[发明专利]一种环境友好型缓释肥包膜材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于缓释肥包膜材料制备技术领域，尤其涉及一种基于天然胶清改性聚合物的缓释膜材料的制备方法。

背景技术

化肥是为植物提供养分，促进其生长的重要化工产品。本世纪，随着我国人口激增和社会的需要，我国农业加速了粮食、饲料的增产，化肥用量急剧上升。由于多数化肥是水溶性的或者在常温下易于挥发，因此，在其施用过程中，大部分并没有到达植物根系，没有被植物吸收而白白流失，不仅造成了巨大的损失，而且造成了环境污染。近年来，缓释肥料已逐渐成为我国肥料行业研发的重点。

在各类缓释肥中，包膜型缓释肥料发展迅速，其生产的关键材料，肥料包膜材料主要有吸水率高、吸水速度快、保水性能好的合成高吸水聚合物，如交联丙烯酸盐、乙烯醇-丙烯酸接枝共聚物、丙烯酰胺与丙烯酸共聚物、交联磺化聚苯乙烯等。但就其降解性而言，合成型高吸水聚合物远不及天然吸水性聚合物。天然吸水聚合物例如淀粉[Chen,L,Xie,ZG,Zhuang,XL,etal.,CarbohydratePolymers,72(2)342-348(2008)；Zhong,K,Lin,ZT,Zheng,XL,Jiang,etal.CarbohydratePolymers,92(2)1367-1376(2013)；马斐,余响林,田建军等.化工新型材料,41(2)30-32(2013)]、纤维素、多糖类、桐油[唐辉,王亚明.化工进展,22(8)803-807(2003)]、壳聚糖[陈强,吕伟娇,张文清等.高分子材料科学与工程,21(4)216-219(2005)；徐文峰,黄滨.化肥工业,39(3)37-40,43(2012)]、木粉[应宗荣,李静,欧阳钊等.化工进展,27(6)872-877(2008)]、海藻酸钠[Hua,SB,Wang,AQ.CarbohydratePolymers,75(1)79-84(2009)]、腐殖酸[徐浩龙.应用化工,41(3)541-543(2012)]不仅降解性良好，且是有机肥料的优质来源，可被作物吸收利用，更有防病抑菌、改料土壤的功能。但是，它们作为单一包膜材料机械性能较差、易烂易破碎，给其在运输、贮存、使用时带来了很大不便。

目前，由于人们对环境保护的日益重视，天然聚合物包膜的可降解性是缓释肥生产技术关注的重要问题。而水溶性肥料的释放和溶出速率取决包膜材料。淀粉及其不同基团的衍生物具有在土壤中生物降解和提高亲水性的能力，已经被用于可生物降解的聚合物。为了提高包膜的抗冲击性，增加包膜的致密度，需要引入弹性材料对其改性。我国海南等热带地区广泛种植三叶巴西橡胶树，他们能通过生物合成过程产生一种天然可再生的聚合物资源——天然鲜胶乳。而天然胶清则是人们将天然鲜胶乳经过离心生产浓缩天然胶乳产品时得到一种副产物。天然胶清干胶含量仅为5％左右，其中橡胶粒子粒径较小，富含蛋白质等非胶组分，容易腐败变质。如果以它作为原料生产固体天然胶清橡胶，需要消耗大量保存剂和凝固剂，产品质量差，变异性大，易焦烧，老化性能等相对较低，一般只适用于质量要求不高的橡胶制品，应用范围受限。天然胶清胶(NR-s)作为一种非胶组分(蛋白质、铜、锌等无机盐)含量较高的天然橡胶，其中的蛋白质、无机盐本身就是植物所需营养元素。有研究表明，铜、锌等无机盐还是尿素的阻溶剂，可以减缓尿素的溶解速率[陈德明,王亭杰,雨山江等.化工进展,21(7)455-461(2002)]。

迄今为止，在国内外尚未见到利用天然胶清进行改性来制备可降解型缓释肥包膜材料的相关报道。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种基于淀粉改性天然胶清的缓释肥料包膜材料的制备方法，该法工艺简便，过程容易控制，反应条件温和。

本发明以液体天然胶清为原料，通过乳液接枝法，采用活性短链淀粉接枝天然胶清中的聚异戊二烯分子链，并控制适当的交联度，增加吸水保水性，实现包膜的可控缓释性。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种环境友好型缓释肥包膜材料的制备方法，其具体步骤如下：

1、按质量分数计，在15～400份的天然胶清中加入0.2～0.8份1.5％的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液，缓慢搅拌0.5～1.0h，得到稳定的天然胶清。

2、按质量分数计，将1～20份的木薯淀粉加蒸馏水稀释、调糊，置于90～95℃水浴锅中糊化1～2h，然后将糊化淀粉冷却至室温，加入0.08～0.4份的短链淀粉活化剂，混合均匀后，置于在55～65℃水浴中继续搅拌40～50min，得到改性淀粉。