一种聚氨酯包膜肥料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯包膜肥料及其制备方法，所述聚氨酯包膜肥料包括肥料颗粒和聚氨酯包膜，所述聚氨酯包膜由聚氨酯包膜液制备得到，所述聚氨酯包膜液包括植物油基多元醇和含有至少两个异氰酸根基团的异氰酸酯单体；所述聚氨酯包膜的表面还固定有疏水微纳米氢氧化镁，并包覆石蜡；所述疏水微纳米氢氧化镁与肥料颗粒的质量比为(0.1～0.3)∶200。本发明专利技术提供的聚氨酯包膜肥料能够以低至1.5％的包覆率即能实现较好的控释效果，有效降低包覆材料使用量，降低成本，有利于环境保护，另外，还能引入作物生长所必须的镁元素，促进叶绿素的形成和酶生长代谢。而且，包膜材料聚氨酯以植物油为原料，是绿色环境友好型的包膜材料。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯包膜肥料及其制备方法
本专利技术涉及控释肥料
，更具体地，涉及一种聚氨酯包膜肥料及其制备方法。
技术介绍
农作物的生长需要源源不断的养分供给，以提高其产量和质量，土壤自身含有的养分是有限的，不能满足大量农作物的正常生长。肥料为农作物生长提供外营养源，增加农产品中的可溶糖、维生素以及其他营养物含量，提高其产量和质量。缓/控释肥是一种通过减低和控制肥料养分释放速率的肥料，其中包膜控释肥料是控释肥料领域研究最广泛和发展最快的一类新型肥料，逐渐成为控释肥料的主要组成部分。包膜控释肥料通过以肥料颗粒为养分内核，并在其表面均匀涂覆包膜材料形成一层膜层，阻隔土壤中的水分进入养分内核，以延缓和调节养分释放速率，使提高其养分利用率和与农作物生长不同时期养分需求相协调。一方面提高肥料的利用率，避免大量养分流失浪费导致污染水体和大气环境，另一方面减少作物生长过程中追肥频率和用量，降低人力生产成本的投入。现有技术公开了将聚氨酯作为包膜材料制备控释肥料，然而，由石油或其衍生物合成的包膜材料不可降解，长期残留在土壤中会引起土壤板结等问题。对此，中国专利申请CN103304772A利用植物油多元醇制备绿色环保的聚氨酯作为包膜材料。但是，该聚氨酯包膜材料制备包膜肥料时，为了达到合格的控释效果，需要达到较高包覆率，包覆率为3％以上，使得制备包膜肥料时需要消耗大量包膜材料，既提高了成本，也不利于环境保护，推广和实际应用较为困难。因此，需要开发出以较低的包覆率即能实现较好控释效果的聚氨酯包膜肥料。<br>
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的控释效果不足或包覆率较高的缺陷，提供一种聚氨酯包膜肥料，提供的聚氨酯包膜肥料能够以低至1.5％的包覆率即能实现较好的控释效果，有效降低包覆材料使用量，降低成本，有利于环境保护，另外，还能引入作物生长所必须的镁元素，促进叶绿素的形成和酶生长代谢。本专利技术的另一目的在于提供一种上述聚氨酯包膜肥料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种聚氨酯包膜肥料，包括肥料颗粒和聚氨酯包膜，所述聚氨酯包膜由聚氨酯包膜液制备得到，所述聚氨酯包膜液包括植物油基多元醇和含有至少两个异氰酸根基团的异氰酸酯单体；所述聚氨酯包膜的表面还固定有疏水微纳米氢氧化镁，并包覆石蜡；所述疏水微纳米氢氧化镁与肥料颗粒的质量比为(0.1～0.3)∶200。本申请中，包覆率是指，聚氨酯包膜液的质量与肥料颗粒的质量的比值。本申请中，包覆率可以采用本领域常规的包覆率，还可以实现更低的包覆率，能够低至1.5％。聚氨酯包膜液中植物油基多元醇和异氰酸酯单体的配比可以为本领域中常规的配比。专利技术人通过大量研究发现，在基于植物油基多元醇的聚氨酯包膜表面添加疏水微纳米氢氧化镁，并进一步用石蜡包覆固定，能够有效提高聚氨酯包膜肥料的控释效果。其中，疏水微纳米氢氧化镁能够有效减缓和阻碍水分进入包膜肥料内核溶解养分，从而延长控释肥料养分释放期。同时，添加石蜡对微纳米结构进行保护，使疏水微纳米氢氧化镁在机械作用和水体环境下保持长效的疏水性，赋予包膜肥料在低包覆率的条件下表现出良好的控释效果，实现低包覆长控释期包膜肥料的制备。实验证明，聚氨酯包膜肥料能够以低至1.5％的包覆率即能实现较好的控释效果。可见，本专利技术的聚氨酯包膜肥料能够有效降低包覆材料使用量，降低成本，有利于环境保护，另外，还能引入作物生长所必须的镁元素，促进叶绿素的形成和酶生长代谢。疏水微纳米氢氧化镁与石蜡具有协同作用，单独用石蜡包覆聚氨酯包膜表面时，控释期很短，无法有效控释；单独添加疏水微纳米氢氧化镁，而不采用石蜡包覆时，包膜肥料的初期养分释放率较高，无法实现良好的控释效果。而且，包膜材料聚氨酯以植物油为原料，具有良好的生物可降解性，价格低廉、来源丰富，避免包膜材料无法降解并富集在土壤中导致土壤板结等环境污染问题，是绿色环境友好型的包膜材料。优选地，所述疏水微纳米氢氧化镁与肥料颗粒的质量比为0.2∶200。优选地，所述疏水微纳米氢氧化镁由微纳米氢氧化镁表面修饰疏水化修饰剂得到，所述疏水化修饰剂为油酸、软脂酸、硬脂酸、月桂酸、亚油酸或亚麻酸中的一种或几种。优选地，所述微纳米氢氧化镁的直径为1～2μm。所述微纳米氢氧化镁可由本领域技术人员根据现有技术制备得到。优选地，所述疏水化修饰剂与微纳米氢氧化镁的质量比为(1～3)∶1。更优选地，所述疏水化修饰剂与微纳米氢氧化镁的质量比为2∶1。可选地，修饰过程为：将微纳米氢氧化镁和疏水化修饰剂分散于无水乙醇中，加热搅拌，经过滤、洗涤，得到所述疏水微纳米氢氧化镁。优选地，所述石蜡与肥料颗粒的质量比为(0.2～0.6)∶200。优选地，所述石蜡与肥料颗粒的质量比为0.4∶200。优选地，所述聚氨酯包膜与肥料颗粒的质量比为1.5～3.5∶100。例如，所述聚氨酯包膜与肥料颗粒的质量比为1.5∶100、2.5∶100或3.5∶100。优选地，所述肥料颗粒为尿素、过磷酸钙、氯化钾或硫酸镁中的一种或几种制成的颗粒。优选地，所述肥料颗粒的直径为2～5mm。优选地，所述植物油基多元醇为蓖麻油基多元醇、大豆油基多元醇、棕榈油基多元醇、桐油基多元醇、亚麻籽油基多元醇、木油基多元醇、菜籽油基多元醇或梓油基多元醇中的一种或几种。优选地，所述异氰酸酯单体为异佛尔酮二异氰酸酯、2，4－甲苯二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或几种。优选地，所述异氰酸酯单体与植物油基多元醇的质量比为(0.43～0.59)∶1。本专利技术还保护上述聚氨酯包膜肥料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1.将肥料颗粒置入包衣机；S2.在肥料颗粒表面包覆聚氨酯包膜液，进行固化；S3.重复步骤S2，直至目标包覆率，步骤S2共进行n次，得到预包膜肥料；进行第n次S2时，包覆聚氨酯包膜液后，先负载疏水微纳米氢氧化镁，再加热固化；其中，n为正整数；S3.在步骤S3制得的预包膜肥料表面包覆石蜡后，进行固化，得到所述聚氨酯包膜肥料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的聚氨酯包膜肥料能够以低至1.5％的包覆率即能实现较好的控释效果，有效降低包覆材料使用量，降低成本，有利于环境保护，另外，还能引入作物生长所必须的镁元素，促进叶绿素的形成和酶生长代谢。而且，包膜材料聚氨酯以植物油为原料，具有良好的生物可降解性，价格低廉、来源丰富，避免包膜材料无法降解并富集在土壤中导致土壤板结等环境污染问题，是绿色环境友好型的包膜材料。附图说明图1本专利技术实施例1、对比例1和对比例3的聚氨酯包膜肥料的养分释放曲线。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。实施例中的原料均可通过市售得到；实施例及对比例中，蓖麻油的羟值为208mgKOH/g，购自广州市新晔贸易有限公司，商品牌号为Al本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯包膜肥料，其特征在于，包括肥料颗粒和聚氨酯包膜，所述聚氨酯包膜由聚氨酯包膜液制备得到，所述聚氨酯包膜液包括植物油基多元醇和含有至少两个异氰酸根基团的异氰酸酯单体；/n所述聚氨酯包膜的表面还固定有疏水微纳米氢氧化镁，并包覆石蜡；所述疏水微纳米氢氧化镁与肥料颗粒的质量比为(0.1～0.3)∶200。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯包膜肥料，其特征在于，包括肥料颗粒和聚氨酯包膜，所述聚氨酯包膜由聚氨酯包膜液制备得到，所述聚氨酯包膜液包括植物油基多元醇和含有至少两个异氰酸根基团的异氰酸酯单体；
所述聚氨酯包膜的表面还固定有疏水微纳米氢氧化镁，并包覆石蜡；所述疏水微纳米氢氧化镁与肥料颗粒的质量比为(0.1～0.3)∶200。


2.根据权利要求1所述的聚氨酯包膜肥料，其特征在于，所述疏水微纳米氢氧化镁与肥料颗粒的质量比为0.2∶200。


3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯包膜肥料，其特征在于，所述疏水微纳米氢氧化镁由微纳米氢氧化镁表面修饰疏水化修饰剂得到，所述疏水化修饰剂为油酸、软脂酸、硬脂酸、月桂酸、亚油酸或亚麻酸中的一种或几种。


4.根据权利要求3所述的聚氨酯包膜肥料，其特征在于，所述疏水化修饰剂与微纳米氢氧化镁的质量比为(1～3)∶1。


5.根据权利要求1所述的聚氨酯包膜肥料，其特征在于，所述石蜡与肥料颗粒的质量比为(0.2～0.6)∶200。


6.根据权利要求5所述的聚氨酯包膜肥料，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超群，梁敦盛，卢其明，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44