水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及水溶性醇酸树脂－蜡复合包膜控释肥料及其制备方法。该包膜控释肥料由肥料芯和肥料芯外面的包膜组成，其中所述包膜包含蜡膜、该蜡膜外含水溶性醇酸树脂包膜剂的聚合物膜以及任选地在聚合物膜外含无机粉体的无机层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包膜控释肥料，更具体地，涉及一种，属于材料和肥料

技术介绍
如何提高化肥利用率一直是近年来肥料和植物营养学科研究的热点， 也是农业可持续M中亟待解决的关键问题之一。研究开发高效环保的緩 控释肥料是解决这一问题的有效途径。商品化的控释月巴料有多种类型，其中聚合物包膜控释肥料因其优良的 养分控制释放性能而在世界范围内受到了广泛关注，并得到了很好的应用。 根据包膜剂的性质不同，聚合物包膜控释肥料可分为热固性树脂包膜控释 肥料和热塑性树脂包膜控释肥料两大类。对于热固性树脂包膜控释肥料而 言，聚合物包膜剂价格昂贵，制造工艺复杂，因而生产的肥料成本过高，难以在大田作物上推广应用；对于热塑性树脂包膜控释肥料，除了聚合物 包膜剂价格依然较高外，在肥料生产过程中必须首先使用大量有机溶剂来 溶解聚合物，然后将聚合物的稀溶液喷涂在肥料颗粒表面，最后通过溶剂的挥发而在肥料颗粒表面形成一层聚合物膜，这不仅造成了能源和资源的 浪费，而且对人身健康和环境造成了危害。另外，上述两种聚合物包膜控 释肥料在肥料养M放完后，聚合物残膜在土壤中不易降解，长期使用会 对土壤造成一定的污染。近年来也有利用水溶性聚合物作为包膜剂制备聚合物包膜控释肥料的 报道(例如见CN1473806A， ZL02126009.5， CN1939878A),这种技术 部分地克服了上述缺点，具有成本低和有机溶剂污染小的优点。但目前这 类技术存在的一些问题也限制了它的进一步M:首先生产过程中水对肥 料的溶解往往会使形成的聚合物膜不够致密，从而导致肥料产品控释性能的降低；另外这类成膜剂中的聚合物多为热塑性合成树脂，肥料养分释放 后聚合物残膜在土壤中很难降解。水溶性聚合物包膜控释肥料制备生产工艺及设备简单，易于实现产业 化，同时生产过程中环境污染小，节约资源和能源，符合经济和环保的发 展方向。为了充分发挥水性聚合物包膜控释肥料绿色环保和低成本的优势， 需要克服水溶性聚合物包膜剂存在的包膜剂本身对肥料的溶解和聚合物膜 不易降解的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种环境友好的水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控 释肥料，大大降低传统聚合物包膜剂因大量使用有机溶剂对环境造成的危 害，并有效地阻止水溶性聚合物包膜过程中水分对肥料的溶解，大幅度降 低聚合物包膜剂的成本，同时形成的聚合物膜可以生物降解。该目的通过一种水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料而实现，该控释 肥料由肥料芯和肥料芯外面的包膜组成，其特征在于所述包膜包含蜡膜、 蜡膜外含水溶性醇酸树脂包膜剂的聚合物膜以及任选地在聚合物膜外含无 机粉体的无机层。本专利技术还提供一种制备上述水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料的 方法，该方法包括首先在肥料颗粒表面涂覆蜡形成蜡膜，然后将所述水溶 性醇酸树脂包膜剂包覆到所述蜡膜表面形成聚合物膜，以及任选地在聚合 物膜上包覆无机粉体以形成无机层的包膜过程。本专利技术水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料由于在水溶性醇酸树脂 包膜剂包覆之前，肥料颗粒表面已经被蜡疏水层所覆盖，因此有效地阻止 了水溶性醇酸树脂包膜剂包膜过程中水分对肥料的溶解，消除了传统水溶 性聚合物包膜剂给膜层带来的缺陷，使肥料产品具有更好的控释性能。在本专利技术包膜控释肥料中，由于所用的水溶性醇酸树脂包膜剂以水为 介质，大大减少了使用溶剂型聚合物包膜剂的缺点。与其他合成树脂相比， 本专利技术中的醇酸树脂其主要原料来自于自然界可再生的植物油，它对石油 的依赖度低，成本低廉；同时聚合物链上的植物油和脂肪酸片段还赋予聚合物膜以生物可降解性能；由于制备过程是从小分子原料出发，可以通过 调整聚合配方及工艺来调整成膜聚合物的组成和结构，以达到精准调控产 品肥料养,放的目的。同时由于聚合物包膜材料中含有能与水分子发生 締合作用的官能团，因此该类材料还兼有一定的保水性能。另外，在本专利技术进一步优选的实施方案中，本专利技术水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料还包含含无机粉体的最外层。在该优选实施方案中， 含无机粉体的无机层作为最外层不仅可以防粘和抗磨，也部分地起到调节 养分释放的作用。本专利技术的水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料除具有低成本、抗冲击 抗磨损和优良的控释性能外，还具有生产过程污染小、使用过程无毒无污 染以及养分释放后土壤中的聚合物残膜可以生物降解等优点。附图说明图1是根据本专利技术制备的水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料的剖面 结构示意图。本专利技术水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料颗粒由内向外依 次是肥料芯、蜡膜层、聚合物膜层。具体实施例方式本专利技术制备水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料的过程包括水溶性 醇酸树脂包膜剂的制备和肥料包膜两部分。本专利技术水溶性醇酸树脂包膜剂 以醇酸树脂预聚体为主要原料。在本专利技术的具体实施方案中，首先制备出 醇酸树脂预聚体，然后与助溶剂混合，用碱中和，任选地用水稀释，以及 加入催干剂而得到水溶性醇酸树脂包膜剂。 (1)制备醇酸树脂预聚体本专利技术中所用的醇酸树脂预聚体优选由包含植物油和/或来源于植物 的脂肪酸，多元醇，至少一种选自CrC22合成脂肪酸、CrC22合成脂肪酸 的酸酐、芳香酸、芳香酸的酸酐的组分的原料组合物通过共缩聚反应而得 到。在本专利技术的优选实施方案中，制备醇酸树脂预聚体所用的植物油例如选自千性油和半干性油中的一种或多种，其实例包括亚麻油、桐油、脱水 蓖麻油、豆油、棉籽油、纳斯克尔油等。所述来源于植物的脂肪酸例如选 自油酸、亚油酸、亚麻酸、妥尔油、+〉香中的一种或多种。由于有些脂肪 酸如油酸、亚油酸、亚麻酸等是从油脂得来的，因此在实际操作中，这些 脂肪酸可以通过相应油脂的醇解而就地得到。所述多元醇例如选自甘油、 三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇和二甘醇中的一种或多种，优选甘油、 三羟甲基丙烷和季戊四醇。所述OC22合成脂肪酸及其酸酐优选碳原子数为4-22，优选4-12的一元酸或多元酸及其酸酐，例如马来酸、马来酸酐、 富马酸、己酸、癸酸、己二酸、癸二酸，更优选CrC22二元酸及其酸酐， 尤其是己二酸、癸二酸及其酸酐。所述芳香酸及其酸肝优选选自芳族一元 酸、芳族二元酸、芳族三元酸及其酸酐，具体实例包括苯甲酸、邻苯二曱 酸、邻苯二甲酸酐、间苯二曱酸、偏苯三酸、偏苯三酸酐等，优选芳族二元酸、三元酸及其酸肝，尤其是邻苯二曱酸酐、间苯二甲酸、偏苯三酸和 偏苯三酸酐。所迷芳香酸及其酸肝可以是未取代的，或被一个或多个选自C广C6烷基、d-C6烷氧基、C广C6囟代烷基、面素、硝基的取代基取代。 所述卣或卤素选自为氟、氯、溴和碘。所述C广C6烷基以及C广C6烷氧基 和CrC6卣代烷基的烷基结构部分是指具有1-6个碳原子，尤其是l-4个碳 原子的饱和直链或支化烃基，例如甲基、乙基、丙基、l-甲基乙基、丁基、 l-甲基丙基、2-曱基丙基、l，l-二曱基乙基、戊基、l-甲基丁基、2-甲基丁 基、3-甲基丁基、2，2-二甲基丙基、l-乙基丙基、己基、l，l-二甲基丙基、 1，2-二甲基丙基、l-曱基戊基、2-曱基戊基、3-曱基戊基、4-甲基戊基、l，l-二甲基丁基、1，2-二甲基丁基、1，3-二甲基丁基、2,2-二曱基丁基、2，3-二甲 基丁基、3，3-二甲基丁基、l-乙基丁基、2-乙基丁基、1，1，2-三曱基丙基、1，2，2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性醇酸树脂－蜡复合包膜控释肥料，其由肥料芯和肥料芯外面的包膜组成，其特征在于所述包膜包含蜡膜、该蜡膜外含水溶性醇酸树脂包膜剂的聚合物膜以及任选地在聚合物膜外含无机粉体的无机层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高义武，万连步，于兵，李志国，范玲超，解玉洪，
申请(专利权)人：山东金正大生态工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]