專利名稱：一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備及包膜方法
技術領域：
本發明涉及一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備及包膜方法，屬于化工生產的技術領域。
背景技術：
我國化肥消耗量約占世界化肥消費總量的2(T30%，居世界第一位，發達國家化肥當季利用率平均為50飛0%，我國化肥當季利用率平均僅為3(T35%。大量營養元素的流失浪費不僅給社會帶來巨大的經濟損失，而且還會造成嚴重的環境污染。目前，隨著化肥用量的不斷増加，在農產品追求產量與質量并重，以及環境友好的多重目標要求下，肥料的改性問題就顯得更為重要?？蒯尫柿系某霈F，提高了肥料利用率，有利于減少環境污染，保證糧食安全，也滿足了農民的實際需求。20世紀70年代，在李慶逵院士主持下，由中國科學院南京土壌研究所和南京化工研究所合作研究開發的包裹型長效碳酸氫銨，開創了我國研制緩/控釋肥料的先河。90年代以后，緩/控釋肥的研制進入快速發展時期，樹脂包膜、硫包衣、硫加樹脂包膜、營養材料包裹、基質復合、膠結控釋、酶學抑制等產品和エ藝百花齊放。中國專利文獻CN1229309C (03155813. 5)公開了ー種可控釋肥料的包膜材料及其制備方法；其中包膜材料由聚烯烴和石蠟、有機物料、無機物料中的ー種或幾種組成，還可以加入表面活性剤，溶劑為松節油，包膜液的制備方法包括首先，量取一定量的溶劑，加熱到70-120°C，然后加入聚こ烯和石蠟，待聚こ烯與石蠟基本溶解后，可加入淀粉0-60g，并不斷攪拌制備成均一的液體，保持加熱，直到包膜液的溫度達到160°C后停止加熱。中國專利文獻CN101973808A (201010294857. 0)公開了ー種淀粉包膜材料及其在包膜緩控釋肥料中的應用；該包膜材料包括淀粉、纖維素、腐殖酸和交聯劑；其淀粉的質量為所述的淀粉包膜材料質量的90. 0% 95. 0%，纖維素的質量為所述的淀粉包膜材料質量的0 10. 0%、且デ0,腐埴酸的質量為所述的淀粉包膜材料質量的0 10. 0%、且デ0,交聯劑的質量為所述包膜材料質量的0. 2% 5. 0% ;本淀粉包膜材料用作包膜緩控釋肥料的包膜，包膜質量是所述的包膜緩控釋肥料質量的2% 30%。上述中國專利文獻中采用有機聚合物包膜價格較高，膜材降解較慢；采用普通淀粉`制備的包膜材料又難以控釋肥料養分釋放速度，達不到緩釋肥料國家標準GB/T23348-2009和控釋肥料行業標準HG/T4215-2011的要求。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備及包膜方法。發明概述淀粉是環境友好材料，但普通淀粉難以控釋肥料養分，不能作為包膜材料，通過引入完全生物降解的聚こ烯醇增塑劑體系，既解決了淀粉成膜難題，滿足了緩控釋肥生產要求，又達到了包膜快速降解的目的。本發明通過對價格低廉的淀粉進行改性制得改性的淀粉薄膜，改性的淀粉薄膜作為緩控釋肥的包膜材料不但維持了較好的緩控釋效果并大幅降低緩控釋肥生產成本，而且能夠解決有機聚合物價格高和膜殼降解慢的問題。本發明通過科學的施肥方法在大田作物上推廣應用，以改善作物品質，提高肥料利用率，減少農業面源污染。術語說明包膜率指經過包膜造粒后的肥料顆粒中包膜材料的質量跟包膜前顆粒的質量比
值。 本發明的技術方案如下一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，包括步驟如下，原料用量均為重量份(I)將2(T30份多元醇、5 7份去離子水和f 3份聚こニ醇混合，65 70°C條件下攪拌0. 4 lh得增塑劑；所述的多元醇為こニ醇、甘油、1，2_丙ニ醇、1，4_丁ニ醇、新戊ニ醇、ニ
甘醇、一縮ニ丙ニ醇或三羥甲基丙烷；(2)將7(T80份淀粉和35 40份聚こ烯醇混合并攪拌均勻，得淀粉漿料；(3)將25 40份步驟(I)制得的增塑劑加入到10(Tl20份步驟(2)制得的淀粉漿料中，14(Tl60°C條件下攪拌15 30min,得淀粉薄膜塑化液；(4)將5(T60份步驟(3)制得的淀粉薄膜塑化液和15 20份聚烯烴溶于6(T200份的ニ甲苯或松節油中，攪拌均勻，即得本發明易降解的緩控釋肥包膜材料。根據本發明，優選的，所述的步驟(I)中聚こニ醇為聚こニ醇-200、聚こニ醇-600、聚こニ醇-800、聚こニ醇-2000、聚こニ醇-4000或聚こニ醇-6000。根據本發明，優選的，所述的步驟(2)中聚こ烯醇的平均分子量為1. 6萬 15萬。根據本發明，優選的，所述的(4)中聚烯烴的分子量范圍為2萬 250萬；更優選的聚烯烴是分子量為2萬 100萬的聚こ烯、聚丙烯或聚氯こ烯。本發明還提供一種易降解的緩控釋肥包膜材料的包膜方法，包括步驟如下將易降解的緩控釋肥包膜材料在加熱沸騰流化床中于65 75°C噴涂到肥料顆粒上，控制肥料顆粒粒徑范圍為1. (T5. 5mm，冷凝回收多余的易降解的緩控釋肥包膜材料。根據本發明，優選的，控制肥料顆粒的包膜率范圍為0. 04、. 12，更優選的包膜率范圍為0. 05 0. 09。 根據本發明，優選的，向肥料顆粒上噴涂易降解的緩控釋肥包膜材料后，再噴涂顏料，制得不同顔色的肥料。.本發明所用原料均為常規市售產品，生產廠家或品牌的更換不影響本發明的效果。本發明通過調節包膜的厚度，即包膜率的大小，制得不同釋放期的易降解包膜緩控釋肥。本發明通過噴涂顔料制得不同顔色的肥料，外觀顏色可以是無色、緑色、黃色、橙色等。為了更好的在大田作物上推廣應用，進ー步降低緩控釋肥價格，采用緩控釋肥與普通肥料摻混控釋BB (摻混)肥的方法，使得摻混肥的速效養分能夠供應作物生長初期的營養，緩控釋養分則保證了作物生長后期對營養的需求，后期不脫肥，實現了良好的養分控釋性能與產品價格的完美統一。本發明易降解的緩控釋肥包膜材料包膜的緩控釋肥符合2009年9月I日起實施的緩釋肥料GB/T23348-2009國家標準和2012年7月I日實施的控釋肥料HG/T4215-2011行業標準要求，緩控釋性能優良。本發明有如下有益效果1、普通淀粉難以控釋肥料養分，不能作為緩控釋肥的包膜材料，本發明通過引入完全生物降解的聚こ烯醇增塑劑體系對價格低廉的淀粉進行改性，制得改性的淀粉薄膜，既解決了淀粉成膜難題，滿足了緩控釋肥生產要求，大幅降低了緩控釋肥生產成本，又達到了包膜快速降解的目的。2、本發明エ藝簡單，可與已有緩控釋肥エ藝完美嫁接，以淀粉為主要原料，大幅降低了生產成本；產品的養分控釋期可以根據包膜厚度及膜材料配方來調節，可以精確地控制在I個月到9個月不等，還可將具有不同釋放時期、不同釋放特性的產品與普通復合肥按一定的比例摻混，模擬各種作物對養分的需求，做成各種作物專用控釋肥，使控釋肥的養分釋放曲線與作物對養分的吸收曲線相吻合，達到養分精確控釋的目的。3、本發明養分緩控釋性能優良，在提高肥料利用率、避免農業面源污染和保護環境方面，取得了突出的技術效果。


圖1是本發明實施例1制備的包有易降解緩控釋肥包膜材料的緩控釋肥產品結構示意圖；其中，I是緩控釋肥的包膜層，2是緩控釋肥的肥料核芯。圖2是本發明實施例1制備的緩控釋肥的養分釋放曲線。圖3是本發明實施例2制備的緩控釋肥的養分釋放曲線。

圖4是本發明實施例1制備的緩控釋肥的養分釋放曲線。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明做進ー步說明，但不限于此。實施例中所用原料和設備均為常規市售產品，其中，淀粉天津頂峰淀粉開發有限公司有售。甘油濟南泰旺化工有限公司有售。聚こニ醇江蘇省海安石油化工廠有售。聚こ烯醇泰興東宇化工有限公司有售。聚こ烯東營坤宇塑業有限公司有售。松節油江西省吉水縣本草藥用香料油廠有售。實施例1—種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，包括步驟如下(I)將30kg甘油、6kg去離子水、2kg聚こニ醇800混合,65°C條件下攪拌0. 5h得增塑劑；(2)將80kg淀粉、35kg平均分子量為2萬的聚こ烯醇混合并攪拌均勻，得淀粉漿料；(3)將38kg步驟(I)制得的增塑劑加入到115kg步驟(2)制得的淀粉漿料中，140°C條件下攪拌20min,得淀粉薄膜塑化液；(4)將60kg步驟(3)制得的淀粉薄膜塑化液和15kg分子量為5萬的聚こ烯溶于60kg ニ甲苯中，攪拌均勻，即得本發明易降解的緩控釋肥包膜材料。將本實施例制備的易降解的緩控釋肥包膜材料于70°C在加熱沸騰流化床中噴涂到的肥料顆粒上，控制粒徑為2 4mm，在肥料顆粒表面形成致密包膜，多余易降解的緩控釋肥包膜材料通過冷凝回收設備回收，制得包膜率為0. 04，釋放期為I個月的易降解包膜緩控釋肥。圖2為本實施例制備的易降解包膜緩控釋肥的養分釋放曲線。實施例2一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，包括步驟如下(I)將25kg甘油、6kg去離子水、2kg聚こニ醇600混合,68°C條件下攪拌0. 5h得增塑劑；(2)將75kg淀粉、38kg平均分子量為10萬的聚こ烯醇混合并攪拌均勻，得淀粉漿料；(3)將32kg步驟(I)制得的增塑劑加入到113kg步驟(2)制得的淀粉漿料中，150°C條件下攪拌20min,得淀粉薄膜塑化液；(4)將55kg步驟(3)制得的淀粉薄膜塑化液和18kg分子量為20萬的聚こ烯溶于IOOkg松節油中，攪拌均勻，即得本發明易降解的緩控釋肥包膜材料。將本實施例制備的易 降解的緩控釋肥包膜材料于70°C在加熱沸騰流化床中噴涂到的肥料顆粒上，控制粒徑為2 4mm，在肥料顆粒表面形成致密包膜，多余易降解的緩控釋肥包膜材料通過冷凝回收設備回收，制得包膜率為0. 07，釋放期為4個月的易降解包膜緩控釋肥。圖3為本實施例制備的易降解包膜緩控釋肥的養分釋放曲線。實施例3一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，包括步驟如下(I)將20kg甘油、6kg去離子水、2kg聚こニ醇2000混合，70°C條件下攪拌0. 5h得增塑劑；(2)將70kg淀粉、40kg平均分子量為15萬的聚こ烯醇混合并攪拌均勻，得淀粉漿料；(3)將28kg步驟(I)制得的增塑劑加入到IlOkg步驟(2)制得的淀粉漿料中，160°C條件下攪拌20min,得淀粉薄膜塑化液；(4)將50kg步驟(3)制得的淀粉薄膜塑化液和20kg分子量為50萬的聚こ烯溶于130kg ニ甲苯中，攪拌均勻，即得本發明易降解的緩控釋肥包膜材料。將本實施例制備的易降解的緩控釋肥包膜材料于70°C在加熱沸騰流化床中噴涂到的肥料顆粒上，控制粒徑為2 4mm，在肥料顆粒表面形成致密包膜，多余易降解的緩控釋肥包膜材料通過冷凝回收設備回收，制得包膜率為0. 12，釋放期為9個月的易降解包膜緩控釋肥。圖4為本實施例制備的易降解包膜緩控釋肥的養分釋放曲線。實施例4一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，制備步驟同實施例1，不同的是步驟
(I)所用原料為20kgこニ醇、5kg去離子水、Ikg聚こニ醇4000。實施例5一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，制備步驟同實施例1，不同的是步驟
(I)所用原料為25kgl，2-丙ニ醇、7kg去離子水、3kg聚こニ醇200。實施例6一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，制備步驟同實施例1，不同的是步驟(1)所用原料為25kgニ甘醇、5kg去離子水、2kg聚こニ醇600。實施例7—種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，制備步驟同實施例2，不同的是步驟
(2)所用原料為將75kg淀粉、38kg平均分子量為8萬的聚こ烯醇。實施例8一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，制備步驟同實施例3，不同的是步驟
(4)中將50kg步驟(3)制得的淀粉薄膜塑化液和15kg分子量為100萬的聚丙烯溶于80kg松節油中。`
權利要求
1.一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，其特征在于，包括步驟如下，原料用量均為重量份 (1)將2(T30份多元醇、5 7份去離子水和廣3份聚こニ醇混合，65 70°C條件下攪拌0.4 lh得增塑劑；所述的多元醇為こニ醇、甘油、1，2_丙ニ醇、1，4_ 丁ニ醇、新戊ニ醇、ニ甘醇、一縮ニ丙ニ醇或三羥甲基丙烷； (2)將7(T80份淀粉和35 40份聚こ烯醇混合并攪拌均勻，得淀粉漿料； (3)將25 40份步驟(I)制得的增塑劑加入到10(Tl20份步驟(2)制得的淀粉漿料中，14(Tl60°C條件下攪拌15 30min,得淀粉薄膜塑化液； (4)將5(T60份步驟(3)制得的淀粉薄膜塑化液和15 20份聚烯烴溶于60 200份的ニ甲苯或松節油中，攪拌均勻，即得本發明易降解的緩控釋肥包膜材料。
2.根據權利要求1所述的易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(I)中聚こニ醇為聚こニ醇-200、聚こニ醇-600、聚こニ醇-800、聚こニ醇-2000、聚こニ醇-4000或聚こニ醇-6000。
3.根據權利要求1所述的易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)中聚こ烯醇的平均分子量為1. 6萬 15萬。
4.根據權利要求1所述的易降解的緩控釋肥包膜材料的制備方法，其特征在于，所述的(4)中聚烯烴的分子量范圍為2萬 250萬；更優選的聚烯烴是分子量為2萬 100萬的聚こ烯、聚丙烯或聚氯こ烯。
5.ー種利用權利要求f 4所述的易降解的緩控釋肥包膜材料的包膜方法，其特征在于，包括步驟如下將易降解的緩控釋肥包膜材料在加熱沸騰流化床中于65 75°C噴涂到肥料顆粒上，控制肥料顆粒粒徑范圍為1. (T5. 5mm，冷凝回收多余的易降解的緩控釋肥包膜材料。
6.根據權利要求5所述的易降解的緩控釋肥包膜材料的包膜方法，其特征在于，控制肥料顆粒的包膜率范圍為0. 04、. 12，更有選的包膜率范圍為0. 05、. 09。
7.根據權利要求5所述的易降解的緩控釋肥包膜材料的包膜方法，其特征在干，向肥料顆粒上噴涂完易降解的緩控釋肥包膜材料后，再噴涂顏料，制得不同顔色的肥料。
全文摘要
本發明涉及一種易降解的緩控釋肥包膜材料的制備及包膜方法。將多元醇、去離子水和聚乙二醇混合，65~70℃攪拌得增塑劑；將淀粉和聚乙烯醇混合并攪拌均勻，得淀粉漿料；將增塑劑加入到淀粉漿料中，140~160℃攪拌得淀粉薄膜塑化液；將淀粉薄膜塑化液和聚烯烴溶于二甲苯或松節油中，攪拌均勻，即得。本發明還提供一種利用上述包膜材料進行包膜的方法。本發明通過對價格低廉的淀粉進行改性制得改性的淀粉薄膜，改性的淀粉薄膜作為緩控釋肥的包膜材料不但維持了較好的緩控釋效果并大幅降低緩控釋肥生產成本，而且能夠解決有機聚合物價格高和膜殼降解慢的問題。
文檔編號C05G3/00GK103058768SQ20121059430
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者陳劍秋, 孫德芳, 范玲超, 王敏, 劉文龍, 張強 申請人:山東金正大生態工程股份有限公司