[发明专利]一种双层包膜保水缓释肥及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及缓控释肥技术领域，特别是涉及一种具有双层包膜的保水缓释肥及其制备方法。

背景技术

化肥在农业生产中占有具要的作用，联合国粮农组织结论：发展中国家粮食的增产中，来自化肥的作用约占55%。目前我国化肥当季利用率中, 氮约为30% ～35% ,磷为10% ～25%，钾为35% ～50%，远低于世界发达国家水平。造成肥料利用率低的主要原因是淋溶损失，尤以氮肥、钾肥为最。人们正在努力寻求提高肥料利用率的方法，其中之一是对肥料本身进行改性，开发适合于作物生长需求的新型肥料。研制缓/控释肥料是世界各国普遍采用的有效措施之一。缓释肥料的优点是利用率高，养分损失少，环境友好。在各种缓控释肥料中，聚合物包膜控释肥又以养分精确控制释放而更宜满足作物生长期的养分需求，因此，近年来聚合物包膜控释肥的发展速度非常快。但是，目前所用的作为缓释材料的高分子聚合物一般是难降解或不能降解，长期施用也会引起土壤污染；并且生产中需要加热和用到有机溶剂。上世纪九十年代以来，一些日本公司相继开发出了聚烯烃包膜肥料并实现产业化，而且陆续有一批包膜控释肥制造的专利公开，如JP 2002-234790,   CN 1749220A,  JP 2004-217434,   JP 2000-185991。从这些国外释放材料配比可以看出，包膜层物质都含有聚烯烃，我国也有此类专利，如公开号CN 101462907A的包裹材料为聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯。上述各控释肥料存在的主要缺点是：生产中使用的有些有机溶剂如苯、二甲苯及卤代烃有剧毒，甚至国内外现已禁用。因此，对生产设备的密封性要求非常高，从而增加了设备投入成本。此外，控释肥的聚合物残膜在土壤中降解所需时间很长，易造成对土壤的二次污染。

除此之外，包膜肥料的膜容易在包装、运输、使用时受到机械损坏，这样将失去对肥料的缓控释性。

如公开号CN 101891543 A的“一种颗粒状复合肥的制备方法”用氯化钙交联海藻酸钠，由于其固态反应交联控制不均匀，导致其初期释放速度过快，其中5天内尿素的释放量高达92.8%，其他两种肥料磷和钾5天内释放量也接近70%和80%。

另外，肥料和水是制约农业生产发展的两大因素，如何提高水资源和肥料的利用率是至关重要的。由于我国大部地区降雨比较集中( 4- 9 月) , 而且具有雨量大、历时短的特点, 这使得栽培的农作物在旱季( 10- 3月) 水资源缺乏, 而在雨季水份利用率不高, 肥料中养份流失严重。高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(Superabsorbent Polymer，简写为SAP )，能够在较短时间内吸收大量的水，并且在加压下也能保持水分。高吸水性树脂的主要用途之一就是用于农业和园艺上来提高水的利用率。并且被施入土中后，它还具有改善土壤的通气性、稳定性和防止土壤退化等功能。缓释肥料和超强吸水剂的最优化组合可以改善植物的营养状况、减少水溶性肥料对环境的副作用、降低水分蒸发速率和减少灌溉频率。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种双层包膜保水缓释肥及其制备方法。

本发明双层包膜保水缓释肥，由化肥颗粒和包裹在所述化肥颗粒表面的内膜控释层和外膜保水层组成，所述内膜控释层的构成材料包含卡拉胶和可溶性钾盐或可溶性铵盐，所述外膜保水层的构成材料包含高吸水性树脂。

所述化肥颗粒为含氮、磷、钾中任意一种肥料，或其中任意两种或三种的复合肥。

所述高吸水性树脂为淀粉类（即以淀粉接枝丙烯酸盐为原料制备的高吸水性树脂）、纤维素类（以羧甲基纤维素为接枝母体制备的高吸水性树脂）、合成类（以丙烯酸或丙烯酰胺类的单体进行接枝）中的一种或多种；与所述化肥颗粒重量份数比为1～30: 70～99，优选为8～15：85～92。

所述内膜控释层为可溶性钾盐或可溶性铵盐交联的卡拉胶内层包膜，卡拉胶的含量与所述化肥颗粒重量份数比为1～20: 80～99，优选为3～10：90～97；钾盐或可溶性铵盐交联的用量为卡拉胶用量的（以K⁺或NH₄⁺计量）0.1%～30%，优选10%～15%；如肥料中含有钾盐或铵盐，可以直接交联卡拉胶，则不用外加可溶性钾盐或可溶性铵盐。

本发明双层包膜保水缓释肥的制备方法，包括如下工艺步骤：