TWI711598B - 控制釋放型肥料 - Google Patents

控制釋放型肥料 Download PDF

Info

Publication number
TWI711598B
TWI711598B TW108110310A TW108110310A TWI711598B TW I711598 B TWI711598 B TW I711598B TW 108110310 A TW108110310 A TW 108110310A TW 108110310 A TW108110310 A TW 108110310A TW I711598 B TWI711598 B TW I711598B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
meth
release fertilizer
controlled release
weight
fine particles
Prior art date
Application number
TW108110310A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201942098A (zh
Inventor
璨中 金
李相麗
李俊錫
張一
金志姸
崔在薰
Original Assignee
南韓商Lg化學股份有限公司
南韓商福阿母韓農股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 南韓商Lg化學股份有限公司, 南韓商福阿母韓農股份有限公司 filed Critical 南韓商Lg化學股份有限公司
Publication of TW201942098A publication Critical patent/TW201942098A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI711598B publication Critical patent/TWI711598B/zh

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C05G3/40Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity for affecting fertiliser dosage or release rate; for affecting solubility
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/30Layered or coated, e.g. dust-preventing coatings
    • C05G5/35Capsules, e.g. core-shell
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39Photocatalytic properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
    • C05G5/12Granules or flakes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/30Layered or coated, e.g. dust-preventing coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/012Additives activating the degradation of the macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • C08L23/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C08L23/0853Vinylacetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/14Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur, or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241Titanium dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/005Additives being defined by their particle size in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/011Nanostructured additives
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

本發明是有關於一種控制釋放型肥料,且更具體而言,是有關於一種包括以下的控制釋放型肥料:光可降解膠囊,包含含有聚烯烴及乙烯乙酸乙烯酯共聚物的黏合劑樹脂;以及光催化複合物,所述光催化複合物中含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物鍵結至無機細顆粒的聚集體的表面或內部,以及肥料,包含在被所述光可降解膠囊包圍的空間中。

Description

控制釋放型肥料
本發明是有關於一種控制釋放型肥料。更具體而言,本發明是有關於一種具有高防潮穩定性(high stability against moisture)及剛性結構的控制釋放型肥料,所述控制釋放型肥料能夠輕易地控制肥料的釋放週期(release period)並進一步實現優異的光降解效率。
[相關申請案的交叉參考]
本申請案主張於2018年3月28日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2018-0035997號以及於2019年3月31日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2019-0027740號的申請日期的權益,所述韓國專利申請案的全部內容併入本案供參考。
已為了節力施肥或根據植物的生長表現出肥料的效果而開發出了各種控制釋放型肥料。
在該些控制釋放型肥料(controlled-release fertilizer,CRF)中,例如氮、磷及鉀等肥料組分被長期緩慢地供應給作物。
藉由與水混合進行噴灑或以粉末的形式噴灑的傳統肥料噴灑一次通常難以維持超過20天的效果。
此乃因肥料組分在雨中被沖走或深入地下,且因此作物難以吸收肥料組分。由於該些問題,必須頻繁地過量噴灑肥料。
為了彌補此種一般肥料的缺點,控制釋放型肥料利用聚合物膠囊降低肥料組分的釋放速率使其長期釋放。
聚合物膠囊由烯烴系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、膠乳、丙烯酸樹脂等製成。當水蒸氣透過膠囊時,肥料組分溶解,且然後根據滲透壓原理透過膠囊釋放出來。
水及肥料組分的滲透率依據用於製備膠囊的組分類型及膠囊的厚度而變化。
此可用於控制肥料組分釋放到外部的速率。
自膠囊釋放肥料組分的時間可自最少30天調整至最長2年。
然而,存在以下問題:在肥料釋放後,膠囊聚合物存留在土壤或溪流中而不會被降解。
為瞭解決該些問題,已嘗試使用可生物降解聚合物作為膠囊材料。然而,由於可生物降解聚合物具有快速的水分滲透並在1個月至6個月時間內便被微生物降解,因此不適合用於必須在最少1個月至2年時間內釋放的控制釋放型肥料。
本發明的目標旨在提供一種控制釋放型肥料,所述控制釋放型肥料具有高防潮穩定性及剛性結構且能夠輕易地控制肥料的釋放週期,並能夠進一步實現優異的光降解效率。
在本發明的一個態樣中,提供一種控制釋放型肥料,所述控制釋放型肥料包括:光可降解膠囊,包含含有聚烯烴及乙烯乙酸乙烯酯共聚物的黏合劑樹脂;以及光催化複合物,所述光催化複合物中含有具有1至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物鍵結至無機細顆粒的聚集體(aggregate)的表面或內部,以及肥料,包含在被所述光可降解膠囊包圍的空間中。
根據本發明,可提供一種控制釋放型肥料,所述控制釋放型肥料具有高防潮穩定性及剛性結構,且能夠輕易地控制肥料的釋放週期並進一步實現優異的光降解效率。
所述控制釋放型肥料可藉由防止光可降解膠囊或親水性聚合物存留在土壤中而防止土壤污染等。
圖1示意性地示出控制釋放型肥料的光降解機制。
以下,將更詳細地闡述根據本發明的具體實施例的控制釋放型肥料。
根據本發明的一個實施例,可提供一種控制釋放型肥料,所述控制釋放型肥料包括:光可降解膠囊,包含含有聚烯烴及乙烯乙酸乙烯酯共聚物的黏合劑樹脂;以及光催化複合物,所述光催化複合物中含有具有1至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物鍵結至無機細顆粒的聚集體的表面或內部,以及肥料,包含在被所述光可降解膠囊包圍的空間中。
本發明者已藉由實驗發現:其中已形成有包括上述光催化複合物以及含有聚烯烴及乙烯乙酸乙烯酯共聚物的黏合劑樹脂的光可降解膠囊的控制釋放型肥料可具有高防潮穩定性及剛性結構,且能夠輕易地控制肥料的釋放週期並進一步實現優異的光降解效率,藉此完成本發明。
上述控制釋放型肥料的特性亦可歸因於將光催化複合物均勻分散在上述黏合劑樹脂中。
具體而言,由於含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物鍵結至無機細顆粒的聚集體的表面或內部,因此無機細顆粒可在控制釋放型肥料的製造製程期間或在控制釋放型肥料中均勻分散,且藉此無機細顆粒的聚集體可具有不太大的粒度。
如此一來,無機細顆粒的聚集體在具有不太大的粒度的 同時均勻地分散在黏合劑樹脂中,並且當光可降解膠囊暴露於光時,光降解反應在局部發生,從而可防止光降解效率劣化的現象,且亦可防止光可降解膠囊存留在土壤中。
控制釋放型肥料的特性可歸因於將含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物鍵結至無機細顆粒的聚集體的表面或內部。
亦即,由於含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物被鍵結至無機細顆粒的聚集體的表面或內部,因此可控制無機細顆粒的聚集體的生長,並且由於(甲基)丙烯酸酯化合物的特性,其與黏合劑樹脂可具有較高的相容性,從而使得光催化複合物能夠均勻分佈在黏合劑樹脂中。
如上所述,控制釋放型肥料可實現優異的光降解效率。
更具體而言,當將波長為300奈米至800奈米的光以400瓦/平方公尺(W/m2)的強度照射至肥料達224小時時,由所述光可降解膠囊的重量變化而得出的所述黏合劑樹脂的降解率可為35%或大於35%、或為40%或大於40%。
無機細顆粒可充當光觸媒(photocatalyst)。
本實施例的控制釋放型肥料的特徵在於將光催化複合物均勻地分散在黏合劑樹脂中,以解決光可降解膠囊存留在土壤中的問題。
如圖1所示,光催化複合物只有在其接收光時才可充當觸媒。因此,在光被遮擋的土壤中的肥料的釋放期間,肥料在光 可降解膠囊未被降解的狀態下在釋放期間逐漸釋放。
然後,當控制釋放型肥料藉由耕作等方式暴露於表土中時,在肥料已被釋放後,光可降解膠囊可藉由光被降解。
無機細顆粒可包括橫截面直徑為5奈米至50奈米的初級顆粒。
無機細顆粒的初級顆粒的橫截面直徑可藉由眾所習知的方法來確認,例如藉由TEM影像及BET量測等來確認。
若無機細顆粒中含有的初級顆粒的橫截面直徑太小,則結晶程度可能降低,且因此光催化效率可能劣化。
此外,若無機細顆粒中含有的初級顆粒的橫截面直徑太大,則光觸媒顆粒的比表面積(specific surface area)可能減小,且因此光催化效率可能劣化。
同時,所述實施例的控制釋放型肥料中含有的無機細顆粒的聚集體可具有不太大的粒度。具體而言,無機細顆粒的聚集體的橫截面直徑可為1微米或小於1微米、或其橫截面直徑可為0.05微米至0.5微米。
無機細顆粒的聚集體的橫截面直徑可藉由眾所習知的方法來確認,例如藉由SEM或TEM切片機(microtome)來確認。
若無機細顆粒的聚集體的橫截面直徑或總尺寸太大,則在光可降解膠囊中可發生局部光降解反應,或光降解反應的效率可能劣化。此外,由於光降解反應效率低,因此整個光可降解膠囊可能不會被降解且可能會存留殘留物。
無機細顆粒的具體實例包括二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)或其混合物。
同時,黏合劑樹脂可為用於形成光可降解膠囊的外部結構的主材料,並且如上所述,黏合劑樹脂可包含聚烯烴及乙烯乙酸乙烯酯共聚物。
聚烯烴的實例不受特別限制,但舉例而言其可包括高密度或低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁烯、丁烯-乙烯共聚物及丁烯-丙烯共聚物、其二者或更多者的混合物或其二者或更多者的共聚物。
黏合劑樹脂中含有的乙烯乙酸乙烯酯共聚物亦不受特別限制,並且舉例而言,可使用含有1重量%至45重量%的乙酸乙烯酯重覆單元的乙烯乙酸乙烯酯共聚物。
此外,在根據ASTM D1238在2.16公斤的負載及190℃下量測時,乙烯乙酸乙烯酯共聚物可具有為0.5克/10分鐘至5.0克/10分鐘、或1.0克/10分鐘至3.0克/10分鐘的熔體指數(melt index)。
在黏合劑樹脂中含有的聚烯烴與乙烯乙酸乙烯酯共聚物之間的重量比不受特別限制,且舉例而言,黏合劑樹脂可包括重量比為1:1至6:1的聚烯烴:乙烯乙酸乙烯酯共聚物。
因此,由於黏合劑樹脂包含的聚烯烴樹脂的量等於或大於乙烯乙酸乙烯酯共聚物的量,因此肥料的釋放速率可更容易控制。
同時,光催化複合物可具有以下結構,在所述結構中含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物鍵結至無機細顆粒的聚集體的表面或內部。
如上所述,無機細顆粒的聚集體可充當光觸媒,並且當控制釋放型肥料暴露於土壤或類似物的表面時,有可能在光可降解膠囊中引發光降解反應。
含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物被鍵結至無機細顆粒的聚集體的表面或內部,且因此防止無機細顆粒的聚集體過度生長且使其可與黏合劑樹脂具有更高的相容性,以使得光催化複合物可均勻地分散在黏合劑樹脂中。
含有具有1至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物可為(1)鍵結有數均分子量為100至2,000的聚伸烷基二醇的(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸酯或其酯;(2)含有具有1至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的三官能至八官能(甲基)丙烯酸酯或其酯;或其二者或更多者的混合物或共聚物。
更具體而言,鍵結有數均分子量為100至2,000的聚伸烷基二醇的(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸酯或其酯可為聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯或聚(乙二醇)甲基醚(甲基)丙烯酸酯。
此外,含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的三官能至八官能(甲基)丙烯酸酯或其酯可為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate)、三羥甲基丙烷乙氧 基化三丙烯酸酯(trimethylol propane ethoxylate triacrylate)、三羥甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯(trimethylolpropane propoxylate triacrylate)、二三羥甲基丙烷四丙烯酸酯(ditrimethylolpropane tetraacrylate)、季戊四醇四丙烯酸酯(pentaerythritol tetraacrylate)、季戊四醇乙氧基化四丙烯酸酯(pentaerythritol ethoxylate tetraacrylate)、二季戊四醇五丙烯酸酯(dipentaerythritol pentaacrylate)、或二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate)。
在光催化複合物中,無機細顆粒的聚集體與含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物之間的重量比不受特別限制,且所述重量比等可藉由根據控制釋放型肥料的特性控制分散在有機溶劑中的量來進行調節。
舉例而言,相對於100重量份的無機細顆粒的聚集體,所述光催化複合物可含有1重量份至500重量份或20重量份至200重量份的含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物。
同時,相對於100重量份的黏合劑樹脂,所述無機細顆粒的聚集體的含量可為0.1重量份至8重量份。
若光可降解膠囊中無機細顆粒的聚集體相對於黏合劑樹脂的含量太低,則光降解反應的效率可被降低,並且由於光降解反應不充分,因此整個光可降解膠囊可能不會被降解且可存留殘留物。
此外,若光可降解膠囊中無機細顆粒的聚集體相對於黏合劑樹脂的含量太大,則無機細顆粒的聚集體可能過度生長,且藉此在光可降解膠囊中可發生局部光降解反應,或光降解反應的效率可被降低。因此,整個光可降解膠囊可能不會被降解且可存留殘留物。
同時,控制釋放型肥料還可包括分散在黏合劑樹脂中的填料。
填料的類型不受特別限制,且舉例而言,填料可包括滑石、膨潤土(bentonite)、黃土、矽藻土、二氧化矽、矽鋁酸鹽、高嶺石、澱粉、碳或其二者或更多者的混合物。
填料的含量不受特別限制,但是考量到光可降解膠囊的機械性質及結構穩定性,控制釋放型肥料可包括相對於光可降解膠囊的總重量為25重量%至75重量%的填料。
肥料可以是各種已知的肥料,例如尿素或複合肥料。
在較佳的實施例中,肥料可為粒狀核心肥料(granular core fertilizer),所述粒狀核心肥料具有粒狀形式以便容易地包括在光可降解膠囊中。
肥料的具體類型不受限制,且可使用眾所習知的肥料。
肥料的較佳實例包括:含氮有機化合物,例如尿素、醛縮合尿素、異丁基醛縮合尿素、甲醛縮合尿素、脒基脲硫酸鹽及草醯胺;銨及硝酸鹽化合物,例如硝酸銨、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、硫酸銨、氯化銨及硝酸鈉;鉀鹽,例如硝酸鉀、磷酸鉀、 硫酸鉀及氯化鉀;鈣鹽,例如磷酸鈣、硫酸鈣、硝酸鈣及氯化鈣;鎂鹽,例如硝酸鎂、氯化鎂、磷酸鎂及硫酸鎂;鐵鹽,例如硝酸亞鐵、硝酸鐵、磷酸亞鐵、磷酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵、氯化亞鐵及氯化鐵;及其雙鹽或其二者或更多者的混合物。
控制釋放型肥料中的肥料含量不受特別限制,且舉例而言,相對於100重量份的光可降解膠囊,可含有200重量份至3,000重量份的肥料。
光催化複合物可具有光可降解膠囊所獨有的一定的分散度。
更具體而言,光催化複合物可藉由以下步驟來製備:將含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物分散在有機溶劑中。
藉由使用音波處理(sonication)、高剪切混合器(high-shear mixer)或珠磨機(bead mill)等傳輸強能量,在無機細顆粒及含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物分散在有機溶劑中的狀態下,含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物可鍵結至無機細顆粒的聚集體的表面或內部。
因此製備的光催化複合物可極均勻地分散在黏合劑樹脂中,且藉由可顯著提高光觸媒的降解效率。
控制釋放型肥料可更包括已知控制釋放型肥料中含有的組分。
舉例而言,此種組分可包括但不限於兩親性聚合物(amphipathic polymer)等。
同時,可藉由各種製備方法來提供控制釋放型肥料。舉例而言,可藉由包括以下步驟的製備方法來進行製備:藉由將無機細顆粒分散於加入了乙烯乙酸乙烯酯共聚物的有機溶劑中來製備光催化複合物的分散溶液;藉由混合聚烯烴、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、光催化複合物的分散溶液及可選的填料來製備塗層組成物;以及用塗層組成物來塗佈粒狀肥料核心(granular fertilizer core)的表面。
有機溶劑的具體實例不受特別限制,且可使用四氯乙烯(TCE)、環己烯(CHN)、二氯甲烷(DCM)或1,2,4-三氯苯(TCB)等。
在藉由將無機細顆粒分散在加入乙烯乙酸乙烯酯共聚物的有機溶劑中來製備光催化複合物的分散溶液的步驟中,可利用例如音波處理或珠磨機等強能量來製備所述分散溶液。舉例而言,可利用例如音波處理等強能量來製備分散溶液,在所述分散溶液中光觸媒的分散粒度為5奈米至1000奈米。
將參照以下實例更詳細地描述本發明。然而,該些實例僅用於說明性目的,並且本發明的範圍不旨在限於該些實例或受該些實例限制。
[實例:製備控制釋放型肥料]
實例1至實例4
(1)製備光催化複合物
將下表1所示的0.43克含有伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物溶解在了四氯乙烯中,以下表1所示的量向其中混合了TiO2(初級顆粒的平均粒徑:21奈米),並藉由施加20,000s-1的剪切速率以高速攪拌了所述混合物達20分鐘。
然後向其中加入了0.015克熱聚合引發劑(AIBN),且在氮氣氣氛下於90℃下攪拌了所述混合物達30分鐘。藉此,製備了光催化複合物的分散體,所述光催化複合物中的分散體含有伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物鍵結至無機細顆粒的聚集體的表面及內部。
(2)製備控制釋放型肥料
以下表1所示的量使用了以上製備的光催化複合物的分散溶液、聚乙烯[LDPE,MI(熔體指數,190℃,負載2.16公斤,ASTM D1238):約8克/10分鐘,D(密度):0.925克/立方公分]、乙烯乙酸乙烯酯共聚物(ethylene vinyl acetate,EVA)[MI(熔體指數,190℃,負載2.16千克,ASTM D1238):約1.8克/10分鐘,D(密度):0.94克/立方公分,乙酸乙烯酯含量為約20重量%,熔點為85℃]以及滑石,並以下表1所示的組成比在90℃下與四氯乙烯均勻攪拌及混合以將塗佈溶液製備成具有5重量%的固體組分濃度。
然後,使用流化床乾燥器(fluid bed drier)將塗佈溶液施加到了氮肥料顆粒,以製備控制釋放型塗佈肥料(實例1至實 例4)。
[比較例:製備塗佈肥料]
比較例1
以下表1所示的量使用了聚乙烯[LDPE,MI(熔體指數,190℃,負載2.16公斤,ASTM D1238):約8克/10分鐘,D(密度):0.925克/立方公分]、乙烯乙酸乙烯酯共聚物[MI(熔體指數,190℃,負載2.16公斤,ASTM D1238):約1.8克/10分鐘,D(密度):0.94克/立方公分,乙酸乙烯酯含量為約20重量%,熔點為85℃]以及滑石,並以下表1所示的組成比在100℃下與四氯乙烯均勻攪拌及混合以將塗佈溶液製備成具有5重量%的固體組分濃度。
然後,使用流化床乾燥器將塗佈溶液施加到了氮肥料顆粒,以製備塗佈肥料(比較例1)。
[實驗例]
實驗例1:光降解特性的比較試驗
分別取5克根據實例的控制釋放型肥料及根據比較例的塗佈肥料,並用針為每一肥料粒作出針孔。對在內部肥料完全釋放後剩餘的塗層膜進行了降解評估。
使用暴曬試驗(Suntest)CPS+設備(ATLAS)在50℃的溫度下以400瓦/平方公尺的強度將波長為300奈米至800奈米的光照射至塗層膜上。
然後,當在上述條件下照射光達224小時時,利用以下 通式1確定了自塗層膜的重量變化而得出的黏合劑樹脂的降解率,且結果示出於下表1中。
Figure 108110310-A0305-02-0017-1
Figure 108110310-A0305-02-0017-3
如表1所示,已確認當利用波長為300奈米至800奈米的光以400瓦/平方公尺的強度照射達224小時時,根據實例的控制釋放型肥料顯示出黏合劑樹脂的降解率為35%或大於35%。相比之下,根據比較例的塗佈肥料顯示出黏合劑樹脂的降解率為 35%或小於35%。
實驗例2:量測TiO 2 的z平均分散粒度
利用動態光散射儀器(墨爾文奈米粒度儀(Malvern Zetasizer Nano)ZS90)量測了TiO2在根據實例3的光催化複合物的分散溶液中以及在根據比較例1含有TiO2的分散溶液中的z平均分散粒度(z-average dispersion particle size)。
結果示出於下表2中。
Figure 108110310-A0305-02-0018-4
如表2所示,已確認根據實例3的光催化複合物的分散溶液具有約183奈米的z平均分散粒度,且因此所使用的TiO2顆粒均質地分散並且形成具有相對較小平均粒度的無機細顆粒的聚集體。
相比之下,已確認根據比較例1含有TiO2的分散溶液中的TiO2具有約10,000奈米或大於10,000奈米的z平均分散粒度,且因此形成了具有相對較大平均粒度的無機細顆粒的聚集體。

Claims (12)

  1. 一種控制釋放型肥料,包括:光可降解膠囊,包含含有聚烯烴及乙烯乙酸乙烯酯共聚物的黏合劑樹脂;以及光催化複合物,所述光催化複合物中含有具有1個至10個碳原子的伸烷基二醇重覆單元的(甲基)丙烯酸酯化合物鍵結至無機細顆粒的聚集體的表面或內部,以及肥料,包含在被所述光可降解膠囊包圍的空間中,其中所述無機細顆粒為二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)或其混合物,其中相對於100重量份的所述黏合劑樹脂,所述無機細顆粒的聚集體的含量為0.1重量份至8重量份,其中在所述黏合劑樹脂中所述聚烯烴對所述乙烯乙酸乙烯酯共聚物的重量比為1:1至6:1。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的控制釋放型肥料,其中當將波長為300奈米至800奈米的光以400瓦/平方公尺的強度照射至所述肥料達224小時時,由所述光可降解膠囊的重量變化而得出的所述黏合劑樹脂的降解率為35%或大於35%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的控制釋放型肥料,其中所述無機細顆粒包括橫截面直徑為5奈米至50奈米的初級顆粒。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的控制釋放型肥料,其中所述無機細顆粒的聚集體具有1微米或小於1微米的橫截面直徑。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的控制釋放型肥料,其中所 述無機細顆粒的聚集體具有0.05微米至0.5微米橫截面直徑。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的控制釋放型肥料,其中相對於100重量份的所述無機細顆粒的聚集體,所述光催化複合物包括1重量份至500重量份的含有具有1個至10個碳原子的所述伸烷基二醇重覆單元的所述(甲基)丙烯酸酯化合物。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的控制釋放型肥料,其中所述聚烯烴為選自由高密度或低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁烯、丁烯-乙烯共聚物及丁烯-丙烯共聚物組成的群組中的至少一者。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的控制釋放型肥料,其中所述乙烯乙酸乙烯酯共聚物包括1重量%至45重量%的乙酸乙烯酯重覆單元。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的控制釋放型肥料,其中含有具有1個至10個碳原子的所述伸烷基二醇重覆單元的所述(甲基)丙烯酸酯化合物包括選自由以下組成的群組中的至少一者:鍵結有數均分子量為100至2,000的聚伸烷基二醇的(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸酯或其酯;以及含有具有1個至10個碳原子的所述伸烷基二醇重覆單元的三官能至八官能(甲基)丙烯酸酯或其酯。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的控制釋放型肥料,其中鍵結有數均分子量為100至2,000的所述聚伸烷基二醇的所述(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸酯或其酯為聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸 酯或聚(乙二醇)甲基醚(甲基)丙烯酸酯,且含有具有1個至10個碳原子的所述伸烷基二醇重覆單元的所述三官能至八官能(甲基)丙烯酸酯或其酯為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基化四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的控制釋放型肥料,更包括分散在所述黏合劑樹脂中的填料。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的控制釋放型肥料,其中所述肥料為粒狀肥料。
TW108110310A 2018-03-28 2019-03-25 控制釋放型肥料 TWI711598B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0035997 2018-03-28
KR20180035997 2018-03-28
KR1020190027740A KR102111607B1 (ko) 2018-03-28 2019-03-11 용출 제어형 비료
KR10-2019-0027740 2019-03-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201942098A TW201942098A (zh) 2019-11-01
TWI711598B true TWI711598B (zh) 2020-12-01

Family

ID=68209078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108110310A TWI711598B (zh) 2018-03-28 2019-03-25 控制釋放型肥料

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11332413B2 (zh)
JP (1) JP7005098B2 (zh)
KR (1) KR102111607B1 (zh)
CN (1) CN111712476B (zh)
AU (1) AU2019242998B2 (zh)
PH (1) PH12020551122A1 (zh)
TW (1) TWI711598B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103588561A (zh) * 2013-10-31 2014-02-19 北京市农林科学院 光降解纳米聚合物包膜肥料及其制备方法
WO2018033913A1 (en) * 2016-08-16 2018-02-22 Technion Research & Development Foundation Limited Polyhipe-base substance-releasing systems

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS603040B2 (ja) * 1978-01-09 1985-01-25 チツソ旭肥料株式会社 被覆肥料とその製造法
NZ220762A (en) * 1986-07-07 1989-05-29 Chisso Corp Coated fertiliser with polyolefinic coating
US5176734A (en) 1987-07-24 1993-01-05 Chisso Corporation Granular fertilizer with a decomposable coating and process for producing the same
JPH0593022A (ja) * 1991-09-30 1993-04-16 Nok Corp 透明性アクリルゴム組成物
JPH0687684A (ja) * 1992-08-13 1994-03-29 Chisso Corp 被覆粒状肥料
US6036971A (en) 1995-07-28 2000-03-14 Chisso Corporation Coated granular pesticide method for producing the same and applications thereof
CN1195966A (zh) * 1995-07-28 1998-10-14 智索股份有限公司 涂敷型颗粒杀虫剂,该杀虫剂的制备及其施用方法
US6235388B1 (en) 1996-12-13 2001-05-22 Daikin Industries, Ltd. Fibrous materials of fluororesins and deodorant and antibacterial fabrics made by using the same
KR100340610B1 (ko) * 1997-02-19 2002-06-12 야마모토 카즈모토 분해성 피복 필름으로 피복된 입상 비료 및 이의 제조 방법
JPH1143391A (ja) * 1997-07-24 1999-02-16 Asahi Chem Ind Co Ltd 分解性被覆粒状肥料およびその製造方法
WO2000029460A1 (fr) * 1998-11-13 2000-05-25 Daicel Chemical Industries, Ltd. Copolymere aliphatique, procede de production, composition de resine polyester aliphatique, diverses utilisations, composition de revetement, et composition particulaire horticole ou agricole comprenant le film de revetement degradable
JP2001031489A (ja) 1999-07-16 2001-02-06 Asahi Chem Ind Co Ltd 浮上防止性に優れた分解性被膜被覆肥料
JP3568867B2 (ja) 2000-02-24 2004-09-22 株式会社アーランド 排気口フィルタ及びその利用方法
JP2001288295A (ja) 2000-04-03 2001-10-16 Oji Paper Co Ltd 生分解性組成物およびその成形物
JP2001348498A (ja) * 2000-06-06 2001-12-18 Maruzen Polymer Kk 改良されたマルチングフィルム用組成物及びマルチングフィルム
JP4050052B2 (ja) 2001-01-29 2008-02-20 三菱化学株式会社 被覆粒状肥料
JP3543810B2 (ja) * 2001-10-15 2004-07-21 Jsr株式会社 耐油性熱可塑性エラストマー組成物および成形品
JP2003342095A (ja) 2002-05-24 2003-12-03 Chisso Corp 被覆粒状生物活性物質の製造方法
JP2004075479A (ja) 2002-08-21 2004-03-11 Mitsubishi Chemicals Corp 被覆粒状肥料
KR100458230B1 (ko) 2002-09-03 2004-11-26 에스케이케미칼주식회사 분해성 멀칭매트
JP2004273087A (ja) 2003-03-12 2004-09-30 Sony Corp 記録メディア用シェル材
MXPA05013328A (es) * 2003-06-24 2006-03-17 Basf Ag Preparaciones que contienen por lo menos un hidroformiato.
WO2005054309A1 (en) * 2003-11-26 2005-06-16 Sartomer Technology Company, Inc. Polyolefin composition having dispersed nanophase and method of preparation
CN1854111A (zh) * 2005-04-19 2006-11-01 南京理工大学 包膜型缓释肥料及其制备方法
JP2009514660A (ja) 2005-10-28 2009-04-09 ソーラーブレ, インコーポレイテッド 光−応答性マイクロカプセル化物質、組成物およびそれらの使用方法
AU2008206350B2 (en) * 2007-01-17 2013-01-17 Dow Agrosciences Llc Delivery of ethylene blocking and/or promoting agents
KR101017534B1 (ko) 2009-01-21 2011-03-18 이예순 법면의 녹화구조에 사용되는 어스앵커
JP2012522722A (ja) * 2009-04-06 2012-09-27 ドンブ ハンノン カンパニー リミテッド 浸出制御された自然分解性被覆肥料
KR101096411B1 (ko) 2009-04-06 2011-12-21 주식회사 동부한농 용출제어형 자연분해 묘판처리제 피복비료
JP5730205B2 (ja) * 2009-08-31 2015-06-03 日新化成株式会社 コーティング用組成物
DE102010001040A1 (de) * 2010-01-20 2011-07-21 Evonik RohMax Additives GmbH, 64293 (Meth)acrylat-Polymere zur Verbesserung des Viskositätsindexes
EP2357277A1 (en) 2010-02-12 2011-08-17 Rhodia Acetow GmbH Photodegradable paper and its use
KR200461490Y1 (ko) * 2010-11-08 2012-07-16 최연재 식생매트
FR2979521B1 (fr) 2011-09-01 2013-08-23 Arkema France Film photocatalytique pour la fumigation des sols
CN103342910B (zh) 2013-06-14 2015-11-25 湖北富邦科技股份有限公司 可降解光固化包膜材料及其在包膜缓/控释肥料中的应用
KR101331454B1 (ko) 2013-08-07 2013-11-26 수산고분자 주식회사 완효성 입상 비료 및 이의 제조방법
KR101410859B1 (ko) 2013-10-14 2014-07-01 (주) 포스텍글로벌 수중 부상 및 부유가 방지된 피복 입상 비료 및 이의 제조방법
CN103980738B (zh) * 2014-05-15 2015-11-04 北京化工大学 一种包覆改性纳米二氧化钛的制备方法
CN104557323B (zh) 2015-01-27 2017-05-10 北京富特来复合肥料有限公司 一种可降解树脂包膜材料及其应用
CN104804141B (zh) 2015-04-13 2018-04-06 常州国博新材料科技有限公司 一种增肥保水液态地膜及其制备方法
CN108697810A (zh) * 2015-12-18 2018-10-23 联邦科学与工业研究组织 用于剂的控制释放的聚合物复合材料

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103588561A (zh) * 2013-10-31 2014-02-19 北京市农林科学院 光降解纳米聚合物包膜肥料及其制备方法
WO2018033913A1 (en) * 2016-08-16 2018-02-22 Technion Research & Development Foundation Limited Polyhipe-base substance-releasing systems

Also Published As

Publication number Publication date
KR102111607B1 (ko) 2020-05-15
CN111712476B (zh) 2023-03-10
KR20190113575A (ko) 2019-10-08
US20210040009A1 (en) 2021-02-11
AU2019242998B2 (en) 2021-11-18
PH12020551122A1 (en) 2021-07-05
US11332413B2 (en) 2022-05-17
CN111712476A (zh) 2020-09-25
JP2021505514A (ja) 2021-02-18
JP7005098B2 (ja) 2022-01-21
AU2019242998A1 (en) 2020-07-23
TW201942098A (zh) 2019-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1648603B1 (de) Pulverförmige, wasserabsorbierende polymere mit mittels thermoplastischen klebstoffen gebundenen feinteilchen
TWI711598B (zh) 控制釋放型肥料
JP2018518441A (ja) ポリエチレン系ポリマー又はポリプロピレン系ポリマーを用いたワックス系肥料被覆材
TWI711597B (zh) 控制釋放型肥料
TWI721347B (zh) 控釋肥料
WO2019190104A1 (ko) 용출 제어형 비료
WO2019117650A1 (ko) 용출 제어형 비료
WO2019190103A1 (ko) 용출 제어형 비료
KR20200031471A (ko) 용출제어형 비료를 위한 광분해성 캡슐 및 이를 포함하는 용출제어형 비료
KR102532793B1 (ko) 용출제어형 비료를 위한 광분해성 캡슐 및 이를 포함하는 용출제어형 비료
JP4804634B2 (ja) 浮上防止処理を施した被覆生物活性粒状物およびその製造方法
JP2000302585A5 (zh)
JPH1192260A (ja) 分解性被覆粒状肥料とその製造方法
JPH11335193A (ja) 分解性を有する被覆粒状肥料