專利名稱：一種樹脂包膜肥料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包膜肥料及其制法，特別涉及一種可生物降解的樹脂包膜肥料及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前控釋肥料產(chǎn)品中，主要以美國SCOTTS公司的熱固性樹脂包膜肥料，著名品牌為OSMOCOTE，日本窒素公司的熱塑性樹脂包膜肥料，著名品牌為MEISTER為典型代表。兩者均采用高分子樹脂材料均勻涂覆于顆粒肥料表面，通過膜的孔隙大小和多少來調(diào)節(jié)肥料養(yǎng)分釋放速度，并且除溫度外，不受酸堿性、水分、微生物等其它環(huán)境條件的影響。正是由于該種肥料的養(yǎng)分釋放受到溫度影響，隨著作物生長的延長溫度隨之升高，作物需肥量增大，這時(shí)肥料也隨溫度的升高養(yǎng)分釋放量增大，實(shí)現(xiàn)肥料養(yǎng)分釋放和作物養(yǎng)分需要相一致，因而具有很好的控釋特性。
但由于這兩類肥料均采用高分子材料作為包膜材料，OSMOCOTE肥料的膜材料主要是二環(huán)戊二烯與亞麻籽油的共聚物或大豆油改性醇酸樹脂，而MEISTER肥料的膜材料主要是烯烴聚合物(聚乙烯、醋酸乙酰乙烯或其混合物)。這兩種肥料的膜材料均為不可降解材料，在土壤中需相當(dāng)長的時(shí)間也不會(huì)降解，長期使用便會(huì)使大量的膜材料殘存于土壤中，造成土壤內(nèi)部的白色污染，進(jìn)而影響土壤肥力。過去雖然已有大量的關(guān)于可降解材料包膜肥料的描述，但存在降解不完全或降解完全控釋效果不理想的不足。如將少量的淀粉、滑石粉等填充到非降解的膜材料-聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等樹脂中組成包膜材料，然后對(duì)肥料進(jìn)行包膜。因含有可以降解的淀粉，故這些包膜肥料施到土壤后可以破裂成碎片或細(xì)粒，而這些碎片或細(xì)粒仍然是非降解的，更是無法回收的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種能保證肥料養(yǎng)分在土壤中控制釋放，同時(shí)釋放完成后，殘存于土壤中的肥料包殼在微生物的作用下能夠完全降解，從而實(shí)現(xiàn)控釋性及降解性的同步完成的樹脂包膜肥料及其制造方法。
本發(fā)明的一種技術(shù)方案是一種樹脂包膜肥料，在顆粒肥料表面包裹一層生物可降解樹脂包膜，所述包膜含有脂肪族聚酯和聚乳酸族聚合物，兩者重量比為20∶80至80∶20；該包膜占肥料總重量的2～40％，優(yōu)選為10～15％。
所述的脂肪族聚酯的重均分子量為1～20萬，結(jié)構(gòu)式如下 其中R1、R2為具有2～10個(gè)碳的亞烷基或環(huán)亞烷基，n為重均分子量為1～30萬所必須的聚合度，R1、R2相同或不同。
所述的的聚乳酸族聚合物的重均分子量為6～70萬，優(yōu)選為10～30萬。
所述的的聚乳酸族聚合物為L-或D-乳酸的均聚物，或L-和D-乳酸的共聚物，或L-和D-乳酸的共聚物，或含有羥基羧酸單元作為共聚物成分的共聚物。并且，這些均聚物或共聚物可以含有鏈增長殘基。
所述的脂肪族聚酯為除L-和D-乳酸之外的羥基羧酸的均聚物或共聚物，或者具有脂肪族(包括環(huán)脂肪族)二羧酸單元和脂肪族(包括環(huán)脂肪族)二醇單元作為主要成分的聚合物。所述的脂肪族聚酯在聚辛二酸亞乙酯、聚癸二酸亞乙酯、聚十二烷二酸亞乙酯、聚丁二酸亞丁酯、聚己二酸亞丁酯、聚癸二酸亞丁酯、聚丁二酸己二酸亞丁酯之中選取一種或它們的共聚物。
還包括在滑石粉、碳酸鈣、高齡土、淀粉、硫磺粉、金屬氧化物之中選取一種的粉狀填料，比例為占所述復(fù)合膜重量的0～60％。
本發(fā)明的另一種技術(shù)方案是一種樹脂包膜肥料的制造方法，包括如下步驟a、將可生物降解的樹脂包膜材料溶解在溶劑中，同時(shí)添加粉狀填料配制成包膜液，該可降解樹脂復(fù)合膜材料為脂肪族聚酯與聚乳酸族聚合物，包膜液中可降解樹脂膜材料的含量為1～50％；b、篩分粒狀肥料，使其顆粒的粒級(jí)在2～4mm；c、將肥料置于沸騰式包膜塔內(nèi)，在40～80℃下進(jìn)行10～15分鐘預(yù)熱，流化壓力調(diào)整至使肥料顆粒充分沸騰狀為準(zhǔn)，霧化壓力根據(jù)包膜液的粘稠度進(jìn)行調(diào)整，為0.1～0.8Mpa；d、熱風(fēng)溫度為40～80℃條件下，將包膜液均勻涂覆在顆粒肥料表面，一次包膜完成后在包膜塔內(nèi)繼續(xù)烘干15～20分鐘，根據(jù)養(yǎng)分溶出和膜的降解設(shè)計(jì)需要及連續(xù)化生產(chǎn)需要可串聯(lián)二個(gè)以上包膜塔；e、溶劑回收，制得樹脂包膜肥料。
本發(fā)明的有益效果可通過以下方法檢測得出釋放特性檢驗(yàn)取10g研制出的肥料樣品，放入尼龍網(wǎng)袋中，然后浸入200ml蒸餾水中，密封，置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中，分別于累積釋放速率達(dá)80％時(shí)，取出25ml浸泡液進(jìn)行分析，將剩余浸泡液倒掉，重新加入200蒸餾水，保持總體積不變。同時(shí)，另取相同的包膜肥料，經(jīng)磨細(xì)至100目，測定試樣中所含各該養(yǎng)分含量。測定項(xiàng)目和方法尿素中N-分光光度法；復(fù)合肥中N、P、K-常規(guī)分析方法。結(jié)果見表1。
肥料包殼降解性檢驗(yàn)取5g肥料，每個(gè)顆粒用針扎出小孔，而后將所得顆粒于30℃水中，靜置2周，借此使內(nèi)部的肥料完全溶出，以制成空心包殼，然后將此包殼干燥而制得測試用試樣。將測試用樣品與過10目篩的風(fēng)干土混勻，裝盆，加水，使其含水量達(dá)田間持水量的60％，用聚偏乙烯膜密封，置于30℃恒溫浴上，每2個(gè)月取出一次觀察包殼的狀況，然后將土壤和包殼置于裝有旋轉(zhuǎn)葉片的V型混料器中，攪拌30分鐘，使其混合，之后用10目篩將包殼由土壤中分離出來，測定通過10目篩的包殼相對(duì)于試樣包殼的百分?jǐn)?shù)，即為降解度。結(jié)果見表1。
由此可見，本發(fā)明既能控制肥料的釋放，同時(shí)可生物降解，減少了對(duì)土壤的污染。
具體實(shí)施例方式
本實(shí)施例采用江蘇科宇干燥設(shè)備有限公司型號(hào)為JFB-100的沸騰式噴動(dòng)包膜塔，將脂肪族聚酯與聚乳酸族聚合物溶解在混合比例為1∶1的二氯甲烷與乙醇的混合溶劑中，同時(shí)添加粉狀填料配制成包膜液，該種粉狀填料比例增加時(shí)，肥料組分的溶出率提高，包殼的降解時(shí)間也會(huì)縮短，同時(shí)包膜肥料的機(jī)械強(qiáng)度降低，因此粉狀填料的添加比例不能超過60％，其粒徑控制在小于或等于膜厚度的1/4，均勻的分散在包膜液中。量取3公斤的包膜液，其中可降解樹脂膜材料的含量為12％；稱取5公斤粒級(jí)在2～4mm的粒狀肥料，粒狀肥料品種可選尿素、復(fù)合肥；將粒狀肥料置于沸騰式包膜塔內(nèi)，在50℃下進(jìn)行10～15分鐘預(yù)熱，流化壓力調(diào)整至使肥料顆粒充分沸騰狀為準(zhǔn)，霧化壓力為0.5Mpa；熱風(fēng)溫度為50℃條件下，將包膜液均勻涂覆在顆粒肥料表面，一次包膜完成后在包膜塔內(nèi)繼續(xù)烘干15～20分鐘，根據(jù)養(yǎng)分溶出和膜的降解設(shè)計(jì)需要及連續(xù)化生產(chǎn)需要可串聯(lián)二個(gè)以上包膜塔，對(duì)肥料進(jìn)行連續(xù)涂覆，即保證包膜質(zhì)量又可連續(xù)化生產(chǎn)；溶劑回收，制得樹脂包膜肥料。
通過以上方法，制得的樹脂包膜肥料見表1。
表1

注*1、聚乳酸為美國GARGILL生產(chǎn)的、重均分子量為23萬型號(hào)是EcoPLA3000D的聚乳酸組合物*11、聚乳酸為美國GARGILL生產(chǎn)的、重均分子量為26萬型號(hào)是EcoPLA3000D的聚乳酸組合物*2、脂肪酸聚酯1，4丁二醇與琥珀酸和己二酸的縮合物，其重均分子量是19萬*22、脂肪酸聚酯1，4丁二醇與琥珀酸和己二酸的縮合物，其重均分子量是18.5萬*3、滑石粉，粒徑平均4微米*33碳酸鈣，粒徑平均5微米*333淀粉，粒徑平均12微米。
權(quán)利要求
1.一種樹脂包膜肥料，在顆粒肥料表面包裹一層生物可降解樹脂包膜，其特征在于所述包膜含有脂肪族聚酯和聚乳酸族聚合物，兩者重量比為20∶80至80∶20；該包膜占肥料總重量的2～40％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂包膜肥料，其特征在于所述的脂肪族聚酯的重均分子量為1～20萬，結(jié)構(gòu)式如下 其中R1、R2為具有2～10個(gè)碳的亞烷基或環(huán)亞烷基，n為重均分子量為1～30萬所必須的聚合度，R1、R2相同或不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂包膜肥料，其特征在于所述的的聚乳酸族聚合物的重均分子量為6～70萬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的樹脂包膜肥料，其特征在于所述的的聚乳酸族聚合物的重均分子量為10～30萬。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樹脂包膜肥料，其特征在于所述的脂肪族聚酯為除L-和D-乳酸之外的羥基羧酸的均聚物或共聚物，或者具有脂肪族(包括環(huán)脂肪族)二羧酸單元和脂肪族(包括環(huán)脂肪族)二醇單元作為主要成分的聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的樹脂包膜肥料，其特征在于所述的脂肪族聚酯在聚辛二酸亞乙酯、聚癸二酸亞乙酯、聚十二烷二酸亞乙酯、聚丁二酸亞丁酯、聚己二酸亞丁酯、聚癸二酸亞丁酯、聚丁二酸己二酸亞丁酯之中選取一種或它們的共聚物。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的樹脂包膜肥料，其特征在于所述的的聚乳酸族聚合物為L-或D-乳酸的均聚物，或L-和D-乳酸的共聚物，或L-和D-乳酸的共聚物，或含有羥基羧酸單元作為共聚物成分的共聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂包膜肥料，其特征在于所述的包膜占肥料總重量的10～15％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂包膜肥料，其特征在于還包括在滑石粉、碳酸鈣、高齡土、淀粉、硫磺粉、金屬氧化物之中選取一種的粉狀填料，比例為占所述復(fù)合膜重量的0～60％。
10.一種權(quán)利要求1所述的樹脂包膜肥料的制造方法，包括如下步驟a、將可生物降解的樹脂包膜材料溶解在溶劑中，同時(shí)添加粉狀填料配制成包膜液，該可降解樹脂復(fù)合膜材料為脂肪族聚酯與聚乳酸族聚合物，包膜液中可降解樹脂膜材料的含量為1～50％；b、篩分粒狀肥料，使其顆粒的粒級(jí)在2～4mm；c、將粒狀肥料置于沸騰式包膜塔內(nèi)，在40～80℃下進(jìn)行10～15分鐘預(yù)熱，流化壓力調(diào)整至使肥料顆粒充分沸騰狀為準(zhǔn)，霧化壓力根據(jù)包膜液的粘稠度進(jìn)行調(diào)整，為0.1～0.8Mpa；d、熱風(fēng)溫度為40～80℃條件下，將包膜液均勻涂覆在顆粒肥料表面，一次包膜完成后在包膜塔內(nèi)繼續(xù)烘干15～20分鐘，根據(jù)養(yǎng)分溶出和膜的降解設(shè)計(jì)需要及連續(xù)化生產(chǎn)需要可串聯(lián)二個(gè)以上包膜塔，對(duì)肥料進(jìn)行連續(xù)涂覆，即保證包膜質(zhì)量又可連續(xù)化生產(chǎn)；e、溶劑回收，制得樹脂包膜肥料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可生物降解的樹脂包膜肥料及其制造方法。一種樹脂包膜肥料，在顆粒肥料表面包裹一層生物可降解樹脂包膜，包膜含有脂肪族聚酯和聚乳酸族聚合物，兩者重量比為20∶80至80∶20，該包膜占肥料總重量的2～40％。將脂肪族聚酯與聚乳酸族聚合物溶解在溶劑中，同時(shí)添加粉狀填料配制成包膜液，篩分顆粒的粒級(jí)在2～4mm的粒狀肥料，使其在40～80℃下進(jìn)行10～15分鐘預(yù)熱，流化壓力調(diào)整至使肥料顆粒充分沸騰狀為準(zhǔn)，將包膜液均勻涂覆在顆粒肥料表面，一次包膜完成后在包膜塔內(nèi)繼續(xù)烘干15～20分鐘。本發(fā)明既能控制肥料的釋放，同時(shí)可生物降解，減少了對(duì)土壤的污染。
文檔編號(hào)C05G5/00GK1830921SQ200510024240
公開日2006年9月13日 申請日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月8日
發(fā)明者呂云峰 申請人:上海漢楓緩釋肥料有限公司