[发明专利]一种缓释包膜肥料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种缓释包膜肥料及其制备方法，属于复合材料领域。该缓释包膜肥料，其包括肥料颗粒和包覆在所述肥料颗粒外的薄膜，所述薄膜由有机硅聚合材料制得；其中，有机硅聚合材料由所述改性聚硅氧烷A和改性聚硅氧烷B发生Diels‑Alder反应制得，所述有机聚硅氧烷A在1分子中具有至少一个非芳烃的共轭双烯键，所述有机聚硅氧烷B在1分子至少具有一个与所述非芳烃的双烯键发生Diels‑Alder反应的取代烯烃键。本申请的缓释包膜肥料的包膜的均匀性高，有利于肥料的缓释，缓释效果好；缓释包膜肥料的薄膜的疏水特性、通透性、成膜性及可重复利用好，故缓释包膜肥料使用的包膜材料量低具有显著优势，对保护环境具有积极的作用。

技术领域

本申请涉及一种缓释包膜肥料及其制备方法，属于肥料制备领域。

背景技术

随着世界人口的急速增长及人民生活水平的逐步提高，对粮食的产量和品质的需求逐年增加，肥料的施用成为当今提高粮食品质和产量最行之有效的方法。伴随着农业的快速发展，农业生产中过度施用肥料的现象屡见不鲜，究其原因是肥料施加后因受到雨水冲刷、光照分解等外界因素影响，大部分养分在被农作物吸收前已流失，使肥料利用率大大降低，从而导致过度施用肥料现象。而过度施用肥料会对农作物生长产生抑制、使农产品品质下降、导致土壤结构破坏及面源污染等。因此如何在保证粮食高产稳产的前提下提高肥料利用率，进而降低农业生产成本，减轻农业增速发展所带来的面源污染，实现农业的绿色生态可持续发展，成为当前我国乃至世界农业发展研究的重点问题。

有机硅高分子材料作为一类特殊的高分子材料，其特有的Si-O链段使其在热性能、柔性、成膜性、疏水性等方面展现出特有的优势。前期研究结果表明，有机硅高分子可在基质表面形成致密的保护膜，在强酸、强碱的作用下仍可防止其对基质的腐蚀，且疏水性极佳，上述研究结果表明有机硅高分子可作为疏水涂层用于肥料的缓释。但有机硅高分子制备过程中多需要Pt催化剂作用，成本相对较高，阻碍了有机硅高分子在农业领域的应用。另一方面，现有缓释肥料因包膜材料性能差导致的因缓释效果不佳，而引起资源浪费和肥料滥施滥用的问题。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种缓释包膜肥料及其制备方法，该缓释包膜肥料的包膜的均匀性高，有利于肥料的缓释，缓释效果好；缓释包膜肥料外层的包膜材料疏水特性、通透性、成膜性及可重复利用好，故缓释包膜肥料使用的包膜材料量低具有显著优势，对保护环境具有积极的作用；缓释包膜肥料的加工成本低。

根据本申请的一个方面，提供了一种缓释包膜肥料，其包括肥料颗粒和包覆在所述肥料颗粒外的薄膜，所述薄膜由有机硅聚合材料制得；

其中，有机硅聚合材料由所述改性聚硅氧烷A和改性聚硅氧烷B发生Diels-Alder反应制得，所述有机聚硅氧烷A在1分子中具有至少一个包含取代烯烃键基团，所述有机聚硅氧烷B在1分子至少具有一个与所述包含取代烯烃键基团发生Diels-Alder反应的包含非芳烃的共轭双烯键基团。

有机聚硅氧烷中的Si-O链段使其在热性能、柔性、成膜性、疏水性等方面展现出特有的优势，并且有机聚硅氧烷在肥料表面形成致密的保护膜，在强酸、强碱的作用下仍可防止其对肥料的腐蚀，且疏水性极佳，具有作为肥料包膜的优异特性；并且本申请通过具有Diels-Alder反应直接制得有机聚硅氧烷不仅降低了肥料的包膜成本，并且控制制得的有机聚硅氧烷的孔隙率既可以保证肥料释放，且释放的速率比较缓慢有利于植物充分吸收肥料养分，提高肥料的利用率；并且有机聚硅氧烷可以发生Diels-Alder反应从而可以实现重复包膜来提供形成的薄膜的均匀性，以避免由于包膜不均匀而造成的肥料释放不均匀的问题。

可选地，所述有机硅聚合材料与所述肥料颗粒的质量比为0.3％-5％。可选地，所述有机硅聚合材料与所述肥料颗粒的质量比的上、下限分别独立的选自0.5％、1％、2％、3％或4％。选自0.5％-5％。优选地，所述有机硅聚合材料与所述肥料颗粒的质量比为0.3％-3％，更优选为1％-3％。该质量比的控制既能保证肥料包膜的完整性，又能减少包膜材料的使用量，同时有利于控制肥料的释放速率最佳。