全生物降解塑料控释肥包衣材料及肥料成型工艺制造技术

全生物降解塑料控释肥包衣材料及肥料成型工艺，属于农用肥料领域。其特征在于，重量份组成包括：半芳香族二氧化碳基共聚物5~99份、调节剂1~40份；所述调节剂包括PPC、PBAT、PCL、PLA和制孔剂。控释肥成型工艺为：将控释肥包衣材料溶解至溶剂中制成包膜溶液；将肥料蘸附或喷涂所述包膜溶液后转移至真空流化床中除挥，将复合肥包衣材料固化在肥料表面。本发明专利技术提供的控释肥包衣材料，在土壤中能够通过生物分解完全降解成二氧化碳和水，包衣成型后阻水性能好，受土壤中水分含量的影响小，且价格低、用量少，崩解速度能够满足肥料的缓释要求。崩解速度能够满足肥料的缓释要求。

【技术实现步骤摘要】
全生物降解塑料控释肥包衣材料及肥料成型工艺


[0001]本专利技术属于农用肥料领域，具体涉及一种全生物降解塑料控释肥包衣材料。

技术介绍

[0002]控释肥料是指能减缓或控制养分释放速度的新型肥料。"控释"是指以各种调控机制使养分释放按照设定的释放模式(释放率和释放时间)与作物吸收养分的规律相一致。常见的控释肥大致分为:硫包衣(肥包肥)、树脂包衣、尿酶抑制剂等，按生产工艺的不同，又可分为:化合型、混合型及掺混型等。
[0003]控释肥包衣材料包括有机包衣材料和无机包衣材料，有机包衣材料的缓释性能远优于无机包衣材料，常用的有机包衣材料包括一些聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸酯等一些合成高分子。这些合成高分子均是不可降解的，残留在土壤中会对土壤造成严重的污染。如较早期的中国专利CN100558682C，该控释肥料的包膜材料，包括平均分子量在20000
‑
30000道尔顿之间的支链型低密度聚乙烯和平均分子量在20000
‑
30000道尔顿之间的线性低密度聚乙烯；支链型低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的质量份数比为1∶0.33
‑
1。虽然该专利技术在有益效果中声称其提高了可降解性。但是其文中并没有数据支撑其降解性能，然后众所周知的是聚乙烯材料的降解性较差，需要配合高温条件才可降解，在自然条件下降解非常缓慢，所以这种包膜材料在长期使用后仍然会破坏土壤结构，造成二次污染。
[0004]生物基包衣材料因其在自然界广泛存在，价格低廉，且具有良好的生物降解性，越来越受到人们的关注，生物基包衣材料主要有淀粉、液化秸秆、天然橡胶、壳聚糖、木质素、腐殖酸、明胶等，这些控释肥的包衣多是通过水解来达到缓释效果，这就受到环境潮湿程度的影响，不同地区、不同季节的降雨量不同，控释效果也不同，一旦在施肥后，遇到阴雨天气，肥力一样会快速释放，达不到缓释效果，甚至肥力被雨水冲走。如中国专利CN111533613B一种纳米纤维素凝胶基保水控释肥料及其制备方法。该肥料是以纳米纤维素或氧化纳米纤维素为基质，吸附肥料水溶液后得到。但同样存在上述缓释效果不易控制的问题。再例如现存的PLA控释肥包衣同样存在阻隔性差的问题，容易受环境中水分影响快速水解，达不到理想的缓释效果，同时生产成本高，用量大，一般需要达到50kg/t，同样不适合推广使用。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供阻水性能好、用料少、成本低的全生物降解塑料控释肥包衣材料及肥料成型工艺。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该全生物降解塑料控释肥包衣材料，其特征在于，重量份组成包括：半芳香族二氧化碳基共聚物5~99份、调节剂1~40份；
[0007]所述调节剂包括PPC、PBAT、PCL、PLA和制孔剂，PPC、PBAT、PCL、PLA和制孔剂的质量比为0~35﹕1~35﹕0~20﹕0~40﹕0~5。
[0008]本专利技术提供一种用二氧化碳基生物可降解塑料为主材制作的控释肥包衣，在土壤
中能够通过生物分解完全降解成二氧化碳和水，包衣成型后阻水性能好，受土壤中水分含量的影响小；又因为阻水性好、降解速度可控，所以能够以更少的用料达到控释效果，用量不超过30kg/t，相对与PLA等材料价格低、用量少，所以成本低；而且崩解速度能够满足肥料的缓释要求。本专利技术用半芳香族二氧化碳基共聚物为主要原料生产控释肥包衣材料，可以满足肥料的缓释要求；添加调节剂后进一步改善了半芳香族二氧化碳基共聚物的韧性和尺寸稳定性等性能，使用后更有利于控释肥的储存和运输等，能有效减少肥料颗粒被外因破坏等情况。
[0009]优选的，上述全生物降解塑料控释肥包衣材料，所述的重量份组成包括：半芳香族二氧化碳基共聚物35~90份、调节剂10~25份。优选的配比下，调节剂对半芳香族二氧化碳基共聚物的调节效果达到该材料作为控释肥包衣的最佳状态，阻水效果、控释效果和抗外力破坏能力均保持较佳状态。
[0010]优选的，上述全生物降解塑料控释肥包衣材料，所述的半芳香族二氧化碳基共聚物的结构通式为：、或；
[0011]其中，Ar1、Ar2分别为苯基或萘基，Ar1、Ar2可以相同也可以不同；R1、R2分别为
‑
H或碳原子数小于 6 的烷基；0≤a≤10000、0≤b≤10000、1≤a+b≤10000、0≤c≤20000、0≤d≤20000、1≤c+d≤20000，0≤e≤1000、0≤f≤1000、0≤e≤1000、0≤g≤500、1≤c+e，且 a、b、c、d、e、f、g 均为整数。具有该结构通式的半芳香族二氧化碳基共聚物均能在本专利技术中应用后，达到较好的控释效果。
[0012]优选的 R1、R2各自代表
‑
H或甲基。
[0013]优选的，上述全生物降解塑料控释肥包衣材料，所述的半芳香族二氧化碳基共聚物包括环氧丙烷
‑
邻苯二甲酸酐
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二氧化碳三元共聚物（PPCP）、环氧丙烷
‑
环氧乙烷
‑
邻苯二甲酸酐
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二氧化碳四元共聚物（PPCEP）、环氧丙烷
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环氧环己烷
‑
邻苯二甲酸酐
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二氧化碳四元共聚物（PPCCP）中的一种或几种。
[0014]PPCP、PPCEP、PPCCP、聚己内酯（PCL）和聚碳酸亚丙酯（PPC）的制备方法现有技术均已公开，能够通过物料配比和二氧化碳的通入压力调节各自结构单元的摩尔比例，具体制备过程在此不再赘述。制备过程优先选用路易斯酸/碱对作为非金属催化剂。路易斯酸包括三乙基硼、三丙基硼、三丁基硼、三苯基硼，进一步优选地，三乙基硼。路易斯碱包括四正丁基卤（氟、氯、溴、碘）化铵，进一步优选地，四正丁基氯化铵、四正丁基溴化铵。
[0015]本专利技术使用PPCP、PPCEP、PPCCP来作为复合肥包衣材料，三者皆能够通过生物完全降解，不会造成土壤污染；又具有良好的阻水性能，不会因为土壤中水分的变化被提前破坏，可以以更薄的使用量，达到良好的肥力控释效果，避免肥力流失。
[0016]优选的，上述全生物降解塑料控释肥包衣材料，所述的PPCP中环氧丙烷、邻苯二甲酸酐和二氧化碳的原料用量摩尔比为1.6~2.5﹕1.0﹕1.5~2.0；所述的PPCEP中环氧丙烷、环氧乙烷、邻苯二甲酸酐和二氧化碳的原料用量摩尔比为0.6~0.9﹕1.0~1.8﹕1.0﹕1.4~1.8；所述的PPCCP中环氧丙烷、环氧环己烷、邻苯二甲酸酐、二氧化碳的原料用量摩尔比为0.8~1.6﹕0.4~0.7﹕1.0﹕1.2~1.7。优选的PPCP、PPCEP和PPCCP的分子链组成，所具备的阻水和降解能力更加适合作为复合肥包衣，抗水解能力优秀而生物降解完全。
[0017]优选的，上述全生物降解塑料控释肥包衣材料，所述的PPC、PBAT、PCL、PLA和制孔剂的质量比为0.5~10﹕8~20﹕0~10﹕1~20﹕0.1~2。各调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全生物降解塑料控释肥包衣材料，其特征在于，重量份组成包括：半芳香族二氧化碳基共聚物5~99份、调节剂1~40份；所述调节剂包括PPC、PBAT、PCL、PLA和制孔剂，PPC、PBAT、PCL、PLA和制孔剂的质量比为0~35﹕1~35﹕0~20﹕0~40﹕0~5。2.根据权利要求1所述一种全生物降解塑料控释肥包衣材料，其特征在于：所述的重量份组成包括：半芳香族二氧化碳基共聚物35~90份、调节剂10~25份。3.根据权利要求1或2所述一种全生物降解塑料控释肥包衣材料，其特征在于：所述的半芳香族二氧化碳基共聚物的结构通式为：、或；其中，Ar1、Ar2分别为苯基或萘基，Ar1、Ar2可以相同也可以不同；R1、R2分别为
‑
H或碳原子数小于6的烷基；0≤a≤10000、0≤b≤10000、1≤a+b≤10000、0≤c≤20000、0≤d≤20000、1≤c+d≤20000，0≤e≤1000、0≤f≤1000、0≤e≤1000、0≤g≤500、1≤c+e，且a、b、c、d、e、f、g均为整数。4.根据权利要求3所述一种全生物降解塑料控释肥包衣材料，其特征在于：所述的半芳香族二氧化碳基共聚物包括PPCP、PPCEP、PPCCP中的一种或几种。5.根据权利要求4所述一种全生物降解塑料控释肥包衣材料，其特征在于：所述的PPCP中环氧丙烷、邻苯二甲酸酐和二氧化碳的原料用量摩尔比为1.6~2.5﹕1.0﹕1.5~2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪国，魏怀建，李宜格，
申请(专利权)人：山东联欣环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：