[发明专利]一种聚氨酯包膜控释肥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯包膜控释肥及其制备方法。制备过程中采用多元醇和异氰酸酯直接在颗粒肥料表面反应成膜；针对肥料颗粒因聚氨酯链增长过程中肥料颗粒变粘、相互粘接成团，通过加入脂肪酸盐作为包膜助剂进行防粘连处理；为防止包膜过程中包膜设备器壁对膜材磨损，加入润滑剂作为包膜助剂进行处理，得到成膜均匀、性能优异，包膜量低的包膜控释肥料。包膜量为肥料质量的2％‑6％，包膜肥料养分释放特征能满足作物生长需求。

技术领域

本发明属于肥料领域，具体涉及一种聚氨酯包膜控释肥及其制备方法。

背景技术

肥料是粮食的“粮食”，对农作物增产的贡献约占50％左右。我国是农业大国，化肥使用量巨大，但是由于目前化肥的不合理使用及淋失、挥发等损失，导致我国化肥利用率偏低，造成了巨大的资源浪费及严重的环境污染。

如何解决肥料的养分供给和农作物养分需求的矛盾，从而提高养分利用率，成为肥料研究领域关注的焦点及研发的热点，缓控释肥料也应时而生，发展非常迅速。特别是树脂包膜肥料，由于受土壤环境影响因素较小，成为目前控释肥料开发首选。在树脂包膜肥料中，聚氨酯包膜控释肥为原位反应成膜，无溶剂、无副产物、无污染、能耗低、膜层较薄成本低，已成为控释肥料开发的热点。

国内外对聚氨酯包膜肥料研究很多，申请了很多专利，如Agrium INC.的WO2007/016788 A1、中海化学股份有限公司的CN10648837A、金正大生态工程集团股份有限公司的CN201610369530.2等，这些专利中较详细的披露了聚氨酯包膜肥料的制作方法。

关于聚氨酯包膜肥料的文献也有很多，这些专利及文献更多集中研究原料(异氰酸酯、多元醇)的筛选、成膜物质的物理化学结构及性能对养分释放的影响；而包膜过程中随着聚氨酯化学反应的进行，分子量增长、粘度增加，造成膜材在肥料表面传质出现的问题研究较少。而膜材随着反应的进行在肥料表面的传质对最终控释肥料的性能会产生很大的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种聚氨酯包膜控释肥及其制备方法。所述聚氨酯包膜控释肥采用系列功能性助剂，以异氰酸酯和多元醇作为主要原料，制备出包膜量占肥料质量的2-6％，养分释放时间30-150天的控释肥料。

所述聚氨酯包膜控释肥是按照包括下述步骤的方法制备得到的：

1)将颗粒肥料放入转鼓包衣机中并转动；

2)将所述颗粒肥料加热至60-80℃并保持；

3)配制聚氨酯包膜液：

配制A料：按比例准确称取多元醇、扩链和/或交联剂、包膜助剂(抗粘连剂、润滑剂)并混合均匀，加热至70-120℃，混合液呈易流动状态；

其中，多元醇为A料主要成分，所述多元醇选自下述至少一种：乙二醇、丁二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、植物油多元醇(如蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、棕榈油多元醇等植物油多元醇)、聚醚多元醇、聚酯多元醇；所述多元醇的官能度为2-6，分子量60-3000；为满足生物降解性，优选蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、棕榈油多元醇等植物油多元醇作为主要多元醇原料；

所述扩链和/或交联剂选自下述至少一种：乙二醇、丁二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟乙基丙烷、季戊四醇，优选1,4-丁二醇；

所述抗粘连剂为脂肪酸盐，优选脂肪酸钙和脂肪酸镁；

所述润滑剂选自下述至少一种：固体石蜡、酰胺蜡和液体石蜡，优选液体石蜡和52#-56#固体石蜡；

配制B料：按比例准确称取异氰酸酯并加热至易流动状态；