缓控释肥包膜用聚氨酯组合聚醚及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚氨酯技术领域，具体涉及一种缓控释肥包膜用聚氨酯组合聚醚及其 制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 聚氨酯泡沫塑料是物理性能优异的热固性泡沫塑料，广泛用于供热管道、石油化 工管道、交通运输、冰箱冰柜、建筑保温、航空军用等方面，引入部分可降解的天然多糖后， 其成品也有一定的可降解性。我国是一个农业和化肥消耗大国，然而市场上普通化肥的利 用率却只占总化肥消耗量的35%左右，流失的化肥已经引起了严重的地表水和地下水污 染。因此，提高肥料利用率，减轻或避免由于肥料损失造成的环境污染，发展可持续、高效农 业是各国共同关注的问题。
[0003] 包膜缓控释肥料是通过一定工艺将某种包被材料包裹在肥料颗粒表面而制得的 具有缓释性能的肥料，这类肥料施入土壤后，在一定条件下，其有效成分透过包被在颗粒表 面的覆膜进入土壤，与作物的需要相适应，可以稳定而持续地为作物提供养分。因此，包膜 缓控释肥料既能提高肥料利用率又能减少环境污染，逐渐成为研究的热点。包膜材料第一 代为溶剂型的工艺，生产过程中需要溶剂;第二代为无溶剂技术工艺，采用的是反应层包衣 技术;第三代为无溶剂超薄包衣技术。
[0004] 目前，国外纯正的释放周期60天以上的缓控释肥包膜材料成本较高，不适应中国 国情，而国内市面上出现的控释肥绝大部分是假控释肥，大部分是包硫尿素以及用一部分 包硫尿素掺混的BB肥，其释放周期在一个周左右。包硫尿素的释放是膜破裂式释放，膜破裂 前基本不释放;膜破裂后100%释放，因为其原料硫磺晶体没有经过改性，非常容易破裂，所 以，包硫尿素充其量只能称为短时间的缓释尿素。
[0005] 聚氨酯作为一种常见的热固性材料，发泡能够形成一层致密结皮，且韧性较好，同 时本身就是集聚在一起的空腔结构，比较适合在尿素包膜行业使用。但使用聚氨酯的难题 在于:聚氨酯的加入量与包膜率较难掌握，加入量低包膜率不够，加入量高搅拌不均匀容易 造成尿素颗粒的结块，另一方面，聚氨酯材料本身结构较为稳定，自然分解周期较长，长时 间使用容易造成土地污染。
[0006] 为适应国内市场需求，亟需开发一种包膜率较高，同时可较快降解的缓控释肥包 膜用聚氨酯组合聚醚。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种缓控释肥包膜用聚氨酯组合聚 醚，具有包膜率高，降解速度较快的特点;本发明同时提供其制备方法和应用。
[0008] 本发明所述的缓控释肥包膜用聚氨酯组合聚醚，由A组分和B组分组成，其中：
[0009] A组分以重量份数计，原料如下：
[0011] B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯与甲苯二异氰酸酯的混合物；
[0012] 其中，
[0013] 聚醚多元醇A为官能度为2.8~3.2，分子量为4500~5500的聚醚多元醇；
[0014] 聚醚多元醇B为官能度为2.0~2.5，分子量为1000~2000的聚醚多元醇。
[0015]聚醚多元醇A优选山东一诺威新材料有限公司生产的YNW3050或山东蓝星东大化 工有限责任公司生产的EP3600。
[0016]聚醚多元醇B优选山东一诺威新材料有限公司生产的YNW210或山东蓝星东大化工 有限责任公司生产的DL2000。
[0017] 所述的蓖麻油聚合物官能度为2.8~2.2,羟值为75~105mgK0H/g，粘度为210~ 250mPa·s;优选伊藤制油株式会社生产的HF1300。
[0018]所述的可降解天然多糖为淀粉类含有羟基的大分子混合物，优选山东西王糖业有 限责任公司生产的玉米淀粉(工业级）。
[0019]所述的交联剂为官能度为2~3的小分子醇类，优选三菱化学生产的1，4_ 丁二醇。 [0020] 所述的开孔硅油优选迈图硅油L580。
[0021] 所述的化学发泡剂为水。
[0022] 所述的催化剂为有机锡金属催化剂，优选美国空气化工产品有限公司生产的T-12 (二月桂酸二丁基锡）。
[0023]所述的多亚甲基多苯基多异氰酸酯与甲苯二异氰酸酯的质量比为1~2:1。
[0024]所述的缓控释肥包膜用聚氨酯组合聚醚的制备方法如下：
[0025] 制备A组分料:将称量好的聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、蓖麻油聚合物、交联剂、开 孔硅油、催化剂、化学发泡剂依次加入反应釜中，在25~35°C下搅拌20~40min，升温至40~ 50°C后加入可降解天然多糖，边加入边搅拌，加完后，搅拌20~40min即可；
[0026] B组分料为多亚甲基多苯基多异氰酸酯与甲苯二异氰酸酯的混合物，将二者加入 反应釜，常温搅拌0.5~lh，即可。
[0027]所述的缓控释肥包膜用聚氨酯组合聚醚的应用如下：
[0028] 首先，将A、B组分料按A:B= 100~120:100的重量比混合均匀，得到所述的组合聚 醚;然后，将尿素加入反应釜预热至20°C，将组合聚醚喷淋至尿素表面后，搅拌15~20min即 可完成包膜。
[0029]其中，组合聚醚的用量为尿素质量的0.5~1%。
[0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0031]本发明通过筛选合适的开孔硅油降低液体表面张力，同时降低体系粘度，可有效 降低包膜剂用量，降低材料成本，同时由于聚氨酯反应可操作性较强，对尿素包膜生产设备 要求较低，生产过程方便简单。通过调节配方内小分子醇用量及体系重均分子量与B组分料 中的MDI/TDI比例，调节尿素的释放周期，通过调节配方内的可降解天然多糖比例，调节包 膜聚氨酯的降解周期，最终制得的组合聚醚满足缓控释肥使用要求，解决了尿素包膜率低、 生产工艺复杂、缓控周期短、材料降解周期长的难题，有助于国内缓控释肥行业的发展，同 时有助于降低化肥使用量，减少化肥的浪费与其对水体的污染，具有良好的经济效益与社 会效益。
[0032] 本发明所述的组合聚醚具有生产成本低，生产工艺简单，包膜率高，尿素释放周期 长，可降解性强的特点，其包膜率高于10%，年失重率高于20%。
[0033] 本发明A组分料生产方便，使用A、B组分料的形式，混合后使用；将尿素加入反应 釜，搅拌预热至20°C，将经混合后的A、B组分喷淋于尿素表面，搅拌15~20min即可完成包 膜，应用方便。
【具体实施方式】
[0034]下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0035]实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
[0036] 实施例1
[0037]在1吨反应容器内制备A组分料，分别称量:聚醚多元醇A(山东一诺威新材料有限 公司YNW3050):20份;聚醚多元醇B(山东蓝星东大化学有限公司DL200