一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法
【專利摘要】一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法，包括如下步驟：1）將質量比1～100：1的羧甲基纖維素鈉與苯乙烯－醋酸乙烯酯－乙烯基硅烷三元共聚物的水解物溶于水；2）將明膠溶于水中，加入到步驟1）中所述溶液中，明膠與羧甲基纖維素鈉的質量比為0.5～20：1，加入占總質量1～25％的非離子型乳化劑，攪拌分散，獲得O/W型乳液；3）加入交聯劑，繼續(xù)攪拌分散，然后再加入酸或酸和水調節(jié)pH值，即得含有機硅緩釋包膜材料。本發(fā)明發(fā)揮有機硅具有低表面張力和化學穩(wěn)定性高的特點，使包膜層更加致密，提高包膜材料的緩釋效果，降低包膜時表面產生的氣泡數量，所制備的包膜材料適用各種肥料顆粒的表面包膜，操作簡便，縮短了工藝過程時間，提高了生產效率。
【專利說明】一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法
[0001]【技術領域】
本發(fā)明涉及一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法，屬非金屬材料【技術領域】。
[0002]【背景技術】
肥料的流失和失效利用，已經給社會帶來了巨大的經濟損失和環(huán)境污染。而我國是農業(yè)大國，肥料消耗量居世界第一，肥料當季利用率低。因此，如何提高肥料的利用率，把肥料的應用和農產品質量、產量以及環(huán)境保護有機結合起來，已經是肥料研究領域中關注的熱點問題之一。
[0003]緩釋肥料是指養(yǎng)分釋放速率能與作物需肥規(guī)律相匹配，具有特定溫度釋放速率的變化規(guī)律，其中氮素釋放不受土壤類型、含水量、PH值、微生物等復雜因素的影響。緩釋肥料能最大限度地提高肥料有效利用率，防止多余養(yǎng)分污染環(huán)境，被稱為“綠色環(huán)保型”肥料，是21世紀肥料產業(yè)發(fā)展的方向。我國從20世紀70年代開始研發(fā)，90年代以后對緩釋控肥的研制進入快速發(fā)展時期，主要體現在樹脂包膜、硫包衣、基質復合、膠結控釋、酶學抑制等產品和工藝。目前，以脲醛類為代表的化學合成類緩釋肥料是目前技術最為成熟、應有最為廣泛的緩釋肥料，添加脲酶抑制劑或硝化抑制劑類穩(wěn)態(tài)肥料盡管能提高肥料的利用率，當還是不能阻止肥料的流失；硫包衣尿素工藝中硫磺用量較大，其內部的養(yǎng)分不易溢出，并且包裹層易氧化破碎，長期使用會造成土壤的酸化；無機礦物鹽類包膜緩釋控肥其包膜封閉性差，易脫離，養(yǎng)分容易快速溶出；有機高分子類包膜的緩釋性能非常好，目前國內對緩釋肥料的研究主要集中在包膜材料，中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所李東坡等以自制的醋酸酯淀粉為主料研制肥料包膜用膜溶液，并制備包膜尿素；清華大學化學工程系姚俊杰等用聚合物乳液為包膜 劑制備緩釋尿素；中國專利CN101200393A (—種用于生產包膜肥料的膜材料及其制備工藝)報道了采用淀粉為原料，對淀粉改性制備包膜肥料所需膜材料；CN102786355A提供了一種環(huán)保、無毒的緩釋可降解包膜材料的制備方法；CN101759496A提供了一種既能提高肥料利用率，又能保護農業(yè)生態(tài)環(huán)境的可降解高分子聚合物包膜控制肥料；CN101973808A提供了一種低成本、可降解的天然高分子材料一淀粉作包膜材料以及采用該包膜材料的包膜緩控釋肥料。在上述中國專利文獻報道中，包膜材料的制備過程中容易產生大量的氣泡，不僅增加了操作難度，也延長了工藝過程的時間，降低了生產效率，更主要的是對肥料顆粒包膜時會在肥料顆粒表面形成微小的氣泡，當氣泡破碎時就會形成微小的空隙，影響了包膜肥料的緩釋效果。因此，如何提高包膜材料的緩釋效果一直是人們研究的重點。
[0004]
【發(fā)明內容】

本發(fā)明的目的是克服現有技術的不足，提供一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術方案是，本發(fā)明含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法包括如下步驟:
(I)將質量比I~100:1的羧甲基纖維素鈉與苯乙烯一醋酸乙烯酯一乙烯基硅烷三元共聚物的水解物溶于60~90°C水中；(2)將明膠溶于20~70°C的水中，加入到步驟I)所述溶液中，明膠與羧甲基纖維素鈉的質量比為0.5~20:1 ;加入占總質量I~25%的非離子型乳化劑，攪拌分散15~120分鐘，獲得0/W型乳液；
(3)加入交聯劑，繼續(xù)攪拌分散30~90分鐘，然后再加入酸或酸和水調節(jié)pH值至7~
7.5，過濾，即得含有機硅的緩釋包膜材料。
[0006]所述的苯乙烯一醋酸乙烯酯一乙烯基硅烷三元共聚物的結構通式為:
【權利要求】
1.一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法，其特征在于，所述方法的步驟為: (1)將質量比I~100:1的羧甲基纖維素鈉與苯乙烯一醋酸乙烯酯一乙烯基硅烷三元共聚物的水解物溶于60~90°C水中； (2)將明膠溶于20~70°C的水中，加入到步驟(1)所述溶液中，明膠與羧甲基纖維素鈉的質量比為0.5~20:1 ;加入占總質量I~25%的非離子型乳化劑，攪拌分散15~120分鐘，獲得0/W型乳液； (3)加入交聯劑，繼續(xù)攪拌分散30~90分鐘，然后再加入酸或酸和水調節(jié)pH值至7~7.5，即得含有機硅的緩釋包膜材料。
2.根據權利要求1所述的一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法，其特征在于，所述苯乙烯一醋酸乙烯酯一乙烯基硅烷三元共聚物的結構通式為:*- -AcH^-CH -WCH-—CH-A-CH^ — CH——*T- M ' Izy' ' I n

r il R,-S1-X1

OOCCH3 VJI


OCH2CH5
式中，X = 5-50 ；y = 5-50 ；n = 2-20 ;R1=-CH3'-Ph、-OCH2CH3 ;R2=-CH3'-Ph、-OCH2CH3。
3.根據權利要求1所述的一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法，其特征在于，所述苯乙烯一醋酸乙烯酯一乙烯基硅烷三元共聚物是同一分子量分布的聚合物，或者是兩種或者兩種以上分子量分布的聚合物的混合物，數均分子量在2000~400000。`
4.根據權利要求1所述的一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法，其特征在于，所述酸是鹽酸、硫酸、醋酸或酒石酸，酸的質量百分比濃度0.1~25%。
5.根據權利要求1所述的一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法，其特征在于，所述非離子乳化劑是脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基酰醇胺、脂肪酸聚氧乙烯烷酯、聚氧乙烯烷基胺、季戊四醇酯中的一種或者多種。
6.根據權利要求1所述的一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法，其特征在于，所述交聯劑是乙醛、甲醛、丁二醛、戊二醛中的一種或者多種，水溶液的質量百分比濃度為0.5 ~40%ο
7.根據權利要求1所述的一種含有機硅的緩釋包膜材料的制備方法，其特征在于，所述方法步驟(2)中攪拌速率是200~1200rpm。
【文檔編號】C05G3/08GK103755472SQ201410009769
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權日:2014年1月9日
【發(fā)明者】游勝勇, 戴潤英, 陳衍華, 諶開紅, 程斌, 曾國屏 申請人:江西省科學院應用化學研究所