物理、化学双控型聚合物包膜控释肥料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种物理、化学双控型聚合物包膜控释肥料及其制备方法。该肥料由颗粒肥料和包裹在颗粒肥料表面的聚合物膜组成；其中，聚合物膜占所述聚合物包膜控释肥料总重的3~15%；构成聚合物膜的物质为重复结构单元为式I所示、端基为甲基的聚合物，其中，R选自H、C1-C8的烷基和萘乙基中的至少一种，R’选自氢和C1-C8的烷基中的至少一种。该包膜材料具有良好的成膜性能，对肥料核心颗粒中的氮素、磷素、钾素等具有良好的物理控释性能，同时可以在土壤环境中实现化学活性物质例如α-萘乙酸、生长素、赤霉素、脱落酸、水杨酸、茉莉酸等的释放功能。此种控释肥料包膜工艺成熟，采用流化床包膜方法，投资成本低，可行性强。式I。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于肥料控释
，特别涉及一种“物理、化学双控型”聚合物包膜控释肥料及其制备方法。
技术介绍
化肥有着易溶、速效的优点，同时也存在很大的缺陷，化肥的过量使用，带来了大量的养分流失，并导致一系列的资源、环境问题，所以发展控释肥成为肥料发展的一个必然趋势。目前控释肥料的研究方向包括环境友好型的包膜材料、降低控释肥料成本和肥料的多功能化研究等。控释肥料在保持其控制养分缓慢释放的基础上，正在不断的向多功能化发展，提 高肥料的总和效应。目前多功能控释肥的主要有以下几种形式(I)多种肥料混合制作肥芯或以复合肥为核芯，进行包膜(200410021079. 2，200710080227. 1,200810015602. 9)。该种肥料的目的在于一次性施肥，满足作物多种元素需求，同时满足作物整个生长期的需求，减少了大量的施肥劳动和对作物的伤害。另一个实例为中国农业科学院土壤肥料研究所以风化煤腐植酸等为包膜剂包裹复合肥制作双控复合型控释肥料，核芯的多种养分具有缓释性能，而且包裹层也具有养分缓释性能(200510051250. 9)。(2)通过添加化学抑制剂获得多种功能，该种肥料通过抑制剂的作用达到土壤生物调节或者肥料释放调节的功能。2001年中国科学院沈阳应用生态研究所申请专利(01133415. 0)，在肥芯中添加脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂，既可以满足对土壤生物抑制，又能起到氮肥控释的功效。(3)以保水剂等材料为包裹剂包裹肥芯，可以制备出具有保水控释双重功能的保水控释肥料，而且保水剂还具有改良土壤的作用(200410050219. 9，200710052235. 5，200910081289. 3,201110275712. O,201110275715. 4)。石家庄天源淀粉衍生物有限公司以丙烯酸、丙烯酰胺、玉米粉、膨润土等制备了一种缓释剂，添加制备缓释肥或者缓释药，不影响肥、药质量和性能，可以起到吸肥保肥、吸药保药与吸水保水作用，是一种多功能的缓释剂(200610012360. 9)。(4)将杀虫剂、生物活性物等与缓释肥结合，制备具有养分控释及其他作用的多功能控释肥。这些功能性物质也可以通过造粒或者压片等方式与肥料一起制备具有多功能的控释肥料(200310109321.7,200910037633. 9)。在上述的肥料多功能化的研究中，集中在肥料核心造粒成分的多元化以及采用了多次包膜的方法，来实现肥料功能的最终多元化。但是，以上制备的肥料在水中溶解较快，其养分释放期普遍较短，很难达到缓/控释的效果，难以为作物后期生长提供养分。而作为作物生长调节剂的萘乙酸、脱落酸、水杨酸等与控释肥料的结合还鲜有报道。并且这类物质与控释肥料的结合方式目前只停留在混合、载体截留等手段，没有化学键合方式控释这类物质的相关报道。载体结合或者混合等手段对目标物的控释效果较差，释放速率的控制很难实现，不能达到长时间的缓慢释放，没有长时有效。化学键合的作物生长调节剂释放速率可控，作用时间长。因此研发兼有良好释放性能和多功能的肥料是控释肥料发展的重要方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种“物理、化学双控型”聚合物包膜控释肥料及其制备方法。本专利技术提供的聚合物包膜控释肥料，由颗粒肥料和包裹在颗粒肥料表面的聚合物膜组成；其中，所述聚合物膜占所述聚合物包膜控释肥料总重的39Γ15% ；所述聚合物膜占所述聚合物包膜控释肥料总重的3 15% ； 构成所述聚合物膜的物质为重复结构单元为权利要求1.一种聚合物包膜控释肥料，由颗粒肥料和包裹在颗粒肥料表面的聚合物膜组成；其特征在于所述聚合物膜占所述聚合物包膜控释肥料总重的3 15% ； 构成所述聚合物膜的物质为重复结构单元为2.根据权利要求I所述的肥料，其特征在于所述C1-C8的烷基为甲基或乙基或正丙基或异丙基或正丁基；所述聚合物的数均分子量为10，107，优选IO5IO7 ;所述聚合物膜的玻璃化转变温度为-25 80°C，优选4(T60°C ； 所述颗粒肥料的粒径为2 4mm。3.根据权利要求I或2所述的肥料，其特征在于所述聚合物按照包括如下步骤的方法制备而得将丙烯酸类单体和/或丙烯酸酯类单体与溶剂和引发剂混匀进行聚合反应，反应完毕得到聚丙烯酸酯后，再加入植物生长调节剂、脱水剂和催化剂进行催化脱水缩合反应，反应完毕得到权利要求I或2所述聚合物。4.根据权利要求3所述的肥料，其特征在于所述丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸和羟乙基丙烯酸中的至少一种；所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的至少一种； 所述溶剂由重量比为0-80 0-80 0-80的乙酸乙酯、乙酸丁酯和环己烷组成，所述乙酸乙酯、乙酸丁酯和环己烷的重量均不为O ; 所述弓I发剂选自过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈中的至少一种； 所述脱水剂为二环己基碳二亚胺； 所述催化剂为4- 二甲氨基吡啶； 所述植物生长调节剂选自α-萘乙酸、生长素、赤霉素、脱落酸、水杨酸和茉莉酸中的至少一种； 所述丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体、溶剂和引发剂的重量份数比为2(Γ70 20^80 O.005 O. 2，优选 40 60:40 60:0. 005 O. I ； 所述聚合反应步骤中，温度为7(T90°C，优选8(T90°C，时间为2 小时，优选4 7小时；所述聚合反应在惰性气氛中进行；所述惰性气氛为氮气气氛； 所述聚丙烯酸酯、植物生长调节剂、脱水剂和催化剂的重量份数比为4(Γ80 :(Γ20 (ΓΙΟ :0 2，优选5(Γ70 :5 10 :2 7 0. 5 I ;所述催化脱水缩合反应步骤中，温度为常温，时间为5 10小时。5.一种制备权利要求1-4任一所述聚合物包膜控释肥料的方法，包括如下步骤 I)将丙烯酸类单体和/或丙烯酸酯类单体与溶剂和引发剂混匀进行聚合反应，反应完毕得到聚丙烯酸酯后，再加入植物生长调节剂、脱水剂和催化剂进行催化脱水缩合反应，反应完毕得到权利要求I或2所述聚合物； 2)将所述步骤I)所得聚合物与所述步骤I)所用溶剂、填料和助剂混匀得到聚合物包膜液后，于包膜塔中鼓入热风使颗粒肥料处于流动状态，将所述聚合物包膜液均匀喷涂到所述颗粒肥料表面，干燥得到所述聚合物包膜控释肥料。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述步骤I)中，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸和羟乙基丙烯酸中的至少一种；所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的至少一种； 所述溶剂由重量比为0-80 0-80 0-80的乙酸乙酯、乙酸丁酯和环己烷组成，所述乙酸乙酯、乙酸丁酯和环己烷的重量均不为O ; 所述弓I发剂选自过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈中的至少一种； 所述脱水剂为二环己基碳二亚胺； 所述催化剂为4- 二甲氨基吡啶； 所述植物生长调节剂选自α-萘乙酸、生长素、赤霉素、脱落酸、水杨酸和茉莉酸中的至少一种。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于所述步骤I)中，所述丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体、溶剂和引发剂的重量份数比为2(Γ70 20^80 0. 005 0. 2，优选40^60:40^60:0. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物包膜控释肥料，由颗粒肥料和包裹在颗粒肥料表面的聚合物膜组成；其特征在于：所述聚合物膜占所述聚合物包膜控释肥料总重的3~15%；构成所述聚合物膜的物质为重复结构单元为端基为甲基的聚合物，其中，R选自H、C1?C8的烷基和萘乙基中的至少一种，R’选自氢和C1?C8的烷基中的至少一种。FDA00002411488100011.jpg,FDA00002411488100012.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡树文，邱小云，陶树明，朱大才，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：