一种控释肥包膜用聚氨酯材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种控释肥包膜用聚氨酯材料及其制备方法与应用，所述控释肥包膜用聚氨酯材料包括以下重量份的原料：改性蓖麻油基多元醇40

【技术实现步骤摘要】
一种控释肥包膜用聚氨酯材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及控释肥包膜
，具体涉及一种肥料包膜用聚氨酯材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着人类社会的不断发展，世界人口迅速增加，粮食需求大幅度增加，提高农作物产量、保障粮食安全成为了农业发展的重点。肥料是农业的基础，化肥的使用已成为了促进农业增产的重要措施之一。传统肥料利用率低，过量使用不仅会造成经济损失，还会对环境带来负面影响。缓控释肥是一类能满足作物需求的新型肥料，广义层面上指符合国家规定标准且较大程度上延长养分释放周期的一类肥料，狭义层面上指养分释放速率符合农作物的生长规律，即与农作物生长周期所需或所吸收的养分速率基本一致的一类肥料。根据生产工艺的不同，市场上出现很多不同类别的产品，主要有包膜型、合成型、化学抑制型、基质复合与胶黏型等，其中包膜型肥料养分释放速率与农作物的养分需求更为一致，缓控释效果最佳。包膜型肥料的包膜材料主要有三种类型：“以肥包肥”型、有机高分子聚合物型和无机材料型，有机高分子聚合物包膜材料，是目前研究者普遍认同的能最大限度实现养分释放与作物需求相同步的包膜材料。包膜材料通常分为天然高分子、合成高分子和半合成高分子包膜材料三类。其中天然高分子包膜材料主要包括淀粉、腐植酸、壳聚糖、海藻酸钠、纤维素和木质素等，具有来源广泛、无毒、廉价易得、对环境友好等特点，但缺点在于这类材料自身性质，易被微生物降解，导致缓释性能较差。半合成高分子包膜材料，主要是通过对天然高分子材料进行改性后得到，这类包膜材料主要包括交联淀粉、乙基纤维素以及纤维素衍生物等，而合成高分子包膜材料主要包括树脂类和烯烃类，如聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚氨酯、醇酸树脂等热塑性树脂和脲醛树脂等热固性树脂。
[0003]聚氨酯于20世纪30年代被德国化学家Bayer首先专利技术，并于40年代以弹性体和泡沫塑料这两种类型的产品迅速进军市场，很快在市场上占据了不可小觑的地位。现如今，聚氨酯材料的产品类型主要包括弹性体、泡沫塑料、胶粘剂/密封剂、涂料、革浆液和氨纶等。由于传统聚氨酯的原料为不可再生的石油资源，对环境有较大危害，同时随着人类的不断开采，石油资源日益匮乏，故具有可再生、绿色环保且康价的生物基聚氨酯成为了聚氨酯材料发展的新方向。由于植物油获取渠道多样，加工工艺简单且价格便宜，植物基聚氨酯成为广大研究者重点关注的热点之一。
[0004]中国专利CN113999361A公开了一种植物基聚氨酯材料及其制备方法，利用具有安神保健等功能的中草药秸秆如五味子、工业大麻、罗马洋甘菊、紫苏等作物秸秆为原料，通过绿色化学工艺制备成中草药秸秆基植物多元醇，并以此为基础得到生态聚氨酯材料，但所制得的生态聚氨酯材料机械强度和耐候性有待进一步提高。中国专利CN111471173A公开了一种秸秆催化溶剂热液化制备聚醚多元醇的方法，以秸秆粉为原料，淀粉基聚醚多元醇为液化剂，小分子磺酸为催化剂，聚天冬氨酸钠为分散剂，在120
‑
180℃下反应3
‑
9小时，制得聚醚多元醇，秸秆制备多元醇反应时间较长，且该方法液化率低，不超过70％，能源和原
料浪费较大。
[0005]因此，为了较好地满足实际需要，有必要提供一种环保经济，同时具有良好机械强度和耐候性的控释肥包膜用聚氨酯材料。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种环保经济，同时具有良好机械强度和耐候性的控释肥包膜用聚氨酯材料，以满足实际应用的需要。
[0007]为达此目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]本专利技术提供了一种控释肥包膜用聚氨酯材料，所述控释肥包膜用聚氨酯材料包括以下重量份的原料：改性蓖麻油基多元醇40
‑
50份、异氰酸酯40
‑
50份、秸秆渣粉液化物15
‑
20份、阻燃剂5
‑
10份、抗静电剂5
‑
10份和乳化剂5
‑
10份。
[0009]在本专利技术的一些实施方案中，所述的改性蓖麻油基多元醇，包括以下重量份的原料：再生微晶质10
‑
20份、蓖麻油20
‑
30份、二乙醇胺20
‑
30份、抗氧剂5
‑
10份和催化剂1
‑
5份。
[0010]在本专利技术的一些实施方案中，抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1035、抗氧剂1076、亚磷酸三苯酯和亚磷酸三壬基苯酯中的一种或多种组合。
[0011]在本专利技术的一些实施方案中，所述催化剂选自钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、有机锡和有机铋中的一种或多种组合。
[0012]在本专利技术的一些实施方案中，所述再生微晶质粒径为20
‑
40μm(例如可以是20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、26μm、27μm、28μm、29μm、30μm、31μm、32μm、33μm、34μm、35μm、36μm、37μm、38μm、39μm、40μm或其中任意值)，聚合度为60
‑
80(例如可以是60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80或其中任意值)，其制备方法包括以下步骤：
[0013](1)将猪毛菜叶粉碎后，加入沸水中煮5
‑
10min，过滤得残渣，然后加入浓度为3
‑
5％的氢氧化钾溶液调节pH至10
‑
12后过滤，将所得滤渣洗涤至中性，然后将滤渣再次加入蒸馏水中，用浓度为5
‑
10％的盐酸调节pH为1
‑
2，水浴加热至50
‑
70℃，加入无水乙醇，脱水，在室温下浸提4
‑
5h；
[0014](2)将步骤(1)所得的滤渣在45
‑
55℃下干燥，粉碎后过70
‑
80目筛，然后加入到浓度为40
‑
60％的硫酸中，在45
‑
55℃摇床中处理2
‑
3h后离心，洗涤至中性，将所得悬浮液在40
‑
50℃条件下干燥至恒重，粉碎成粉末；
[0015](3)配制NaOH/尿素混合水溶液(其中，NaOH质量分数为3
‑
5％，尿素质量分数为5
‑
10％)，预冷至
‑
10～
‑
5℃后加入步骤(2)所得的粉末，持续搅拌，然后加入无水乙醇，搅拌1
‑
2h后离心分离，所得产物即为再生微晶质。
[0016]在本专利技术的一些实施方案中，步骤(1)中所述无水乙醇质量为残渣的2
‑
3倍；步骤(2)中所述硫酸的质量为滤渣的2
‑
3倍；步骤(3)中所述NaOH/尿素混合水溶液的质量为步骤(2)所得粉末的10
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控释肥包膜用聚氨酯材料，其特征在于，所述控释肥包膜用聚氨酯材料包括以下重量份的原料：改性蓖麻油基多元醇40
‑
50份、异氰酸酯40
‑
50份、秸秆渣粉液化物15
‑
20份、阻燃剂5
‑
10份、抗静电剂5
‑
10份和乳化剂5
‑
10份。2.根据权利要求1所述的控释肥包膜用聚氨酯材料，其特征在于，所述的改性蓖麻油基多元醇，包括以下重量份的原料：再生微晶质10
‑
20份、蓖麻油20
‑
30份、二乙醇胺20
‑
30份、抗氧剂5
‑
10份和催化剂1
‑
5份。3.根据权利要求2所述的控释肥包膜用聚氨酯材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1035、抗氧剂1076、亚磷酸三苯酯和亚磷酸三壬基苯酯中的一种或多种组合；所述催化剂选自钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、有机锡和有机铋中的一种或多种组合；所述再生微晶质粒径为20
‑
40μm，聚合度为60
‑
80，其制备方法包括以下步骤：将猪毛菜叶粉碎后加入沸水中煮5
‑
10min，过滤得残渣，然后加入浓度为3
‑
5%的氢氧化钾溶液调节pH至10
‑
12后过滤，将所得滤渣洗涤至中性，然后将滤渣再次加入蒸馏水中，用浓度为5
‑
10%的盐酸调节pH为1
‑
2，水浴加热至50
‑
70℃，加入无水乙醇，脱水，在室温下浸提4
‑
5h；将步骤（1）所得的滤渣在45
‑
55℃下干燥，粉碎后过70
‑
80目筛，然后加入到浓度为40
‑
60%的硫酸中，在45
‑
55℃摇床中处理2
‑
3h后离心，洗涤至中性，将所得悬浮液在40
‑
50℃条件下干燥至恒重，粉碎成粉末；配制NaOH/尿素混合水溶液，预冷至
‑
10～
‑
5℃后加入步骤（2）所得的粉末，持续搅拌，然后加入无水乙醇，搅拌1
‑
2h后离心分离，所得产物即为再生微晶质；其中，步骤（1）中所述无水乙醇质量为残渣的2
‑
3倍；步骤（2）中所述硫酸的质量为滤渣的2
‑
3倍；步骤（3）中所述NaOH/尿素混合水溶液中NaOH质量分数为3
‑
5%，尿素质量分数为5
‑
10%，所述NaOH/尿素混合水溶液的质量为步骤（2）所得粉末的10
‑
15倍，所述无水乙醇质量为步骤（2）所得粉末的2
‑
3倍。4.根据权利要求2所述的控释肥包膜用聚氨酯材料，其特征在于，所述的改性蓖麻油基多元醇制备方法包括以下步骤：将蓖麻油原料加热旋蒸，然后搅拌降低温度，添加二乙醇胺和催化剂进行反应；向步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚岳，朱鑫玉，
申请(专利权)人：安徽卓砺农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：