室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜的聚醚多元醇的合成方法技术

本发明专利技术属于聚醚多元醇合成技术领域，具体涉及一种室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜的聚醚多元醇的合成方法。所述的合成方法，以多元醇类化合物为起始剂，经催化剂催化，与环氧化合物聚合反应后制得；其中，所述的多元醇类化合物为甘油、丙二醇、二乙二醇、乙二醇、季戊四醇、蓖麻油、棕榈油、玉米油、菜籽油、大豆油或葵花油中的一种或几种；所述的环氧化合物为环氧乙烷和环氧丙烷的混合物，环氧乙烷的质量占环氧化合物总质量的20％以上。该聚醚多元醇可应用于缓控释肥料包膜涂层，且具备成本低、可室温包覆、可降解、对环境友好等特点，采用其作为缓释肥包膜材料具有很好的缓释效果。缓释肥包膜材料具有很好的缓释效果。

【技术实现步骤摘要】
室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜的聚醚多元醇的合成方法


[0001]本专利技术属于聚醚多元醇合成
，具体涉及一种室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜的聚醚多元醇的合成方法。

技术介绍

[0002]如何提高肥料的利用率，延长肥效期，已经成为肥料领域的研究热点，缓控释肥是一种提高利用率的有效手段。控释肥的包衣材料分为两类：一类为热塑性树脂(Thermoplastic resin)，主要是聚烯烃类的，包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，这些材料的包衣工艺必须是溶剂型，溶剂一般是四氯乙烯、松香等。溶剂型技术除了包衣成本高、污染环境、生产速度、降解差外，还有非常致命的缺陷就是肥料的释放非常不稳定，主要的特点是初始释放非常快(主要表面缺陷引起)，后期释放又很慢造成的曲线是先快后慢，刚好和植物喜欢的S曲线相反。一类是热固性树脂(Thermosetting resin)，热固性型树脂包衣大部分为无溶剂型，与热塑性相比，具有生产成本低、绿色环保等优势，热固型树脂主要包括聚氨酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、尿素树脂、密胺树脂、硅树脂等。其中以醇酸树脂、聚氨脂、环氧树脂三种包衣材料最为常见。
[0003]聚氨酯型包衣的加工工艺多在60
‑
80℃，较高的包覆温度必定会提高设备投入费用和能耗费用，较高的包覆温度还会使肥料的溶剂速率和穿越膜的速率加快，制备出的缓控释肥肥效时间缩短。现有的聚醚多元醇由于反应活性等问题，直接用于低温下包覆，会因为反应熟化不足而造成包膜表面发粘，包膜之间会发生显著的粘连等问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜的聚醚多元醇的合成方法，该聚醚具备成本低、可室温包覆、可降解、对环境友好的特点，采用其作为缓释肥包膜材料具有很好的缓释效果。
[0005]本专利技术所述的室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜的聚醚多元醇的合成方法，以多元醇类化合物为起始剂，经催化剂催化，与环氧化合物聚合反应后制得；
[0006]其中，所述的多元醇类化合物为甘油、丙二醇、二乙二醇、乙二醇、季戊四醇、蓖麻油、棕榈油、玉米油、菜籽油、大豆油或葵花油中的一种或几种；所述的环氧化合物为环氧乙烷和环氧丙烷的混合物，环氧乙烷的质量占环氧化合物总质量的20％以上。
[0007]优选地，所述的多元醇类化合物为蓖麻油。
[0008]所述的催化剂为碱金属类催化剂或双金属催化剂中的一种，其中，所述的碱金属催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钾或甲醇钠中的一种。
[0009]所述的聚醚多元醇官能度2
‑
4，数均分子量为400
‑
5000g/mol。
[0010]所述的聚合反应，聚合方式为以下几种方式中的一种：
[0011]方式(1)，起始剂与环氧丙烷、环氧乙烷的混合物进行混聚；
[0012]方式(2)，起始剂先与环氧丙烷、环氧乙烷的混合物进行混聚，再使用环氧乙烷进
行封端；
[0013]方式(3)，起始剂先与环氧丙烷聚合，再使用环氧乙烷进行封端；
[0014]方式(4)，为起始剂先与环氧乙烷聚合，再与环氧丙烷聚合，最后使用环氧乙烷进行封端。
[0015]所述的聚合反应，反应温度为90
‑
130℃，反应压力为0.1
‑
0.4MPa。
[0016]聚合反应后进行后处理，所述的后处理为：采用水、酸和助剂进行后处理。其中，所述的酸为磷酸、硫酸、盐酸、草酸、乳酸或乙酸中的一种或几种；所述的助剂为硅酸铝、硅酸镁或硅酸镁铝中的一种或几种。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0018]1、本专利技术通过设计聚醚多元醇中聚合单体环氧丙烷、环氧乙烷的含量及聚合方式，加快包膜熟化速率，将加热温度控制在室温，将缓控释肥料加工环境放宽，设备投入和能耗更低。
[0019]2、较高的环氧乙烷的含量及其分布方式有效解决了异氰酸酯组分与聚醚多元醇组分在肥料颗粒上混合不均的缺陷。
[0020]3、本专利技术生产的聚醚多元醇能够达到高性能聚氨酯材料的要求，用于缓控释肥的包膜材料，其具有可发泡性、高弹性、耐磨性、耐溶剂性以及优良的电绝缘性等特点，其结构中的软段与硬段结合、物理与化学交联的存在决定了其作为缓释肥包膜材料具有很好的缓释效果。
附图说明
[0021]图1是实施例和对比例聚醚制备出的包膜，其中，左：实施例样，颗粒完好；右：对比例样，表面发粘，颗粒之间发生粘连。
具体实施方式
[0022]以下结合实施例对本专利技术作进一步描述。
[0023]实施例1
[0024]向5L不锈钢反应釜中，加入630g蓖麻油、0.041g双金属催化剂和19ppm硫酸。氮气置换，直至釜内氧含量小于80ppm。升温至130
‑
135℃减压脱水，H2O含量不高于0.05％。环氧丙烷与环氧乙烷各362.96g混合进料，升温到140℃后预滴，反应引发后，控制反应温度135
±
2℃，进料流量700g/h，进料结束后，内压反应0.5小时，控制温度130
±
2℃，压力0.05
‑
0.1MPa，降温至90℃，加抗氧剂1076，取样检测物化指标，命名为聚醚多元醇A。分析指标如下：羟值：75.73mgKOH/g；酸值：0.03mgKOH/g；不饱和值：0.02mol/kg；水分：0.01％；pH值：6.95。该聚醚多元醇官能度为2.7，分子量为2000g/mol。
[0025]实施例2
[0026]向5L不锈钢反应釜中加入蓖麻油400g、固体KOH9.06g。氮气置换，测釜内氧含量小于80ppm后，升温至120
‑
125℃减压脱水，计时1小时，H2O含量不高于0.05％，加入1722.01g环氧丙烷，控制反应温度125
±
2℃，流量300g/小时，压力不高于0.4MPa，进料结束后内压反应1小时，脱单体0.5小时，氮气加压，氮气充至0.18MPa，温度控制在115℃加环氧乙烷430.50g，进料流量250g/h，加完后内压反应2小时，脱单体，降温至80℃，加入纯水、磷酸、助
剂(硅酸铝)，真空干燥，过滤循环，取样检测指标，命名聚醚多元醇B。分析指标如下：羟值：30.29mgKOH/g；酸值：0.036mgKOH/g；不饱和值：0.07mol/kg；水分：0.02％；pH值：6.44，钾离子：0ppm。该聚醚多元醇官能度为2.7，分子量为5000g/mol。
[0027]实施例3
[0028]向5L不锈钢反应釜中加入甘油223.24g、季戊四醇100g，真空抽入甲醇钾10.5g，进行氮气置换，测釜内氧含量小于80ppm后，升温减压脱水，H2O含量不高于0.05％，升温至115℃，开始进料，加入环氧丙烷783.14g，反应过程中压力不高于0.4MPa，温度控制在115<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜的聚醚多元醇的合成方法，其特征在于：以多元醇类化合物为起始剂，经催化剂催化，与环氧化合物聚合反应后制得；其中，所述的多元醇类化合物为甘油、丙二醇、二乙二醇、乙二醇、季戊四醇、蓖麻油、棕榈油、玉米油、菜籽油、大豆油或葵花油中的一种或几种；所述的环氧化合物为环氧乙烷和环氧丙烷的混合物，环氧乙烷的质量占环氧化合物总质量的20％以上。2.根据权利要求1所述的室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜的聚醚多元醇的合成方法，其特征在于：所述的多元醇类化合物为蓖麻油。3.根据权利要求1所述的室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜的聚醚多元醇的合成方法，其特征在于：所述的催化剂为碱金属类催化剂或双金属催化剂中的一种。4.根据权利要求3所述的室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜的聚醚多元醇的合成方法，其特征在于：所述的碱金属催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钾或甲醇钠中的一种。5.根据权利要求1所述的室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜的聚醚多元醇的合成方法，其特征在于：所述的聚醚多元醇官能度2
‑
4，数均分子量为400
‑
5000g/mol。6.根据权利要求1所述的室温制备缓控释肥料聚氨酯包膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，徐韦，贾世谦，侯沛东，穆潇潇，
申请(专利权)人：山东蓝星东大有限公司，
类型：发明
国别省市：