[发明专利]可降解光固化包膜材料及其在包膜缓/控释肥料中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料与肥料技术领域，具体地指一种可降解光固化包膜材料及其在包膜缓/控释肥料中的应用。

背景技术

肥料是农业生产最重要的生产资料之一，是农作物生长必不可缺的物资基础，它对提高农作物的产量具有举足轻重的作用，更是对国家和社会的发展提供了坚实的物质基础。近年来，随着人口突增、耕地锐减和粮食供需矛盾日益凸显，使得农业生产过度依赖化肥，结果导致化肥过度施用。我国是农业大国，化肥在农业生产投资中的比例高达50%，我国化肥用量占世界总量的40%，但化肥的当季利用率仅为30%左右，由此造成了严重的资源浪费和巨大的经济损失，更重要的是对人体、大气、土壤和粮食等造成了严重的污染问题。因此，如何提高化肥的利用率，减少流失和浪费成为我国乃至世界面临的一项重大任务。

缓/控释肥料能够延缓和/或控制养分的释放，从而提高肥料的利用率，减少养分的流失和浪费，进而减轻由此带来的环境和社会压力，因此在农业上得到大力的推广和应用。国外早在20世纪初，就已提出缓/控释肥料的概念。经过70年的发展，到20世纪90年代，各种类型的缓/控释肥料的发展趋于成熟，并广泛用于高尔夫球场、园林花卉等非农经济作物市场，部分用于水稻、小麦、玉米等农业大田作物市场。

在各种缓/控释肥料中，如化学合成的脲醛类缓释肥料、添加生化抑制剂的稳态肥料和包膜包衣类缓释和控释肥料，仅有高分子包膜的肥料被国内外的专家们称为真正的控释肥料。这是因为这种肥料的养分在土壤中的溶出速率可调节为与作物的生长需求相一致，从而达到减少施肥量，提高肥料利用率和农业增产增收的目的。

高分子包膜材料可分为有机溶剂型、水乳液型和原位反应成膜型三种。其中有机溶剂型高分子包膜材料是国内外研究较多和较成熟的一种，一般以聚烯烃或废旧的塑料等热塑性树脂为膜材料，将其溶于有机溶剂后再喷涂于颗粒肥料表面成膜。这种包膜型控释肥料的成本较高，有机溶剂的回收对设备有严格特殊的要求，设备投入和能源消耗较大，同时生产过程中的有机溶剂容易带来环境污染，包膜材料不可降解，容易造成白色污染。水乳液型高分子包膜材料虽然没有因有机溶剂带来的环境污染和设备的额外投入等问题，但是其膜材料同样难以降解，且包膜过程中同样需要消耗大量热能。此外，由于这种包膜材料中的水在包膜过程中不可避免的将核芯肥料（易溶于水）溶出，造成包膜不充分或包膜量较溶剂型包膜材料用量更大。因此，在同等养分缓/控释效果的情况下，其成本和溶剂型高分子包膜控释肥料一样居高不下。原位反应成膜型高分子包膜材料，主要是以多元醇和异氰酸酯在颗粒肥料表面反应生成聚氨酯膜层。采用这种包膜材料生产的包膜控释肥料具有无有机溶剂和副产物，安全无毒，且成本有所降低，但仍然难被大田农业所接受。此外，这种包膜材料的包膜反应对环境敏感，且包膜工艺不易控制，包膜过程仍然有大量的能源消耗，膜材料仍然难以降解。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种来源广、成本低、环境友好的可降解光固化包膜材料，并将其用于生产包膜缓/控释肥料。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可降解光固化包膜材料，其特征在于：它按重量百分比计包括：50~90%的改性植物油预聚物、5~45%的活性稀释剂和1~5%的光引发剂。

进一步地，它按重量百分比计包括：60~85%的改性植物油预聚物、20~35%的活性稀释剂和2~5%的光引发剂。

再进一步地，可降解光固化包膜材料中所述改性植物油预聚物是以不饱和羧酸（或羧酸酐）和环氧树脂改性环氧植物油的产物；其中，不饱和羧酸（或羧酸酐）的羧基与环氧树脂和环氧植物油混合物中环氧基摩尔比为0.8~1.5，环氧树脂的用量为环氧植物油重量的0~10%。