【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及控释肥料生产，具体涉及一种超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料及其制备方法。
技术介绍
1、生物基聚氨酯由于原料价格低、资源可再生、环境友好等特点，在制备肥料控释膜材方面展现出广阔的应用前景，但是由于生物原料成分复杂，存在一些不参加反应的杂质，导致制备的生物基控释膜材致密性低，控释质量差；同时在养分释放过程中，伴随着水分进入和养分溶出膜壳，这些不成膜的物质可能会随着溶液一起溶出膜材，导致膜材孔隙增大或者破损，从而导致养分快速释放，影响控释质量(ma et al.,2018)。现有的改性手段大多无法实现对膜材破损结构的修复，这也是制约生物基聚氨酯包膜控释肥料产业化发展的瓶颈问题。因此，赋予膜材自修复功能，实现对生物基膜材微孔或损伤的自发修复，是解决该类问题的关键。
2、目前对于自修复生物基聚氨酯控释膜材的研究较少，且对于自修复的作用模式缺少统一的认知。tian等(2022)以木质纤维素和蓖麻油制备生物基聚氨酯，通过与含动态二硫键聚合物交联，膜材在包膜过程中可以自发修复微孔，但在膜材固化后自修复功能随即消失；一旦包膜肥料在养分释放过程中由于不溶物质的溶出造成膜材破损，就会加速养分释放，影响控释质量。专利cn113788711a公开了一种自修复功能的生物基膜、包膜控释肥料及制备方法，通过液化多元醇和改性异氰酸酯的反应，制备出了一种可以室温下自修复的聚氨酯薄膜，原理是将可逆共价键接枝到共价网络之中，使其具备自修复功能。这种制备方式能够修复因非成膜物质溶出形成的孔隙和裂缝而保证包膜的完整性，但是修复性能与化学键
3、因此，仍需开发新的自修复技术来调控包膜控释肥的养分释放特性，为研发新一代绿色、高效、低成本的生物基聚氨酯包膜控释肥料提供理论和技术支持。
技术实现思路
1、针对上述现有技术所存在的问题，本专利技术的目的是一种超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料及其制备方法。本专利技术的生物基包膜材料具有优异的自修复性能和超强机械性能，解决了现有生物基包膜控释肥推广应用中出现的膜壳易损伤、易破碎的问题，提高了生物基包膜控释肥的养分释放性能。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一方面，提供一种超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料，包括以下重量份的原料：
4、包膜液基质100-120份、增韧剂0.5-1份，自修复材料5-10份；
5、所述增韧剂是由4-羟基壬烯醛、马来酰亚胺、对甲苯酚按体积比50：(30-40)：(5-10)反应得到；
6、所述自修复材料是由第一组分和第二组分按摩尔比1：(0.05-0.1)反应得到；所述第一组分为烯丙基二硫化物、二苄基二硒醚和联硼酸新戊二醇酯中的一种或多种；所述第二组分为无水氯化镁、无水氯化铁和无水氯化锌中的一种或多种。
7、优选的，所述包膜液基质是由液化多元醇和异氰酸酯反应得到的生物基聚氨酯。
8、更优选的，所述液化多元醇是由组分a、聚乙二醇800、甘油和硫酸铵质量比(20-40)：90：10：(3-5)反应得到；所述组分a选自鸡毛、鸡蛋壳和鸡粪中的一种或多种。
9、更优选的，所述异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、3-(三氟甲基)异氰酸苯酯、5-异氰酸酯-2-甲基吡啶中的一种或多种。
10、本专利技术的第二方面，提供上述超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料的制备方法，包括以下步骤：
11、(1)将马来酰亚胺加入到4-羟基壬烯醛中，55-65℃持续搅拌20-40min，搅拌完成后加入对甲苯酚，反应稳定后再调节ph至10，干燥后得到增韧剂；
12、(2)将第二组分溶解于无水乙醇中，再加入第一组分，30-40℃持续搅拌，并调节ph至9.5-10，搅拌5-10min后再超声振荡，干燥后得到自修复材料；
13、(3)将增韧剂加入到自修复材料中，在通入氮气的条件下持续搅拌，将两者混合均匀，再调节ph调节至10，干燥后，得到中间产物；将中间产物加入到包膜液基质中，向混合物中再添加有机溶剂，搅拌3-5min后，超声震荡15-25min，均匀后取出，搅拌除去多余的有机溶剂，待变粘稠时停止搅拌，制得超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料。
14、优选的，步骤(3)中，所述有机溶剂为四氢呋喃。
15、本专利技术的第三方面，提供上述超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料在制备控释肥料中的应用。
16、本专利技术的第四方面，提供一种自修复的包膜控释肥料，包括肥料核芯，以及喷涂在肥料核芯表面的超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料；所述超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料占肥料核芯重量的5-7％。
17、本专利技术的第五方面，提供上述自修复的包膜控释肥料的制备方法，包括以下步骤：
18、将超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料0.3-0.5mpa的压力均匀的喷涂在预热后的肥料核芯表面，65-75℃下固化4-6min。
19、本专利技术的有益效果：
20、(1)本专利技术使用了液化废弃物作为原料合成包膜材料，实现了废弃物的回收再利用，降低了生产成本。
21、(2)本专利技术解决了肥料膜壳弹性差、强度低的问题，提高了肥料膜壳的机械强度，提升了肥料的质量。
22、(3)本专利技术解决了肥料破损后养分迅速释放的问题，当膜壳因为外界因素而发生破损时，能够在25-75℃下自发修复破损区域，防止养分大量释放，维护了养分释放的稳定性。
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1.一种超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的生物基包膜材料，其特征在于，所述包膜液基质是由液化多元醇和异氰酸酯反应得到的生物基聚氨酯。
3.根据权利要求2所述的生物基包膜材料，其特征在于，所述液化多元醇是由组分A、聚乙二醇800、甘油和硫酸铵质量比(20-40)：90：10：(3-5)反应得到；所述组分A选自鸡毛、鸡蛋壳和鸡粪中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的生物基包膜材料，其特征在于，所述异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、3-(三氟甲基)异氰酸苯酯和5-异氰酸酯-2-甲基吡啶中的一种或多种。
5.权利要求1-4任一项所述的超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述有机溶剂为四氢呋喃。
7.权利要求1-4任一项所述的超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料在制备控释肥料中的应用。
8.一种自修复的包膜控释肥料，其特征在于，包括肥料核
9.权利要求8所述的自修复的包膜控释肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种超强机械性能自修复改性的生物基包膜材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的生物基包膜材料，其特征在于，所述包膜液基质是由液化多元醇和异氰酸酯反应得到的生物基聚氨酯。
3.根据权利要求2所述的生物基包膜材料，其特征在于，所述液化多元醇是由组分a、聚乙二醇800、甘油和硫酸铵质量比(20-40)：90：10：(3-5)反应得到；所述组分a选自鸡毛、鸡蛋壳和鸡粪中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的生物基包膜材料，其特征在于，所述异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、3-(三氟甲基)异氰酸苯酯和5-异氰酸酯-2-甲基吡啶中的一种或多种。
5.权...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨越超，王泽坤，姚媛媛，张淑刚，赵相杰，张衍鹏，夏国栋，李子瑶，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：
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