及色浆等功能助剂中的一种或几种。所述助剂为生物基聚酯多元醇和异氰酸酯总重量的1％至5％。

进一步优选地，作为步骤1)中所述催化剂可以为Polycat 46，其是由美国气体公司(Air Products)生产的凝胶催化剂，所述催化剂的用量为生物基聚酯多元醇和异氰酸酯总重量的0.01％至0.1％，优选为0.05％。

进一步优选地，作为步骤1)中所述助剂中的增塑剂可以为KL-05，其是环氧大豆油增塑剂，环氧值≥5.0％，所述增塑剂的用量为生物基聚酯多元醇和异氰酸酯总重量的3％至10％，优选为3％至8％，更优选为5％。

优选地，步骤1)中所述生物基聚酯多元醇的分子量为200～3000，羟值为50～850mgKOH/g；更优选地，所述生物基聚酯多元醇的分子量为500～1500，羟值为200～300mgKOH/g。

优选地，步骤1)中所述异氰酸酯为官能度在2.0-3.0之间的异氰酸酯化合物，优选为二苯基甲烷二异氰酸酯或多苯基甲烷多异氰酸酯中的一种或几种，更优选多苯基甲烷多异氰酸酯。

优选地，步骤1)中所述生物基聚酯多元醇与异氰酸酯的重量比为1.5-1.9，更优选为1.65-1.75。

优选地，步骤2)中所述温度控制在50℃～60℃。

优选地，步骤2)中所述喷涂也可以采取浸渍或混拌等工艺代替。

优选地，步骤2)中所述反应喷涂时间在15-20分钟。

优选地，步骤2)中所述混合物与肥料颗粒的重量比为1:20至1:60，优选为1:25至1:40，优选为1:30至1:35；本发明的另一个目的在于提供一种包覆了生物基聚氨酯材料的缓释肥，所述缓释肥由上述制备方法制备得到。

有益效果