用木材剩余物制造缓释肥料壳体的方法

摘要

一种用木材剩余物制造缓释肥料壳体的方法，将木薯淀粉胶与粉状木材剩余物以重量份为4～10∶100的比例混合、搅拌均匀；将施胶后的粉状木材剩余物加入制造壳体的模具中至满，开始施加800N～2000N的压力，保持压力时间2～4min后卸压、脱模，得壳体。将肥料装入用本发明方法制造出缓释肥料壳体内并施入土壤后，在雨水的作用下，溶解肥料可源源不断通过木材的细胞固有空隙通道、木粉间空隙通道渗出供给植物养分，起到缓释作用，既保证了作物能不断获取养分，又避免了一次施肥过多导致烧苗；而且木材剩余物资源丰富，与淀粉胶都同为天然高分子材料，易降解，对环境没有任何负面影响。

说明书

技术领域

本发明属用木材剩余物制造缓释肥料壳体的方法。

背景技术

在林业生产中，由于树木的生长周期较长，运输和工作条件又较差，对施放缓释肥料有着越来越紧迫的要求。1967年，美国的加利福尼亚就已生产了醇酸树脂包膜肥料，肥料装入壳体中，埋藏于树木周围给树木进行施肥。但有机包膜肥料的制备工艺复杂，生产成本高，残留物难降解，污染环境，而且其采用的是化石资源，使用原料有一定局限性，对环境造成的压力也大。1968年Tennessee Valley Ala就研制开发了有关硫包膜尿素颗粒的加工技术，制作出硫包膜肥料。但是硫作涂覆材料并不能很好的密封肥料颗粒表面，包膜表面常常会出现一些“针孔”或裂缝的问题，使水很容易透过孔或缝进入到肥料核心快速溶解肥料，降低了缓释效果。(见赵世民等，包膜型缓释/控释肥料的研究现状和发展前景，化工科技，2003，11(5)：50～54)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可使肥料的养分缓慢释放、达到肥效时间长的装肥壳体的制备方法。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：将木薯淀粉胶与粉状木材剩余物以重量份为4～10∶100的比例混合、搅拌均匀；将施胶后的粉状木材剩余物加入制造壳体的模具中至满，开始施加800N～2000N的压力，保持压力时间2～4min后卸压、脱模，得壳体。

制备木薯淀粉胶配方主要原料成份为：

组分            规格           重量份

木薯粉          80目           100～150

水                             500～600

氧化剂(H₂O₂)    工业双氧水     2.5～3.5

糊化剂(NaOH)    10％           10～18

络合剂(十水硼酸钠)    98％    2～2.5

制备工艺为：

配方量的木薯粉与水混合、调匀、滤过。把滤液放入反应釜中，搅拌、加热至80～85℃，恒温4～8min；在不断的搅拌下加入氧化剂，氧化降解60～70min。然后加入糊化剂和络合剂使其充分糊化，络合30～40min后即可制得木薯淀粉胶粘剂。

在制备木薯淀粉胶的原料中，还可加入以下物质：

催化剂(FeSO₄.7H₂O)    0.5～0.8重量份

催干剂(CaCO₃)         1.5～2.5重量份

消泡剂(磷酸三丁酯)    0.2～0.5重量份

将肥料装入用本发明方法制造的缓释肥料壳体内并施入土壤后，在雨水的作用下，溶解的肥料先通过木材的固有空隙通道、随后又通过木粉间的空隙通道和木材细胞固有空隙通道渗出供给植物养分。肥料源源不断的渗出起到缓释作用，既保证了作物在其生长过程中不断获取养分，又避免了一次施肥过多而导致烧苗的发生。而且木材剩余物资源丰富，与淀粉胶都同为天然高分子材料，对环境没有任何负面影响，非常有利于林木施肥。

具体实施方式

本发明用木材剩余物制造缓释肥料壳体的方法，利用木材剩余物和木薯淀粉胶粘剂，通过模具压制成型制作缓释肥料壳体。因为木材具有多孔性，渗透性及易降解性，木薯淀粉胶粘剂具有高粘度性及易降解性，当壳体肥料施入土壤后，在雨水的作用下，壳体中的肥料遇水溶解首先通过木材固有细胞空隙通道渗出供给植物养分，随着淀粉胶粘剂在水和微生物的作用下逐渐膨胀降解，原来被堵塞的部分木材空隙通道畅通，木粉与木粉之间形成了空隙，肥料又可以通过木粉间的空隙通道和木材细胞固有空隙通道渗出供给植物养分。因此肥料便可以源源不断的渗出，及时补充植物所需养分，起到缓释作用。既保证了作物在其生长过程中能不断的获取养分，又避免了一次施肥过多而导致烧苗的现象发生。利用木材剩余物为原料制作缓效肥料的壳体，其资源丰富，同时木粉和淀粉胶均为天然高分子材料，在水和微生物的作用下均可降解，对环境没有任何负面影响，既充分的利用了资源，又保护了生态环境。

制备缓释肥料壳体时，首先要根据所需装入肥料的量设计模具的形状和尺寸，例如可以是制成高200～280mm、内径为80～120mm、外径为100～140mm的圆筒状模型。模具的外筒上设置一个卡头，卡头离底部的高度为120～180mm，保证其压出来的壳体的内径为80～120mm，外径为100～140mm，底部厚度为20～30mm，高为120～180mm的壳体。将木材剩余物干燥至气干状态后粉碎至可过12～16目的筛网。

制备木薯淀粉胶粘剂的方法可以是：

1)配方：

组分                  规格                重量份

木薯粉                80目                100～150

水                                        500～600

氧化剂(H₂O₂)          工业双氧水          2.5～3.5

糊化剂(NaOH)          10％                10～18

络合剂(十水硼酸钠)    98％                2～2.5

如果在配方中加入以下原料，木薯淀粉胶粘剂的性能会有更明显的改善：

催化剂(FeSO₄.7H₂0)    0.5～0.8

催干剂(CaCO₃)         1.5～2.5

消泡剂(磷酸三丁酯)    0.2～0.5

2)制备工艺：

将配方量的木薯粉与水混合、调匀、滤过。把滤液放入反应釜中，搅拌、加热至80～85℃，恒温4～8min；在不断的搅拌下加入氧化剂及催化剂，氧化降解60～70min。然后加入糊化剂和络合剂使其充分糊化，络合30～40min，最后加入消泡剂及催干剂，30～40min后即可制得木薯淀粉胶粘剂。

制备缓释肥料壳体时，木薯淀粉胶粘剂与粉状木材剩余物按重量比为4～10；100混合搅拌均匀。将施胶后的粉状木材剩余物加入模具中至满，在模具的内芯及外环间套上圆环，开始施加压力，下压至卡头位置后，保持压力大小为800N～2000N，加压时间2～4min，然后卸压，脱模，得到壳体。

实施例1：

1.模具准备：模具设计为高200mm，内径为80mm，外径为100mm的圆筒状模型。模具外筒上的卡头离底部120mm，保证其压出来的壳体的内径为80mm，外径为100mm，底部厚度为20mm，高为120mm的壳体。

2.木材剩余物加工：将木材剩余物干燥至气干状态后用粉碎机粉碎，粉碎使用的筛网为16目。

 3.制备木薯淀粉胶粘剂：

1)配方

组分                  规格              质量/kg

木薯粉                80目              100

水                                      550

氧化剂(H₂O₂)          工业双氧水        3.2

糊化剂(NaOH)          10％              15.4

络合剂(十水硼酸钠)    98％              2.39

催化剂(FeSO₄.7H₂O)                      0.62

催干剂(CaCO₃)                           1.84

消泡剂(磷酸三丁酯)                      0.26

2)制备工艺：

将计量好的木薯粉与水混合、调匀、滤去杂质。把滤液放入装有电动搅拌器及温度计的反应釜中，开动搅拌器加热至80℃，恒温4min，在不断的搅拌下加入氧化剂及催化剂，氧化降解60min。然后加入糊化剂和络合剂使其充分糊化，络合30min，最后加入消泡剂及催干剂，30min后即可制得木薯淀粉胶粘剂。

4.制备缓释肥料壳体：把木薯淀粉胶与木粉比例为10∶100混合搅拌均匀。将施胶后的木材剩余物加入模具中至满，开始施加压力，压力大小为800N，压至固定的高度后，保持压力时间2min，然后卸压，脱模，得到壳体。

实施例2：

1.模具准备：模具设计为高280mm，内径为120mm，外径为140mm的圆筒状模型。卡头离底部的高度为180mm，保证其压出来的壳体的内径为120mm，外径为140mm，底部厚度为30mm，高为180mm的壳体。

2.木材剩余物加工：将木材剩余物干燥至气干状态后用粉碎机粉碎，粉碎使用筛网的目数为12目。

3.制备木薯淀粉胶粘剂：

1)配方

组分           规格          质量/kg

木薯粉         80目          150

水                                      520

氧化剂(H₂O₂)          工业双氧水        2.5

糊化剂(NaOH)          10％              10

络合剂(十水硼酸钠)    98％              2

催化剂(FeSO₄.7H₂O)                      0.8

催干剂(CaC0₃)                           2.4

消泡剂(磷酸三丁酯)                      0.2

2)制备工艺：

将计量好的木薯粉与水混合、调匀、滤去杂质。把滤液放入装有电动搅拌器及温度计的反应釜中，开动搅拌器加热至83℃，恒温6min，在不断的搅拌下加入氧化剂及催化剂，氧化降解66min。然后加入糊化剂和络合剂使其充分糊化，络合34min，最后加入消泡剂及催干剂，36min后即可制得木薯淀粉胶粘剂。

4.制备缓释肥料壳体：把木薯淀粉胶与木粉比例为6∶100混合搅拌均匀。将施胶后的木材剩余物加入模具中至满，开始施加压力，压力大小为2000N，压制固定的高度后，保持压力时间3min，然后卸压，脱模，得到壳体。

实施例3：

1.模具准备：模具设计为240m，内径为100mm，外径为120mm的圆筒状模型。卡头离底部150mm，保证其压出来的壳体的内径为100mm，外径为120mm，底部厚度为25mm，高为150mm的壳体。

2木材剩余物加工：将木材剩余物干燥至气干状态后用粉碎机粉碎，粉碎使用筛网的目数为14目。

3制备木薯淀粉胶粘剂：

1)配方

组分                  规格          质量/kg

木薯粉                80目          130

水                    580

氧化剂(H₂O₂)          工业双氧水    3.5

糊化剂(NaOH)          10％          17.5

络合剂(十水硼酸钠)    98％          2.5

催化剂(FeSO₄.7H₂O)                 0.5

催干剂(CaCO₃)                      1.6

消泡剂(磷酸三丁酯)                 0.5

2)制备工艺：

将计量好的木薯粉与水混合、调匀、滤去杂质。把滤液放入装有电动搅拌器及温度计的反应釜中，开动搅拌器加热至85℃，恒温8min，在不断的搅拌下加入氧化剂及催化剂，氧化降解70min。然后加入糊化剂和络合剂使其充分糊化，络合40min，最后加入消泡剂及催干剂，40min后即可制得木薯淀粉胶粘剂。

4.制备壳体：把木薯淀粉胶与木粉比例为4∶100混合搅拌均匀。将施胶后的木材剩余物加入模具中至满，开始施加压力，压力大小为1200N，压制固定的高度后，保持压力时间4min，然后卸压，脱模，得到壳体。

实施例4：

模具准备、木材剩余物加工、壳体制备工艺均与实施例3相同，但木薯淀粉胶粘剂的原料配方为：

组分                  规格           质量/kg

木薯粉                80目           130

水                                   580

氧化剂(H₂O₂)          工业双氧水     3.5

糊化剂(NaOH)          10％           17.5

络合剂(十水硼酸钠)    98％           2.5

在木薯淀粉胶粘剂的制备过程中，氧化降解时只加了氧化剂(H₂O₂)，在加入糊化剂和络合剂络合40min后即得壳体成品，但其所需要的粘结时间相对较长，壳体表面光洁度稍差，性能较实施例3的产品稍差。