[发明专利]一种基于蓖麻油和秸秆的缩聚型高分子量多元醇及其应用

说明书

本发明涉及农业新材料领域，提供了一种基于蓖麻油和秸秆的缩聚型高分子量多元醇及其应用，以资源可再生的农业废弃物秸秆、蓖麻油作为原料，经过醇化、缩聚工艺，制备了一种缩聚型高分子量多元醇，可以有效提高秸秆液化多元醇和蓖麻油基多元醇的分子量，达到商业化石油基聚醚类多元醇和聚酯类多元醇的分子量水平，有效提高生物基包膜控释肥的养分控释周期。利用该缩聚型高分子量多元醇制备的包膜控释肥料，其养分控释期可达50‑90天，符合控释肥料国家标准的要求，可以满足大田作物生长期内的养分需求，而且以农业废弃物秸秆、蓖麻油作为包膜原料，绿色环保、资源可再生。

技术领域

本发明涉及农业新材料领域，具体提供了一种基于蓖麻油和秸秆的缩聚型高分子量多元醇及其应用。

背景技术

化肥对于粮食的增产和稳产具有积极的推动作用。但是，化肥的养分利用率低，仅为20％-40％，造成了严重的环境污染问题。包膜控释肥可以提高养分率(近根施用养分利用率可达80％)，促进农业的增产增收，是国家重点推广的技术之一。但是，目前商业化的包膜控释肥，其膜材多源于石油化工聚合物，资源不可再生，限制了包膜控释肥的进一步发展应用。

利用农作物秸秆、蓖麻油等资源可再生的农业废弃物，大力发展生物基多元醇，进而与异氰酸酯反应合成生物基聚氨酯控释膜材，是该行业未来发展的热点问题。但是，使用农作物秸秆、蓖麻油等制备的生物基多元醇存在分子量过小的问题，如：秸秆液化多元醇植物油基改性多元醇的分子量约为200～500g/mol，而商业化石油基聚醚类多元醇、聚酯类多元醇的聚合度较高，分子量可达1000-10000g/mol甚至更高，这导致了生物基聚氨酯的膜材弹性、韧性差，硬度大，易碎裂的缺点，并导致生物基包膜肥的控释效果较差。

目前，相关研究表明在3％的膜材用量下，以秸秆作为原料研发的液化秸秆多元醇基包膜控释肥的养分控释期通常为＜1天，控释期太短，无实际利用价值(图3所示)；以蓖麻油作为包膜原料研发的蓖麻油基包膜控释肥控释期仅为20-50天(图2所示)，明显低于商业化的石油化工类聚醚多元醇研发的包膜控释肥养分控释期(60-90天)。因此，如何提高秸秆液化多元醇、蓖麻油基多元醇的分子量，使其达到商业化石油基聚醚类多元醇、聚酯类多元醇的分子量水平是提高生物基包膜控释肥养分控释周期的有效途径。

发明内容

本发明针对现有技术存在的诸多不足之处，提供了一种基于蓖麻油和秸秆的缩聚型高分子量多元醇及其制备方法，以资源可再生的农业废弃物秸秆、蓖麻油作为原料，经过醇化、缩聚工艺，制备了一种缩聚型高分子量多元醇，可以有效提高秸秆液化多元醇和蓖麻油基多元醇的分子量，达到商业化石油基聚醚类多元醇和聚酯类多元醇的分子量水平，有效提高生物基包膜控释肥的养分控释周期。利用该缩聚型高分子量多元醇制备的包膜控释肥料，其养分控释期可达50-90天，符合控释肥料国家标准的要求，可以满足大田作物生长期内的养分需求，而且以农业废弃物秸秆、蓖麻油作为包膜原料，绿色环保、资源可再生。

我国农作物秸秆的年产量多达8亿吨，但是秸秆的季节性露天焚烧现象广泛存在，如何合理利用这些资源资源可再生、价格低廉的有机废弃物，将其变废为宝。发明人使用农业废弃物秸秆和蓖麻油作为原料，高分子量制备缩聚型多元醇，提高生物基聚氨酯膜材的韧性，增强生物基包膜肥的控释效果。并且，原料绿色环保、资源可再生。

在上述思路的指导下，本申请的具体技术方案如下：

一种基于蓖麻油和秸秆的缩聚型高分子量多元醇，以农业废弃物秸秆、蓖麻油作为原料，经过醇化、缩聚工艺制备而得，其分子量为1000-10000 g/mol。更进一步的，该多元醇的分子构型为线型，与现有已知的商业化多元醇的构型一致，并且分子量的大小可以通过缩聚反应时间进行调控，时间越长，缩聚反应越彻底，分子量越大。

上述缩聚型高分子量多元醇的制备方法，具体步骤如下：