本發(fā)明屬于肥料領(lǐng)域，具體涉及一種緩釋肥料用的可生物降解的復(fù)合包膜材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，由于肥料的流失和低效利用，已經(jīng)造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，更重要的是對(duì)人體、大氣、土壤和糧食造成了嚴(yán)重的污染。因此，如何提高肥料的利用率，把肥料的應(yīng)用與農(nóng)作物的產(chǎn)量、質(zhì)量以及環(huán)境保護(hù)有機(jī)地結(jié)合起來，已經(jīng)成為肥料研究領(lǐng)域中特別關(guān)注的焦點(diǎn)。

自上世紀(jì)50年代以來，歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家先后從合理的分配肥料養(yǎng)分和科學(xué)的施肥技術(shù)轉(zhuǎn)向長(zhǎng)效的緩控釋肥料的研制，力求以改變肥料本身的特性來提高肥料的利用率。從國(guó)內(nèi)外緩控釋肥料的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀看，包膜包衣類緩控釋肥料代表了緩控釋肥料的發(fā)展方向。不僅是因?yàn)槠漯B(yǎng)分釋放的靈活性和穩(wěn)定性，而且更重要的是它可以實(shí)現(xiàn)肥料養(yǎng)分釋放、土壤養(yǎng)分供應(yīng)和植物養(yǎng)分吸收三者相互協(xié)調(diào)和匹配。因而其對(duì)提高肥料利用率，減少肥料的施用數(shù)量和次數(shù)，減輕不合理施肥對(duì)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品的污染，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)“資源節(jié)約”和“環(huán)境友好”的兩型社會(huì)具有非常重大的實(shí)際意義。

在我國(guó)農(nóng)業(yè)分散經(jīng)營(yíng)的條件下要推廣應(yīng)用緩控釋肥料，特別是大面積包膜包衣類緩控釋肥料，就必須研發(fā)出能夠應(yīng)用于大田作物、緩控釋效果好、同時(shí)價(jià)格又低廉的品種。而解決問題的關(guān)鍵是開發(fā)性能優(yōu)良、成本低廉和對(duì)環(huán)境友好的包膜材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種營(yíng)養(yǎng)全面且保水性能優(yōu)異的緩釋肥料用的可生物降解的復(fù)合包膜材料及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種緩釋肥料用的可生物降解的復(fù)合包膜材料，其特征在于，首先配制中性的氫氧化鈉-鹽酸羥胺-異丙醇混合液，其次將海藻酸鈉中活潑的羥基與氯乙酸乙酯反應(yīng)，修飾海藻酸鈉；然后以修飾海藻酸鈉、纖維素和辛烯基琥珀酸酐反應(yīng)，最后與丙烯酸乳液復(fù)配，填充膨潤(rùn)土，制得到一種緩釋肥料用的可生物降解的復(fù)合包膜材料。

所述的緩釋肥料用的可生物降解的復(fù)合包膜材料，其特征在于，其由如下步驟制備而成：

（1）將鹽酸羥胺加入到異丙醇中，混合攪拌均勻，得到鹽酸羥胺-異丙醇溶液；將氫氧化鈉加入到異丙醇中，混合攪拌均勻，得到氫氧化鈉-異丙醇溶液；在攪拌條件下，將氫氧化鈉-異丙醇溶液逐滴加入到鹽酸羥胺-異丙醇溶液中，至體系的ph為中性，得到混合液，備用；

（2）將海藻酸鈉和氫氧化鈉加入到異丙醇中，加入氯乙酸乙酯，室溫?cái)嚢?-1.5h，然后升溫至75-80℃，恒溫磁力攪拌4-6h，降低溫度至30-35℃，逐滴加入步驟（1）所得的混合液，室溫磁力攪拌4-5h，過濾，用甲醇洗滌濾餅2-3次，干燥，得到修飾海藻酸鈉；其中海藻酸鈉、氫氧化鈉、異丙醇、氯乙酸乙酯和步驟（1）所得的混合液的質(zhì)量比為1：0.2-0.3：5-6：0.1-0.15：0.2-0.3；

（3）將修飾海藻酸鈉、羧甲基纖維素、聚乙烯醇、n，n-二甲基乙酰胺按1：0.5-0.6：0.2-0.3：6-8的質(zhì)量比加入到反應(yīng)容器中，混合攪拌均勻，加入辛烯基琥珀酸酐，調(diào)節(jié)體系ph為8-9，升高溫度至55-65℃，恒溫磁力攪拌反應(yīng)6-8h，調(diào)節(jié)體系ph為6-7，加入檸檬酸、焦磷酸鈉和甘油，升高溫度至80-85℃，恒溫磁力攪拌2-4h，冷卻，備用；其中修飾海藻酸鈉、辛烯基琥珀酸酐、檸檬酸、焦磷酸鈉和甘油的質(zhì)量比為1：0.15-0.2：0.15-0.2：0.1-0.12：0.3-0.4；

（4）在室溫下，將步驟（3）的產(chǎn)物和丙烯酸乳液按1：0.25-0.4的質(zhì)量比混合攪拌均勻，加入膨潤(rùn)土，超聲震蕩分散30-40min，得到緩釋肥料用的可生物降解的復(fù)合包膜材料，其中步驟（4）的產(chǎn)物和膨潤(rùn)土的質(zhì)量比為1：0.15-0.2。

3、根據(jù)權(quán)利要求書2所述的緩釋肥料用的可生物降解的復(fù)合包膜材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中鹽酸羥胺-異丙醇溶液為8-10%的鹽酸羥胺-異丙醇溶液，氫氧化鈉-異丙醇溶液為8-10%的氫氧化鈉-異丙醇溶液。

所述的緩釋肥料用的可生物降解的復(fù)合包膜材料的制備方法，其特征在于，步驟（4）中的膨潤(rùn)土為平均粒徑為80-100μm的膨潤(rùn)土。

所述的緩釋肥料用的可生物降解的復(fù)合包膜材料，其特征在于，所述的復(fù)合包膜材料在緩釋肥料中的應(yīng)用方式為：將肥料顆粒置于流化床中進(jìn)行預(yù)熱10-15min，溫度為50-70℃；利用噴頭或噴頭組將上述復(fù)合包膜材料噴涂到預(yù)熱的肥料顆粒表面，同時(shí)鼓吹70-90℃的熱風(fēng)對(duì)肥料進(jìn)行干燥制成包膜型緩釋肥料。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明將海藻酸鈉中活潑的羥基與氯乙酸乙酯反應(yīng)，將-oh轉(zhuǎn)化為-och2cooh，修飾海藻酸鈉，羧基溶解于水的能力大于羥基，使得海藻酸鈉具有更高的水溶性，同時(shí)活潑羥基減少使其水溶液化學(xué)穩(wěn)定性提高，其溶液的粘度降低，致使纖維素分子更均勻地進(jìn)入其分子鏈之間，更易與辛烯基琥珀酸酐發(fā)生反應(yīng)，海藻酸鈉、纖維素和辛烯基琥珀酸酐三元接枝所形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表面積較大，疏松又多孔又有較大表面積的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以其包覆制備的緩釋肥料，具有更強(qiáng)的吸附水分子和養(yǎng)分的能力，使得緩釋肥料具有優(yōu)異的保水保肥的能力；而且海藻酸鈉本身能夠刺激作物生長(zhǎng)，提高光合作用和酶活力，促進(jìn)葉綠素的形成，擁有很好的螯合能力，促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，提高作物的抗病、抗逆性，改善品質(zhì)，增加產(chǎn)量。本發(fā)明加入丙烯酸乳液，是為了增加包覆材料與肥料顆粒之間的粘結(jié)性，降低肥料顆粒的滲透能力，延長(zhǎng)肥料生物降解的時(shí)間，從而增長(zhǎng)肥料的作用周期。本發(fā)明的復(fù)合包膜材料，其主體海藻酸鈉、纖維素、丙烯酸乳液均為無毒，生物可降解材料，成本低廉，制備方法簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)，其生產(chǎn)和應(yīng)用具有環(huán)境友好性。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例的緩釋肥料用的可生物降解的復(fù)合包膜材料，其由如下步驟制備而成：

（1）將鹽酸羥胺加入到異丙醇中，混合攪拌均勻，得到鹽酸羥胺-異丙醇溶液；將氫氧化鈉加入到異丙醇中，混合攪拌均勻，得到氫氧化鈉-異丙醇溶液；在攪拌條件下，將氫氧化鈉-異丙醇溶液逐滴加入到鹽酸羥胺-異丙醇溶液中，至體系的ph為中性，得到混合液，備用；

（2）將海藻酸鈉和氫氧化鈉加入到異丙醇中，加入氯乙酸乙酯，室溫?cái)嚢?.5h，然后升溫至80℃，恒溫磁力攪拌6h，降低溫度至35℃，逐滴加入步驟（1）所得的混合液，室溫磁力攪拌5h，過濾，用甲醇洗滌濾餅3次，干燥，得到修飾海藻酸鈉；其中海藻酸鈉、氫氧化鈉、異丙醇、氯乙酸乙酯和步驟（1）所得的混合液的質(zhì)量比為1：0.3：6：0.15：0.3；

（3）將修飾海藻酸鈉、羧甲基纖維素、聚乙烯醇、n，n-二甲基乙酰胺按1：0.6：0.3：8的質(zhì)量比加入到反應(yīng)容器中，混合攪拌均勻，加入辛烯基琥珀酸酐，調(diào)節(jié)體系ph為8-9，升高溫度至65℃，恒溫磁力攪拌反應(yīng)8h，調(diào)節(jié)體系ph為6-7，加入檸檬酸、焦磷酸鈉和甘油，升高溫度至85℃，恒溫磁力攪拌4h，冷卻，備用；其中修飾海藻酸鈉、辛烯基琥珀酸酐、檸檬酸、焦磷酸鈉和甘油的質(zhì)量比為1：0.15：0.2：0.12：0.4；

（4）在室溫下，將步驟（3）的產(chǎn)物和丙烯酸乳液按1：0.3的質(zhì)量比混合攪拌均勻，加入膨潤(rùn)土，超聲震蕩分散40min，得到緩釋肥料用的可生物降解的復(fù)合包膜材料，其中步驟（4）的產(chǎn)物和膨潤(rùn)土的質(zhì)量比為1：0.15。

本實(shí)施例的步驟（1）中鹽酸羥胺-異丙醇溶液為10%的鹽酸羥胺-異丙醇溶液，氫氧化鈉-異丙醇溶液為10%的氫氧化鈉-異丙醇溶液。

本實(shí)施例的步驟（4）中的膨潤(rùn)土為平均粒徑為100μm的膨潤(rùn)土。