[发明专利]淀粉基聚合物包膜控释肥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种淀粉基聚合物包膜控释肥料及其制备方法。所述淀粉基聚合物包膜控释肥料是将100份淀粉、100‑600份液化剂和2‑20份酸性催化剂制成的淀粉液化产物、催化剂和含液态笼型倍半硅氧烷的助剂混合均匀作为包膜液与固化剂同时喷涂到肥料颗粒表面进行原位反应成膜而成。本发明利用液态笼状倍半硅氧烷和淀粉基聚合物基体界面的结合，克服了现有技术中淀粉基聚合物包膜亲水性强、控释性能差的缺点。

技术领域

本发明属于肥料领域，涉及一种淀粉基聚合物包膜控释肥及其制备方法。

背景技术

农业是国民经济的基础，化肥作为重要的农业生产资料，对粮食增产的贡献率在40％以上。国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006～2020年)将环保型肥料列为优先发展主题，重点研发环保型肥料创制关键技术。

聚合物包膜肥料具有养分供应与作物各生育期需肥规律相吻合的特点，可显著提高肥料利用率，为解决肥料损失严重造成的面源污染和资源浪费等问题提供了有效途径。根据介质的不同，分为有机溶剂型、水型及无溶剂型等三类。无溶剂型指小分子单体在肥料表面进行原位反应成膜，操作简单易连续化。聚氨酯是多元醇和多异氰酸酯等的加聚物，无毒无味，可通过调节结构中的两相比例和组成设计不同的微观结构，改善材料的宏观性能，因此，受到无溶剂型包膜肥料的研究者和生产厂商的青睐。

石化膜材成本高、资源不可再生，为了摆脱对价格日益增长的石油资源的依赖，同时实现包膜的生物降解。张民等以淀粉液化改性的热固性树脂对肥料进行包膜，所得包膜控释肥的包膜率(膜材在控释肥中的质量百分含量)为5％时养分释放期为90天。张超群等采用纳米膨润土改性大豆油基膜材，聚乙二醇插层膨润土的添加量为5％时包膜尿素的养分释放期达74天。樊小林等采用混合的方式改良C₁₈聚氨酯包膜材料、增加肥料肥效期保持率。杨越超等采用有机硅等改性技术对纤维素基膜材改性后，养分的释放速率延缓。

综上所述，利用价格低、可再生的天然生物基原料(如植物淀粉等)制备生物基包膜控释肥料已成发展趋势。但这类原料制备的包膜亲水性强、控释性能差，不经过合适的改性难以满足作物对养分的长效需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种淀粉基聚合物包膜控释肥及其制备方法。

本发明要求保护液态笼型倍半硅氧烷或含有液态笼型倍半硅氧烷的助剂在制备肥料中的应用以及含有液态笼型倍半硅氧烷的肥料或含有液态笼型倍半硅氧烷的肥料的助剂的肥料。

具体的，所述肥料为包膜控释肥；具体为聚合物包膜控释肥；更具体为淀粉基聚合物包膜控释肥；

所述液态笼型倍半硅氧烷POSS的分子式为(RSiO_3/2)₈，其中，取代基R选自氨基、聚乙二醇基和环氧基中至少一种；所述液态笼型倍半硅氧烷POSS具体为液态氨基POSS或液态PEG-POSS；

所述助剂选自石蜡、微晶蜡、氯化石蜡、石油树脂、α-烯烃、聚乙烯蜡、EVA蜡、沥青和硅蜡中至少一种；

所述液态笼型倍半硅氧烷的质量为所述助剂质量的10-80％。此处所述助剂包括液态笼型倍半硅氧烷。

本发明提供的淀粉基聚合物包膜控释肥，由包膜和所述包膜包裹的肥料颗粒组成；制备所述包膜的原料包括淀粉液化产物、催化剂、所述含有液态笼型倍半硅氧烷的助剂和固化剂；

所述淀粉液化产物由淀粉、液化剂和酸性催化剂制得。

上述淀粉基聚合物包膜控释肥中，制备所述淀粉液化产物的制备中，淀粉、液化剂和酸性催化剂的质量比为100：100-600：2-20；具体为100:300:10。

所述淀粉选自玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、红薯淀粉和绿豆淀粉中至少一种；