一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法
【专利摘要】一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法，包括如下步骤：1）将质量比1～100：1的羧甲基纤维素钠与苯乙烯－醋酸乙烯酯－乙烯基硅烷三元共聚物的水解物溶于水；2）将明胶溶于水中，加入到步骤1）中所述溶液中，明胶与羧甲基纤维素钠的质量比为0.5～20：1，加入占总质量1～25％的非离子型乳化剂，搅拌分散，获得O/W型乳液；3）加入交联剂，继续搅拌分散，然后再加入酸或酸和水调节pH值，即得含有机硅缓释包膜材料。本发明发挥有机硅具有低表面张力和化学稳定性高的特点，使包膜层更加致密，提高包膜材料的缓释效果，降低包膜时表面产生的气泡数量，所制备的包膜材料适用各种肥料颗粒的表面包膜，操作简便，缩短了工艺过程时间，提高了生产效率。
【专利说明】一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法
[0001]【技术领域】
本发明涉及一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法，属非金属材料【技术领域】。
[0002]【背景技术】
肥料的流失和失效利用，已经给社会带来了巨大的经济损失和环境污染。而我国是农业大国，肥料消耗量居世界第一，肥料当季利用率低。因此，如何提高肥料的利用率，把肥料的应用和农产品质量、产量以及环境保护有机结合起来，已经是肥料研究领域中关注的热点问题之一。
[0003]缓释肥料是指养分释放速率能与作物需肥规律相匹配，具有特定温度释放速率的变化规律，其中氮素释放不受土壤类型、含水量、PH值、微生物等复杂因素的影响。缓释肥料能最大限度地提高肥料有效利用率，防止多余养分污染环境，被称为“绿色环保型”肥料，是21世纪肥料产业发展的方向。我国从20世纪70年代开始研发，90年代以后对缓释控肥的研制进入快速发展时期，主要体现在树脂包膜、硫包衣、基质复合、胶结控释、酶学抑制等产品和工艺。目前，以脲醛类为代表的化学合成类缓释肥料是目前技术最为成熟、应有最为广泛的缓释肥料，添加脲酶抑制剂或硝化抑制剂类稳态肥料尽管能提高肥料的利用率，当还是不能阻止肥料的流失；硫包衣尿素工艺中硫磺用量较大，其内部的养分不易溢出，并且包裹层易氧化破碎，长期使用会造成土壤的酸化；无机矿物盐类包膜缓释控肥其包膜封闭性差，易脱离，养分容易快速溶出；有机高分子类包膜的缓释性能非常好，目前国内对缓释肥料的研究主要集中在包膜材料，中国科学院沈阳应用生态研究所李东坡等以自制的醋酸酯淀粉为主料研制肥料包膜用膜溶液，并制备包膜尿素；清华大学化学工程系姚俊杰等用聚合物乳液为包膜 剂制备缓释尿素；中国专利CN101200393A (—种用于生产包膜肥料的膜材料及其制备工艺)报道了采用淀粉为原料，对淀粉改性制备包膜肥料所需膜材料；CN102786355A提供了一种环保、无毒的缓释可降解包膜材料的制备方法；CN101759496A提供了一种既能提高肥料利用率，又能保护农业生态环境的可降解高分子聚合物包膜控制肥料；CN101973808A提供了一种低成本、可降解的天然高分子材料一淀粉作包膜材料以及采用该包膜材料的包膜缓控释肥料。在上述中国专利文献报道中，包膜材料的制备过程中容易产生大量的气泡，不仅增加了操作难度，也延长了工艺过程的时间，降低了生产效率，更主要的是对肥料颗粒包膜时会在肥料颗粒表面形成微小的气泡，当气泡破碎时就会形成微小的空隙，影响了包膜肥料的缓释效果。因此，如何提高包膜材料的缓释效果一直是人们研究的重点。
[0004]
【发明内容】
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法。
[0005]本发明的技术方案是，本发明含有机硅的缓释包膜材料的制备方法包括如下步骤:
(I)将质量比I~100:1的羧甲基纤维素钠与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)将明胶溶于20~70°C的水中，加入到步骤I)所述溶液中，明胶与羧甲基纤维素钠的质量比为0.5~20:1 ;加入占总质量I~25%的非离子型乳化剂，搅拌分散15~120分钟，获得0/W型乳液；
(3)加入交联剂，继续搅拌分散30~90分钟，然后再加入酸或酸和水调节pH值至7~
7.5，过滤，即得含有机硅的缓释包膜材料。
[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结构通式为:
【权利要求】
1.一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法的步骤为: (1)将质量比I~100:1的羧甲基纤维素钠与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)将明胶溶于20~70°C的水中，加入到步骤(1)所述溶液中，明胶与羧甲基纤维素钠的质量比为0.5~20:1 ;加入占总质量I~25%的非离子型乳化剂，搅拌分散15~120分钟，获得0/W型乳液； (3)加入交联剂，继续搅拌分散30~90分钟，然后再加入酸或酸和水调节pH值至7~7.5，即得含有机硅的缓释包膜材料。
2.根据权利要求1所述的一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法，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结构通式为:*- -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.根据权利要求1所述的一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法，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，或者是两种或者两种以上分子量分布的聚合物的混合物，数均分子量在2000~400000。`
4.根据权利要求1所述的一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法，其特征在于，所述酸是盐酸、硫酸、醋酸或酒石酸，酸的质量百分比浓度0.1~25%。
5.根据权利要求1所述的一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法，其特征在于，所述非离子乳化剂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、季戊四醇酯中的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法，其特征在于，所述交联剂是乙醛、甲醛、丁二醛、戊二醛中的一种或者多种，水溶液的质量百分比浓度为0.5 ~40%ο
7.根据权利要求1所述的一种含有机硅的缓释包膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法步骤(2)中搅拌速率是200~1200rpm。
【文档编号】C05G3/08GK103755472SQ201410009769
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】游胜勇, 戴润英, 陈衍华, 谌开红, 程斌, 曾国屏 申请人:江西省科学院应用化学研究所