本发明涉及一种互穿网络聚合物聚脲/聚氨酯树脂包膜控释肥料及其生产方法，属于控释肥料生产技术领域。
背景技术：
中国是一个农业大国，化肥使用量约占世界化肥使用总量的30％，而我国化肥的有效利用率平均仅为30-35％。化肥是农业生产的主要资源之一，但是肥料利用率低不仅造成了经济能源上的巨大浪费，同时也带来了严重的环境污染问题。而包膜控释肥料作为一种新型肥料，不仅能提高肥料的利用率、减少化学肥料对环境造成的污染，而且可以通过调控包膜材料的组成、厚度及其包膜工艺等因素精准地控制养分的释放速率和释放时间，使之适应不同作物的不同时期的养分需求。因此，包膜控释肥料在农业和园艺上得到了广泛的推广应用。
目前，国内外包膜控释肥料的类型主要以高分子树脂包膜肥料为主。而在高分子树脂包膜领域中聚氨酯树脂一直是研究的热点。利用聚氨酯树脂制备包膜控释肥料的专利已经有很多，如专利cn103833490a利用添加天然材料淀粉、木粉作为降解剂，用聚酯多元醇或聚醚多元醇为原料制备出可降解绿色环保的包膜控释肥料，但是由于天然材料吸水性强，导致包膜肥料的养分释放效果差，难以广泛使用。又如专利cn101648837先将含有2-6个羟基的醇或至少含有两个异氰酸根的异氰酸酯喷涂在肥料表面形成预聚体，然后将聚氨酯膜液涂布在预涂层上，待所述的聚氨酯包膜也固化后重复涂布2-10次，制备出的包膜肥料虽然延长了包膜肥料的养分释放期，但是却增加了生产成本，不适合大规模生产。再如专利cn103421161a研究了可通过调控不同分子量、官能度、羟基值的聚醚多元醇作为包膜原料，制备出强度高，韧性好的包膜控释肥料。但是该包膜控释肥料的耐磨性能较差，养分释放效果不大理想。所以国内外急需一种成本低、成膜性好、控释效果好的高分子树脂作为控释肥的包膜材料，以便它在农业生产中普及使用。
技术实现要素：
本发明提供了一种互穿网络聚合物聚脲/聚氨酯树脂包膜控释肥料及其生产方法，目的是提供一种成本低、稳定性好、工艺简单，适合于大批量生产的树脂包膜控释肥料及其制备方法。
一种互穿网络聚合物聚脲/聚氨酯树脂包膜控释肥料，是将尿素加热变为熔融态的液体尿素，再将液体尿素与固化剂反应生成聚脲预聚体；将粒径为2～5mm肥料颗粒预热至60～90℃，然后将聚脲预聚体和多元醇及固化剂混合均匀后作为包膜材料直接喷涂到肥料颗粒表面上固化反应获得。
所述的尿素是普通工业化生产的尿素；
所述的包膜材料占肥料总重量的4.0～8.0％；
所述的尿素、多元醇、固化剂分别占包膜材料重量的30～60％、20-30％、20～50％；
所述的多元醇是聚醚多元醇204、聚酯多元醇hkp-1856、乙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、1,4-环己烷二甲醇或聚乙二醇中的一种或几种的混合物；
所述的固化剂为多亚甲基多苯基异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的混合物；
所述的肥料颗粒是尿素、氯化钾、npk复合肥、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、硫酸钾或硝酸钾。
本发明还涉及一种互穿网络聚合物聚脲/聚氨酯树脂包膜控释肥料的制备方法，是将肥料颗粒装入转鼓中，加热至60-90℃；然后将尿素加热至熔融态；将熔融态尿素与固化剂反应生成聚脲预聚体，聚脲预聚体再与多元醇及固化剂混合均匀后作为包膜材料迅速喷涂到肥料颗粒表面，6-9分钟后即可在肥料表面直接固化反应成膜，重复上述包膜喷涂过程4次；肥料冷却后即可。
本发明所提供的聚脲/聚氨酯树脂包膜控释肥料，主要优点是：
1.本发明以尿素和多元醇为主要包膜材料，利用尿素分子上的氨基、多元醇上的羟基和固化剂上的异氰酸酯基快速固化反应的原理，制得接枝反应型互穿网络聚合物聚脲/聚氨酯树脂包膜控释肥料。该产品不仅成本较低，而且大大减少了对石化产品的依赖，从而实现了包膜控释肥料的可持续发展。
2.本发明通过互穿网络技术调控包膜材料的养分控释性能和生物降解性能，可以获得具有不同释放期且膜壳易降解的互穿网络聚合物包膜肥料，能满足不同农作物的生长需求。
3.尿素合成的树脂包膜肥料不仅提高了肥料的含氮量，而且膜材料具有易降解性，养分释放完后留下的膜材料可以在较短时间内降解完全。
4.本发明采用的喷雾包膜工艺，操作简单，无需溶剂，固化快，产品生产成本低，非常适合于大规模工业化生产和大田作物上推广使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
实施例1：
将500g直径为2-5mm的大颗粒尿素装入转鼓中，加热至60-90℃；然后将3.20g熔融态的液体尿素与3.23g固化剂对苯二异氰酸酯反应生成聚脲预聚体，再与1.86g聚醚多元醇204、0.80g固化剂对苯二异氰酸酯混合均匀后迅速喷涂到尿素颗粒表面，6-9分钟后即可在肥料表面直接固化反应成膜，此过程重复3次。肥料冷却后即可包装、贮存。所得控释肥膜材料占全部控释肥总重量的5％左右，此肥料在25℃水中的初期溶出率为2.2％，养分释放期约为70天。
实施例2：
将500g直径为2-5mm的大颗粒尿素装入转鼓中，加热至60-90℃；然后将3.45g熔融态的液体尿素与3.03g固化剂多亚甲基多苯基异氰酸酯反应生成聚脲预聚体，再与2.06g二乙二醇、1.02g固化剂多亚甲基多苯基异氰酸酯混合均匀后迅速喷涂到尿素颗粒表面，6-9分钟后即可在肥料表面直接固化反应成膜，此过程重复3次。肥料冷却后即可包装、贮存。所得控释肥膜材料占全部控释肥总重量的5％左右，此肥料在25℃水中的初期溶出率为2.5％，养分释放期约为70天。
实施例3：
将500g直径为2-5mm的大颗粒尿素装入转鼓中，加热至60-90℃；然后将3.32g熔融态的液体尿素与3.10g固化剂多亚甲基多苯基异氰酸酯反应生成聚脲预聚体，再与2.10g乙二醇、0.97g固化剂多亚甲基多苯基异氰酸酯混合均匀后迅速喷涂到尿素颗粒表面，6-9分钟后即可在肥料表面直接固化反应成膜，此过程重复4次。肥料冷却后即可包装、贮存。所得控释肥膜材料占全部控释肥总重量的7％左右，此肥料在25℃水中的初期溶出率为1.2％，养分释放期约为90天。
实施例4：
将500g直径为2-5mm的大颗粒尿素装入转鼓中，加热至60-90℃；然后将3.55g熔融态的液体尿素与2.97g固化剂多亚甲基多苯基异氰酸酯反应生成聚脲预聚体，再与2.44g1,4-丁二醇、0.72g固化剂多亚甲基多苯基异氰酸酯混合均匀后迅速喷涂到尿素颗粒表面，6-9分钟后即可在肥料表面直接固化反应成膜，此过程重复3次。肥料冷却后即可包装、贮存。所得控释肥膜材料占全部控释肥总重量的5％左右，此肥料在25℃水中的初期溶出率为2.1％，养分释放期约为70天。
实施例5：
将500g直径为2-5mm的大颗粒尿素装入转鼓中，加热至60-90℃；然后将3.25g熔融态的液体尿素与2.88g固化剂二甲基联苯二异氰酸酯反应生成聚脲预聚体，再与2.38g1,6-己二醇、1.11g固化剂二甲基联苯二异氰酸酯混合均匀后迅速喷涂到尿素颗粒表面，6-9分钟后即可在肥料表面直接固化反应成膜，此过程重复3次。肥料冷却后即可包装、贮存。所得控释肥膜材料占全部控释肥总重量的5％左右，此肥料在25℃水中的初期溶出率为2.6％，养分释放期约为65天。