一种改性天然胶清-海藻凝胶包膜缓释肥料及制备方法技术

本发明专利技术涉及农用化肥领域，公开了一种改性天然胶清‑海藻凝胶包膜缓释肥料及制备方法。包括如下制备过程：（1）将海藻粉碎处理；（2）对天然胶清进行预处理；（3）将海藻与碳酸钠溶液混合反应后取上清液；（4）将上清液与天然胶清混合，滴加至氯化钙和氯化钾混合溶液中形成凝胶基质，得到改性天然胶清‑海藻凝胶复合液；（5）在尿素颗粒表面加入复合液并造粒，即得改性天然胶清‑海藻凝胶包膜缓释肥料。本发明专利技术通过将天然胶清‑海藻凝胶作为包膜材料，能够调节肥料缓释性，具有良好的韧性和埋土降解性，并且天然胶清的利用有利于自然环境的保护和石化资源的节约，同时生产成本低，对环境友好，易于推广。

Modified natural gelatin seaweed gel coated slow release fertilizer and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种改性天然胶清-海藻凝胶包膜缓释肥料及制备方法
本专利技术涉及农用化肥领域，公开了一种改性天然胶清-海藻凝胶包膜缓释肥料及制备方法。
技术介绍
我国是农业大国，化肥是为植物提供养分，促进其生长的重要化工产品，增施肥料是保证粮食增产的一项重要措施，而研制高效新型肥料产品是保障实现农业现代化的具体行动，是保证国家农业持续增产、农产品质量安全的一项重要环节。本世纪，随着我国人口激增和社会的需要，我国农业加速了粮食、饲料的增产，化肥用量急剧上升。由于多数化肥是水溶性的或者在常温下易于挥发，因此，在其施用过程中，大部分并没有到达植物根系，没有被植物吸收而白白流失，不仅造成了巨大的损失，而且造成了环境污染。近年来，缓释肥料已逐渐成为我国肥料行业研发的重点。我国相继开发出一系列缓控释肥新产品：如矿物包膜肥、含DCD的长效碳铵、涂层尿素、包裹型复合肥Luxecote、胶粘肥料、亲水性聚合物肥料以及废塑料膜包膜肥等，其中用亲水性聚合物作为水、肥载体的方法已引起了国际上的极大的关注，但以上缓控释肥仍存在许多不足：生产成本太高、工艺复杂、缓控释性能不稳定或缓控释材料在土壤中难生物降解，从而限制缓控释肥料的推广应用。因此开发新型、高效、廉价可降解的材料已成为目前研究的关键。另外，我国海南等热带地区广泛种植三叶巴西橡胶树，他们能通过生物合成过程产生一种天然可再生的聚合物资源—天然鲜胶乳。而天然胶清则是人们将天然鲜胶乳经过离心生产浓缩天然胶乳产品时得到一种副产物。天然胶清干胶含量仅为5%左右，其中橡胶粒子粒径较小，富含蛋白质等非胶组分，容易腐败变质。如果以它作为原料生产固体天然胶清橡胶，需要消耗大量保存剂和凝固剂，产品质量差，变异性大，易焦烧，老化性能等相对较低，一般只适用于质量要求不高的橡胶制品，应用范围受限。因此，研究开发天然胶清的新用途受到人们重视，而将天然胶清用于缓释肥料中，成为一种新型用途。中国专利技术专利申请号201510041261.2公开了一种树脂包膜尿素，其由尿素、预涂层及外覆的树脂包衣组成；预涂层为异氰酸酯，异氰酸酯的质量为尿素质量的0.05~1.5%；树脂包衣包括以下重量份的材料：聚苯乙烯17~28份、低密度聚乙烯5~18份、线型低密度聚乙烯19~30份、滑石粉28~45份和淀粉4~10份。中国专利技术专利申请号201410314341.6公开了一种包膜尿素，包膜尿素包括尿素和包膜剂，包膜剂为可降解的低密度聚乙烯和氧化淀粉，氧化淀粉为经过双氧水氧化后的氧化淀粉，包膜尿素的利用率高，可减少尿素的流失，使尿素分解产生的氨长时间保存在土壤中。根据上述，现有方案中的农用化肥通常为水溶性，并且在常温下易于挥发，而缓控释肥产品存在工艺复杂、成本高、缓控释性能不稳定或缓控释材料在土壤中难生物降解的问题，另外天然胶清的利用率不高，造成资源的浪费。
技术实现思路
目前应用较广的农用缓释肥存在工艺复杂、成本高、缓控释性能不稳定或缓控释材料在土壤中难生物降解的问题，因此高效可降解的缓释材料是目前研究的热点，另外天然胶清利用率不高，造成资源的浪费，本专利技术提出了一种改性天然胶清-海藻凝胶包膜缓释肥料及制备方法，可有效解决上述技术问题。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：一种改性天然胶清-海藻凝胶包膜缓释肥料的制备方法，制备的具体过程为：（1）先将海藻在水中浸泡5~10min，然后清洗3~5次，再进行粉碎，得到粉碎的海藻；（2）先在天然胶清中加入脂肪醇聚氧乙烯醚溶液，然后以100~150r/min的转速缓慢搅拌50~60min，得到稳定的天然胶清；（3）先将步骤（1）得到的粉碎的海藻与碳酸钠溶液混合，然后在55~100℃的温度下以200~300r/min的转速进行搅拌，使得海藻在碳酸钠作用下降解1~6h，接着冷却至常温，最后离心，得到上清液；（4）将步骤（3）得到的离心后的上清液与步骤（2）得到的天然胶清混合，然后滴加至装有氯化钙和氯化钾混合溶液的反应釜中，搅拌形成凝胶基质，在盐溶液中保持30~40min后，得到改性天然胶清-海藻凝胶复合液；（5）将步骤（4）得到的改性天然胶清-海藻凝胶复合液喷洒在尿素颗粒表面,圆盘造粒，形成光滑的包膜小粒，即得改性天然胶清-海藻凝胶包膜缓释肥料。尿素，又称碳酰胺，是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物是一种白色晶体，是最简单的有机化合物之一，是哺乳动物和某些鱼类体内蛋白质代谢分解的主要含氮终产物。也是目前含氮量最高的氮肥，作为一种中性肥料，尿素适用于各种土壤和植物，并且易保存，使用方便，对土壤的破坏作用小，是目前使用量较大的一种化学氮肥。为了更好地发挥尿素的作用，提高缓释作用，本专利技术对尿素进行包膜，得到的可缓释尿素颗粒施用到土壤中，可减少挥发，提高化肥利用率，减轻环境污染；也因此可减少化肥、施肥次数，降低施肥劳动强度，节省劳力。海藻提取物含有天然活性物质，能够调节植物的生长，具有较强的保水作用；既可以增加植物的营养，同时具有防病、驱虫、增产的功效，因此作为本专利技术优选的包膜材料中的重要成分，步骤（1）所述海藻包括但不限于褐藻、马尾藻、墨角藻、海带、裙菜、紫菜、龙须菜、螺旋藻、小球藻、萱藻中的至少一种。天然胶清中非胶组分（蛋白质、铜、锌等无机盐）含量较高，其中的蛋白质、无机盐本身就是植物所需营养元素，有研究表明，铜、锌等无机盐还是尿素的阻溶剂，可以减缓尿素的溶解速率，因此，天然胶清成为本专利技术的优选包膜材料中的重要成分。脂肪醇聚氧乙烯醚是一类非离子表面活性剂，分子中的醚键不易被酸、碱破坏，所以稳定性较高，水溶性较好，耐电解质，易于生物降解，泡沫小，因此，通过脂肪醇聚氧乙烯醚的预处理，可使天然胶清性能更加稳定。作为本专利技术的优选，步骤（2）所述脂肪醇聚氧乙烯醚溶液为质量浓度10~15%的脂肪醇聚氧乙烯醚水溶液，所述脂肪醇聚氧乙烯醚溶液的质量为天然胶清质量的5~10%。优选的，步骤（3）所述碳酸钠溶液为质量浓度20~30%的碳酸钠水溶液，所述粉碎的海藻的质量为碳酸钠溶液质量的25~35%。经碳酸钠降解后的含海藻提取物的上清液与预处理的天然胶清混合，滴加入氯化钙和氯化钾的混合溶液后，混合溶液在离子交联的作用下可形成凝胶基质，发生溶胀作用，得改性天然胶清-海藻凝胶复合液，作为本专利技术优选的包膜材料，相对传统的合成聚合物缓释肥料包膜材料，不仅能够调节肥料缓释性，而且还具有良好的韧性和埋土降解性。作为本专利技术的优选，步骤（4）所述混合溶液中，溶剂为水，氯化钙和氯化钾的质量比为10~20:10~30，氯化钙的浓度为3%（w/v），氯化钾的浓度为3%（w/v）；其中，各原料按重量份计为，上清液5~10份、天然胶清5~10份、混合溶液30~36份。优选的，步骤（5）所述改性天然胶清-海藻凝胶复合液的质量为尿素颗粒质量的5~15%。优选的，步骤（5）所述圆盘造粒的转速为14~21r/min。由上述方法制备得到的一种改性天然胶清-海藻凝胶包膜缓释肥料，其不但能够调节尿素的缓释性，而且还具有良好的韧性和埋土降解性，同时实现了天然胶清的有效利用。通过测试，制备的包膜尿素在水中溶解试验时，24h初期溶出率为15~20%，30d平均微分溶出率为0.2~1.2%；在普通土壤中进行降解试验时，3个月的降解率为10~15%，6个月的降解率为30~本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性天然胶清‑海藻凝胶包膜缓释肥料的制备方法，其特征在于，制备的具体过程为：（1）先将海藻在水中浸泡5~10min，然后清洗3~5次，再进行粉碎，得到粉碎的海藻；（2）先在天然胶清中加入脂肪醇聚氧乙烯醚溶液，然后以100~150r/min的转速缓慢搅拌50~60min，得到稳定的天然胶清；（3）先将步骤（1）得到的粉碎的海藻与碳酸钠溶液混合，然后在55~100℃的温度下以200~300r/min的转速进行搅拌，使得海藻在碳酸钠作用下降解1~6 h，接着冷却至常温，最后离心，得到上清液；（4）将步骤（3）得到的离心后的上清液与步骤（2）得到的天然胶清混合，然后滴加至装有氯化钙和氯化钾混合溶液的反应釜中，搅拌形成凝胶基质，在盐溶液中保持30~40min后，得到改性天然胶清‑海藻凝胶复合液；（5）将步骤（4）得到的改性天然胶清‑海藻凝胶复合液喷洒在尿素颗粒表面,圆盘造粒，形成光滑的包膜小粒，即得改性天然胶清‑海藻凝胶包膜缓释肥料。

【技术特征摘要】
1.一种改性天然胶清-海藻凝胶包膜缓释肥料的制备方法，其特征在于，制备的具体过程为：（1）先将海藻在水中浸泡5~10min，然后清洗3~5次，再进行粉碎，得到粉碎的海藻；（2）先在天然胶清中加入脂肪醇聚氧乙烯醚溶液，然后以100~150r/min的转速缓慢搅拌50~60min，得到稳定的天然胶清；（3）先将步骤（1）得到的粉碎的海藻与碳酸钠溶液混合，然后在55~100℃的温度下以200~300r/min的转速进行搅拌，使得海藻在碳酸钠作用下降解1~6h，接着冷却至常温，最后离心，得到上清液；（4）将步骤（3）得到的离心后的上清液与步骤（2）得到的天然胶清混合，然后滴加至装有氯化钙和氯化钾混合溶液的反应釜中，搅拌形成凝胶基质，在盐溶液中保持30~40min后，得到改性天然胶清-海藻凝胶复合液；（5）将步骤（4）得到的改性天然胶清-海藻凝胶复合液喷洒在尿素颗粒表面,圆盘造粒，形成光滑的包膜小粒，即得改性天然胶清-海藻凝胶包膜缓释肥料。2.根据权利要求1所述一种改性天然胶清-海藻凝胶包膜缓释肥料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述海藻包括但不限于褐藻、马尾藻、墨角藻、海带、裙菜、紫菜、龙须菜、螺旋藻、小球藻、萱藻中的至少一种。3.根据权利要求1所述一种改性天然胶清-海藻凝胶包膜缓释肥料的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，曾军堂，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51