[发明专利]水溶性醇酸树脂－蜡复合包膜控释肥料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包膜控释肥料，更具体地，涉及一种水溶性醇酸树脂- 蜡复合包膜控释肥料及其制备方法，属于材料和肥料技术领域。

背景技术

如何提高化肥利用率一直是近年来肥料和植物营养学科研究的热点， 也是农业可持续发展中亟待解决的关键问题之一。研究开发高效环保的缓 控释肥料是解决这一问题的有效途径。

商品化的控释肥料有多种类型，其中聚合物包膜控释肥料因其优良的 养分控制释放性能而在世界范围内受到了广泛关注，并得到了很好的应用。 根据包膜剂的性质不同，聚合物包膜控释肥料可分为热固性树脂包膜控释 肥料和热塑性树脂包膜控释肥料两大类。对于热固性树脂包膜控释肥料而 言，聚合物包膜剂价格昂贵，制造工艺复杂，因而生产的肥料成本过高， 难以在大田作物上推广应用；对于热塑性树脂包膜控释肥料，除了聚合物 包膜剂价格依然较高外，在肥料生产过程中必须首先使用大量有机溶剂来 溶解聚合物，然后将聚合物的稀溶液喷涂在肥料颗粒表面，最后通过溶剂 的挥发而在肥料颗粒表面形成一层聚合物膜，这不仅造成了能源和资源的 浪费，而且对人身健康和环境造成了危害。另外，上述两种聚合物包膜控 释肥料在肥料养分释放完后，聚合物残膜在土壤中不易降解，长期使用会 对土壤造成一定的污染。

近年来也有利用水溶性聚合物作为包膜剂制备聚合物包膜控释肥料的 报道(例如见CN1473806A，ZL02126009.5，CN1939878A)，这种技术 部分地克服了上述缺点，具有成本低和有机溶剂污染小的优点。但目前这 类技术存在的一些问题也限制了它的进一步发展：首先生产过程中水对肥 料的溶解往往会使形成的聚合物膜不够致密，从而导致肥料产品控释性能 的降低；另外这类成膜剂中的聚合物多为热塑性合成树脂，肥料养分释放 后聚合物残膜在土壤中很难降解。

水溶性聚合物包膜控释肥料制备生产工艺及设备简单，易于实现产业 化，同时生产过程中环境污染小，节约资源和能源，符合经济和环保的发 展方向。为了充分发挥水性聚合物包膜控释肥料绿色环保和低成本的优势， 需要克服水溶性聚合物包膜剂存在的包膜剂本身对肥料的溶解和聚合物膜 不易降解的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种环境友好的水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控 释肥料，大大降低传统聚合物包膜剂因大量使用有机溶剂对环境造成的危 害，并有效地阻止水溶性聚合物包膜过程中水分对肥料的溶解，大幅度降 低聚合物包膜剂的成本，同时形成的聚合物膜可以生物降解。

该目的通过一种水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料而实现，该控释 肥料由肥料芯和肥料芯外面的包膜组成，其特征在于所述包膜包含蜡膜、 蜡膜外含水溶性醇酸树脂包膜剂的聚合物膜以及任选地在聚合物膜外含无 机粉体的无机层。

本发明还提供一种制备上述水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料的 方法，该方法包括首先在肥料颗粒表面涂覆蜡形成蜡膜，然后将所述水溶 性醇酸树脂包膜剂包覆到所述蜡膜表面形成聚合物膜，以及任选地在聚合 物膜上包覆无机粉体以形成无机层的包膜过程。

本发明水溶性醇酸树脂-蜡复合包膜控释肥料由于在水溶性醇酸树脂 包膜剂包覆之前，肥料颗粒表面已经被蜡疏水层所覆盖，因此有效地阻止 了水溶性醇酸树脂包膜剂包膜过程中水分对肥料的溶解，消除了传统水溶 性聚合物包膜剂给膜层带来的缺陷，使肥料产品具有更好的控释性能。

在本发明包膜控释肥料中，由于所用的水溶性醇酸树脂包膜剂以水为 介质，大大减少了使用溶剂型聚合物包膜剂的缺点。与其他合成树脂相比， 本发明中的醇酸树脂其主要原料来自于自然界可再生的植物油，它对石油 的依赖度低，成本低廉；同时聚合物链上的植物油和脂肪酸片段还赋予聚 合物膜以生物可降解性能；由于制备过程是从小分子原料出发，可以通过 调整聚合配方及工艺来调整成膜聚合物的组成和结构，以达到精准调控产 品肥料养分释放的目的。同时由于聚合物包膜材料中含有能与水分子发生 缔合作用的官能团，因此该类材料还兼有一定的保水性能。

另外，在本发明进一步优选的实施方案中，本发明水溶性醇酸树脂- 蜡复合包膜控释肥料还包含含无机粉体的最外层。在该优选实施方案中， 含无机粉体的无机层作为最外层不仅可以防粘和抗磨，也部分地起到调节 养分释放的作用。