[发明专利]一种全生物基聚氨酯控释肥包膜材料与聚氨酯控释肥

权利要求书

1.一种全生物基聚氨酯控释肥包膜材料，其特征在于，所述全生物基聚氨酯控释肥包膜材料的固化剂异氰酸酯为生物基1,5-戊二异氰酸酯复配物；

所述生物基1,5-戊二异氰酸酯复配物包括生物基1,5-戊二异氰酸酯单体与其聚合物的复配物或不同的生物基1,5-戊二异氰酸酯的聚合物组成的复配物。

2.根据权利要求1所述的全生物基聚氨酯控释肥包膜材料，其特征在于，

所述生物基1,5-戊二异氰酸酯复配物的平均官能度控制在2.8～3.5之间；NCO含量控制在24％～30％；来自生物原料的比例为65～71％。

3.根据权利要求1或2所述的全生物基聚氨酯控释肥包膜材料，其特征在于，

生物基1,5-戊二异氰酸酯的聚合物包括生物基PDI三聚体及其衍生物、生物基PDI四聚体及其衍生物、其他生物基PDI多聚体及其衍生物；

所述生物基PDI单体为生物原料通过生物酶作用发酵得到1,5-戊二胺，再由1,5-戊二胺通过光气化反应制得；所述生物原料选自葡萄糖、赖氨酸中的至少一种；

所述生物基PDI三聚体及其衍生物、生物基PDI四聚体及其衍生物、其他生物基PDI多聚体及其衍生物对应由所述PDI单体通过催化剂聚合得到。

4.根据权利要求1或2所述的全生物基聚氨酯控释肥包膜材料，其特征在于，

所述全生物基聚氨酯控释肥包膜材料由所述生物基1,5-戊二异氰酸酯复配物与生物基多元醇通过交联反应合成；

所述生物基多元醇中羟基与生物基1,5-戊二异氰酸酯复配物中NCO基团的摩尔比为0.98～1.10：1。

5.根据权利要求4所述的全生物基聚氨酯控释肥包膜材料，其特征在于，

所述生物基多元醇是由环氧化脂肪酸酯与生物基酸及生物基醇进行开环聚合而成；

所述生物基酸为乳酸；所述生物基醇选自丙三醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、乙二醇中的至少一种；

具体制备方法如下：

(1)先将乳酸、生物基醇以及酯化催化剂进行酯化反应，得到乳酸酯多元醇中间产物；其中乳酸与生物基醇中的羟基的摩尔比控制在4：1～8：1；

(2)向乳酸酯多元醇中间产物中，分批加入环氧化脂肪酸酯进行开环反应，即得所述生物基多元醇；其中：环氧化脂肪酸酯总共加入量占总反应物质量百分比的15％-20％。

6.根据权利要求5所述的全生物基聚氨酯控释肥包膜材料，其特征在于，

所述环氧化酯肪酸酯为具有10至24个碳原子的脂族链和至少一个环氧乙烷基团的长链不饱和脂肪酸的环氧化物或其酯；

或者，为具有10至24个碳原子的酯化脂肪酸链的长链不饱和脂肪油的环氧化物，所述酯化脂肪酸链含有至少一个环氧乙烷基团。

7.根据权利要求6所述的全生物基聚氨酯控释肥包膜材料，其特征在于，

所述环氧化酯肪酸酯为环氧化脂肪油、环氧化的不饱和脂肪酸或不饱和长链脂肪酸的环氧化酯；

所述环氧化脂肪油为环氧大豆油、环氧玉米油、环氧蓖麻油、环氧棉籽油、环氧大麻籽油、环氧塔尔油、环氧红花籽油、环氧花生油、环氧亚麻籽油、环氧菜籽油中的至少一种；

所述环氧化的不饱和脂肪酸为5,6-环氧癸酸、9,10-环氧蓖麻油酸、9,10-环氧硬脂酸、4,5-环氧癸酸、9,10-环氧十八烷酸、9,10-环氧四烷酸、8,9-环氧-1-羟基癸酸、9,10-环氧-1-羟基十八烷酸重的至少一种；

所述不饱和长链脂肪酸的环氧化酯为环氧化的不饱和脂肪酸的烷基酯。

8.根据权利要求5所述的全生物基聚氨酯控释肥包膜材料，其特征在于，步骤(1)中，所述酯化催化剂的添加量为总反应物质量的0.2～0.8％；酯化催化剂为有机钛酸酯类催化剂、有机锡类催化剂、氧化钙、醋酸锌中的任一种；所述有机钛酸酯类催化剂为钛酸异丙酯、钛酸丁酯中的任一种。