专利名称：一种环境友好型种衣成膜剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种环境友好型种衣成膜剂及其制备方法，它能与多种农药、微肥及植物生长调节剂等复配成多种功能的种衣剂。
背景技术：
众所周知，种衣剂是一种用于作物或其他植物种子包衣的、具有成膜特性的物质。一般由两部分组成①按要求加入的活性成分，这主要是指种衣剂中的各种杀虫剂、杀菌剂、微肥、植物生长调节剂(激素)等，这些活性成分是种衣剂的主体，正是因为这些活性成分发挥了作用，种衣剂才具有提高种子发芽率、促进幼苗生长、防虫抗病的功能；②以成膜剂为主的配套助剂(非活性组分)，这主要包括胶体分散剂、悬浮剂、渗透剂、稳定剂、防腐剂、抗冻剂、酸度调节剂等，其作用是形成以水为载体的胶体分散系，以便于包衣，成膜技术是种衣技术的关键。
一种性能优异的成膜材料必须满足①化学性质要稳定，不能与农药发生化学反应，不能含有毒物质氟、砷和铅等，也不能含有对作物有危害的组分；②要有支撑作用，能制成所需要的形状，如粒状、粉状等，而且破碎率要低；③有分散药剂的作用，而且吸药值要高；④在水中润湿性好，崩解快；⑤吸油率高，悬浮率高，吸湿率低；⑥有微孔结构，孔容大，比表面积大，有良好的吸附作用，能充分吸附配入的农药，并且贮存在微孔中缓慢释放。
目前，使用的种衣成膜剂一般由具有粘接、成膜性能的人工合成或天然的高分子材料制成；选用这类物质时，如果分子量较低(如聚乙二醇等)，在浸种时易溶解于水，造成包衣的农药、植物生长调节剂、营养元素等溶解流失，不能较好地达到包衣效果；如果分子量过高，使有效成份无法释放，又阻止了种子与外界土壤的物质交换，阻碍了种子的生长；同时该类成膜剂最大的弊端就是使用的高分子物质很难自然降解，长期使用可能毒害土壤，最终造成土壤板结。
为了解决这一难题，研究者提出以一些水溶性高分子材料如壳聚糖类作为成膜剂，利用其可降解性，减轻对土壤的毒害，但壳聚糖昂贵的价格又阻碍了它的推广。
凹凸棒土是一种具有层链状结构的含水富镁硅酸盐矿物，层内贯穿孔道，表面凹凸相间布满沟槽，具有较大的比表面积。放大4万倍的凹凸棒石晶体形态呈棒状和纤维状，其长0.5～5μm，宽0.05～0.15μm，为2∶1型粘土矿物，即两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体。硅氧四面体各个链间通过氧原子连结，硅氧四面体活性氧原子的指向(即硅氧四面体的角顶)每四个一组，上下交替地排列，这样排列的结果，四面体片在链间被连续地连接，构成链层状硅酸盐；然而，铝氧八面体片是不连续的，故形成很多孔道；链层单元和孔道相间排列，形成无数平行管状孔道的组合，且每一个孔道的截面大小都是相等的，大约为0.38nm～0.63nm，因而具有分子筛的作用。
发明内容
本发明的目的在于；提供一种环境友好型种衣成膜剂及其制备方法，采用该制备方法得到的成膜剂可与土壤全方位共存，不会引起土壤板结，其用量可比一般成膜剂大，而且被吸附的农药能渗入到成膜剂的微孔中，缓慢释放，分解率低，药效期长。
本发明的技术解决方案是该成膜剂由以下组分重量百分比组成改性凹凸棒土0.1～1.8％，成膜助剂0.005～0.01％，乳化润湿悬浮剂0.5～6％，渗透剂0.6～4％，防腐剂0.02～0.08％，防冻剂2.0～6.0％，粘度稳定剂0.05～0.6％，警戒色0.1～0.7％，水80.81～96.625％。
其中，改性凹凸棒土由以下方法制得凹凸棒土原土和酸或酸式盐以质量体积比1∶20～30混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土；所述的酸或酸式盐为盐酸、硫酸、磷酸或磷酸二氢铵，酸或酸式盐的浓度为2～6mol/L。
其中，成膜助剂为淀粉，乳化润湿悬浮剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钙，渗透剂为OP-20，防腐剂为苯甲酸或对羟基苯甲酸乙酯，防冻剂为乙二醇或丙三醇，粘度稳定剂为苯酚，警戒色为苹果红。
其中，成膜剂的制备方法包括以下步骤首先，将改性凹凸棒土以质量体积比1∶20加到水中，再加入乳化润湿悬浮剂，高速搅拌，充分混合，静置，取上层凹土悬浮液备用；其次，将成膜助剂以质量体积比1/500加到沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入渗透剂、防腐剂、防冻剂、粘度稳定剂制成混合液；然后，将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至6.2～7.2；最后，加入警戒色，并补充水至总重量，研磨，得到红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
本发明具有以下优点1、该成膜剂中采用改性凹凸棒土，具有较好的胶体性能，可与土壤全方位共存，不会引起土壤板结，其用量可比一般成膜剂大，可依不同要求制备不同厚度的衣膜包复所需要量的药/营养；2、该成膜剂中的凹土经过改性，凹土中八面体不均匀、不连续溶解和局部四面体硅的溶蚀导致凹土孔道开放和直径扩大，其比表面积明显增大，吸附能力显著增强，被吸附的农药能渗入到此成膜剂的凹土的微孔中，缓慢释放，分解率低，药效期长；3、该成膜剂化学性质极为稳定，不会与农药发生化学反应，能保持农药固有的特性，从而使药效得到充分发挥；4、该成膜剂中的凹凸棒土晶粒比表面积很大，对细菌的吸附作用较强，表面常有较多断键产生，和细菌可发生一定程度上的生物化学作用，对细菌的繁殖可有一定程度的抑制作用，自身的抗菌性能无疑起到增强效果。
具体实施例方式 下面结合具体实施例详细说明本发明的技术解决方案，这些实施例不应理解为对技术方案的限制。
实施例1 (1)、凹凸棒土原土和浓度2mol/L的盐酸以质量体积比1∶20混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将5.5kg改性凹凸棒土加到110kg水中，再加入60kg十二烷基硫酸钠，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.1kg淀粉加到50kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入21kgOP-20、0.35kg苯甲酸、62kg乙二醇、6.2kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至6.3得半成品； (5)在半成品中加入7kg苹果红，并补充677.85kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
实施例2 (1)、凹凸棒土原土和浓度3mol/L的硫酸以质量体积比1∶25混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将10kg改性凹凸棒土加到200kg水中，再加入40kg十二烷基苯磺酸钙，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.1kg淀粉加到50kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入38kgOP-20、0.6kg羟基苯甲酸乙酯、24kg丙三醇、2kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至6.5得半成品； (5)在半成品中加入1.5kg苹果红，并补充633.8kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
实施例3 (1)、凹凸棒土原土和浓度6mol/L的磷酸以质量体积比1∶25混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将18kg改性凹凸棒土加到360kg水中，再加入10kg十二烷基硫酸钠，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.1kg淀粉加到50kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入6kgOP-20、0.2kg苯甲酸、40kg乙二醇、0.55kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至7.2得半成品； (5)在半成品中加入2kg苹果红，并补充513.15kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
实施例4 (1)、凹凸棒土原土和浓度2mol/L的磷酸二氢铵以质量体积比1∶30混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将10kg改性凹凸棒土加到200kg水中，再加入10kg十二烷基苯磺酸钙，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.05kg淀粉加到25kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入9kgOP-20、0.45kg羟基苯甲酸乙酯、30kg丙三醇、1kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至6.2得半成品； (5)在半成品中加入1kg苹果红，并补充713.5kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
实施例5 (1)、凹凸棒土原土和浓度6mol/L的盐酸以质量体积比1∶20混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将18kg改性凹凸棒土加到360kg水中，再加入35kg十二烷基硫酸钠，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.05kg淀粉加到25kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入39.5kgOP-20、0.8kg苯甲酸、22kg乙二醇、3.5kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至7.2得半成品； (5)在半成品中加入4kg苹果红，并补充492.15kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
实施例6 (1)、凹凸棒土原土和浓度4mol/L的硫酸以质量体积比1∶25混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将9.5kg改性凹凸棒土加到190kg水中，再加入32.5kg十二烷基苯磺酸钙，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.05kg淀粉加到25kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入23kgOP-20、0.8kg羟基苯甲酸乙酯、40kg丙三醇、3.25kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至6.2得半成品； (5)在半成品中加入3.55kg苹果红，并补充672.35kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
实施例7 (1)、凹凸棒土原土和浓度4mol/L的磷酸二氢铵以质量体积比1∶30混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将18kg改性凹凸棒土加到360kg水中，再加入60kg十二烷基苯磺酸，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.09kg淀粉加到45kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入40kgOP-20、0.6kg羟基苯甲酸乙酯、60kg内三醇、6kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至7.2得半成品； (5)在半成品中加入7kg苹果红，并补充403.31kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
实施例8 (1)、凹凸棒土原土和浓度4mol/L的磷酸以质量体积比1∶25混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将5kg改性凹凸棒土加到100kg水中，再加入50kg十二烷基硫酸钠，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.08kg淀粉加到40kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入38.5kgOP-20、0.8kg苯甲酸、28.5kg乙二醇、5.7kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至6.8得半成品； (5)在半成品中加入4.6kg苹果红，并补充726.82kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
实施例9 (1)、凹凸棒土原土和浓度4mol/L的盐酸以质量体积比1∶20混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗全中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将1kg改性凹凸棒土加到20kg水中，再加入7.5kg十二烷基硫酸钠，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.07kg淀粉加到35kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入6kgOP-20、0.25kg苯甲酸、40kg乙二醇、0.75kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至6.7得半成品； (5)在半成品中加入2.2kg苹果红，并补充887.23kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
实施例10 (1)、凹凸棒土原土和浓度6mol/L的硫酸以质量体积比1∶25混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将4kg改性凹凸棒土加到80kg水中，再加入9.5kg十二烷基苯磺酸钙，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.06kg淀粉加到30kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入6kgOP-20、0.2kg羟基苯甲酸乙酯、55kg丙三醇、0.5kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至7.2得半成品； (5)在半成品中加入6kg苹果红，并补充808.74kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
实施例11 (1)、凹凸棒土原土和浓度2mol/L的磷酸以质量体积比1∶25混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将22kg改性凹凸棒土加到440kg水中，再加入30kg十二烷基硫酸钠，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.05kg淀粉加到25kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入25kgOP-20、0.5kg苯甲酸、60kg乙二醇、5kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至6.4得半成品； (5)在半成品中加入7kg苹果红，并补充385.45kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
实施例12 (1)、凹凸棒土原土和浓度6mol/L的磷酸二氢铵以质量体积比1∶30混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土； (2)、将2kg改性凹凸棒土加到40kg水中，再加入20kg十二烷基苯磺酸钙，高速搅拌，充分混合，静置，得凹土悬浮液； (3)、将0.1kg淀粉加到50kg沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入25kgOP-20、0.75kg羟基苯甲酸乙酯、22kg丙三醇、0.70kg苯酚制成混合液； (4)、将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至6.6得半成品； (5)在半成品中加入3.5kg苹果红，并补充835.95kg水，研磨，得到的红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
部分实施例所得成膜剂的物理性能以及对种子活力的影响分别见表1和表2，其中成膜剂固含量5％，按照1∶50比例包衣，以市售成膜剂CMC(羧甲基纤维素钠)配成2％固含量为对照。
表1各种成膜剂的物理性能
表2不同成膜剂对种子活力的影响
权利要求
1.一种环境友好型种衣成膜剂，其特征在于该成膜剂由以下组分重量百分比组成改性凹凸棒土0.1～1.8％，成膜助剂0.005～0.01％，乳化润湿悬浮剂0.5～6％，渗透剂0.6～4％，防腐剂0.02～0.08％，防冻剂2.0～6.0％，粘度稳定剂0.05～0.6％，警戒色0.1～0.7％，水80.81～96.625％％。
2.根据权利要求1所述的一种环境友好型种衣成膜剂，其特征在于改性凹凸棒土由以下方法制得凹凸棒土原土和酸或酸式盐以质量体积比1∶20～30混合，在沸水浴中加热2h，抽滤，并用水将滤饼洗至中性，滤饼在烘箱内于200℃焙烧2h，球磨至300目，得改性凹凸棒土；所述的酸或酸式盐为盐酸、硫酸、磷酸或磷酸二氢铵，酸或酸式盐的浓度为2～6mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种环境友好型种衣成膜剂，其特征在于成膜助剂为淀粉，乳化润湿悬浮剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钙，渗透剂为OP-20，防腐剂为苯甲酸或对羟基苯甲酸乙酯，防冻剂为乙二醇或丙三醇，粘度稳定剂为苯酚，警戒色为苹果红。
4.一种环境友好型种衣成膜剂的配制方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤首先，将改性凹凸棒土以质量体积比1∶20加到水中，再加入乳化润湿悬浮剂，高速搅拌，充分混合，静置，得上层凹土悬浮液备用；其次，将成膜助剂以质量体积比1/500加到沸水中，搅拌、静置得清液，清液中加入渗透剂、防腐剂、防冻剂、粘度稳定剂制成混合液；然后，将凹土悬浮液加入混合液中研磨混匀，调pH值至6.2～7.2；最后，加入警戒色，并补充水至总重量，研磨得到红色可流动的粘稠均一性液体即为成膜剂。
全文摘要
本发明公开了一种环境友好型种衣成膜剂及其制备方法，该成膜剂由改性凹凸棒土0.1～1.8％、成膜助剂0.005～0.01％、乳化润湿悬浮剂0.5～6％、渗透剂0.6～4％、防腐剂0.02～0.08％、防冻剂2.0～6.0％、粘度稳定剂0.05～0.6％、警戒色0.1～0.7％和水80.81～96.625％％组成；改性凹凸棒土以质量体积比1∶20加到水中，再加入乳化润湿悬浮剂得凹土悬浮液；成膜助剂以质量体积比1/500加到沸水中得清液，清液中加入渗透剂、防腐剂、防冻剂、粘度稳定剂得混合液；凹土悬浮液加入混合液，调pH值至6.2-7.2；加入警戒色并补水至总重量，研磨得成膜剂；本发明的成膜剂环境友好，负载量可调，调节种子生长微环境，性能稳定，价格低廉。
文档编号A01C1/06GK101755736SQ201010100719
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月25日 优先权日2010年1月25日
发明者王红艳, 赵朴素, 周苏闽 申请人:淮阴师范学院