[发明专利]一种动物油基聚氨酯包膜控释肥及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种动物油基聚氨酯包膜控释肥及其制备方法，属于新型肥料生产领域。

(二)背景技术

我国是世界肥料生产和使用大国，2015年化肥年用量达7627.36万吨(纯养分)，且仍以年均5％左右的速度增长。肥料的广泛使用极大增加了粮食产量，但是由于传统的肥料利用率很低，特别是氮肥的利用率只能达到30％左右，不仅造成了严重的资源浪费，而且污染环境，因此提高肥料利用率刻不容缓。包膜控释肥，是一种通过包膜来控制养分释放速率，达到安全、长效、高效等目的的肥料。其控释效果主要通过在肥料表面包覆一层不透水的膜壳实现，由于膜壳上的微孔太小，液态的水根本无法通过，只能以水分子形态进入膜内，使肥料颗粒完全和外部隔绝，而养分释放速率可以通过薄膜孔径大小、化学或生物分解速度来控制。目前，包膜控释肥按照包膜材料的性质可分为无机物包膜控释肥和有机物包膜控释肥，常见的控释肥大致分为：硫包衣(肥包肥)、聚合物包衣等，其中聚合物包膜控释肥的肥料利用率高，近根使用可达80％以上，因此聚合物基包膜控释肥被认为是21世纪肥料发展的方向。

聚氨酯，是一类新兴的由异氰酸酯与羟基化合物聚合而成的高分子聚合物，具有良好的耐水性、韧性、高弹性、耐磨性、耐老化性和粘合性等性能，被广泛应用于国民经济众多领域，被誉为“第五大塑料”。目前，利用聚氨酯制备包膜控释肥的研究发展迅速，已有企业研发并生产出使用石油基多元醇作为包膜原料的聚氨酯包膜控释肥，能够满足植物生长所需，且市场反响良好。但是，由于制备控释肥料的石油基多元醇受到石油资源的有限性、不可再生性以及较大生态污染性等方面的限制，具备环保和资源可再生性等特点的生物基聚氨酯控释肥受到越来越多地关注和应用。

我国幅员辽阔，每年生产和使用的各种植物油和动物油数以千万吨。近年来，不断有新的关于植物油基多元醇的制备和应用的专利出现，如：CN201610060812.4、CN201610060162.3、CN201610060812.4、US6107433、CN201510243984.0、CN201210223015.5、201010215609.2、CN200810155060.5、CN200810054890.9、CN200680015354.7等。并且也有一些关于使用植物油基多元醇制备植物油基聚氨酯包膜控释肥的专利，如：CN201510595057.5、CN201310261558.0。但是，尚未见到利用动物油基合成动物油基多元醇，以其作为原料制备动物油基聚氨酯包膜控释肥的专利文献资料。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种动物油基聚氨酯包膜控释肥及其制备方法；本发明所采用的材料具有来源丰富、可再生、成本低的特点，且适用范围广，适用于所有种类动物油，以其作为原料制备动物油基多元醇，可完全或部分替代石油基多元醇，应用于聚氨酯包膜控释肥的生产；本发明制备的控释肥，包膜速度快，控释肥产品控释期为1-6个月，可极大提高肥料利用率，且膜壳可在土壤中生物降解，不会产生环境污染，产品更环保；本发明加工工艺简单，生产过程无三废排放，能耗低、效率高，属环保低能型工艺。

一种动物油基聚氨酯包膜控释肥，其特征在于通过如下制备方法得到：

先将动物油、小分子多元醇和催化剂制备得到动物油基多元醇，然后将动物油基多元醇和异氰酸酯作为包膜材料以一定压力连续喷涂到尿素颗粒表面，连续固化成膜，制得动物油基聚氨酯包膜控释肥。

所述的动物油基多元醇的制备方法为：

动物油、小分子多元醇和催化剂，按照摩尔比100:(50-300):0.5的比例混合，加入反应釜中在80-120℃条件下不断搅拌0.5-1小时，反应生成动物油基多元醇，然后使用去离子水将产物多次洗涤，最后将洗涤后产物加入旋转蒸发仪中在温度50-90℃、真空度0.06-0.098MPa条件下不断旋转去除水分，制得动物油基多元醇。

将需要包膜的肥料颗粒在包衣机中50-80℃条件下预热5-10min，转速设置为10-40rpm，随后将动物油基多元醇和异氰酸酯作为包膜材料按照质量比为0.8-1.3:1混合后以0.1-0.5MPa的压力连续喷涂到肥料颗粒表面，可连续固化成膜，制得动物油基聚氨酯包膜控释肥。

所述动物油为鸡油、鸭油、鹅油、猪油、牛油、羊油、奶油或鱼油中的一种或几种。

所述的小分子多元醇为乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、丁三醇或丁四醇中的一种或几种。