随着世界人口数量的不断上升,人类对于农作物的需求不断增加,而耕地面积却在急剧下降。为了增加产量,化肥的使用量不断增加。因此化肥对环境的污染越来越受到人们重视。传统化肥利用率低,缓/控释肥是一种提高化肥利用率的有效手段,目前市场上大部分的缓/控释肥采用石油基包衣材料,如聚烯烃、聚氨酯等,但缓释效果仍不理想,缓释期短。因此,本课题研究了一种新型聚氨酯基尿素包衣缓释材料,可有效提高缓/控释肥的缓释期,减少包衣量,降低成本,对推动农业绿色发展具有重要现实意义。本文选用生物基蓖麻油多元醇,组合石油基聚氧化丙烯三醇(BHD-540)与多异氰酸酯一步法制备了聚氨酯包衣涂层和聚氨酯包衣尿素;进一步采用无机填料改性SiO2对聚氨酯包衣材料进行复合改性,制备聚氨酯复合涂层和包衣尿素;并对复合包衣材料进行耐水解老化探究,具体详细研究如下:1.以BHD-540和蓖麻油组合多元醇为软段,以多苯基多亚甲基多异氰酸酯(5305)为硬段,分别制备了聚氨酯涂层和聚氨酯包衣尿素。研究了蓖麻油含量对聚氨酯涂层性能和聚氨酯包衣尿素性能的影响。结果发现,随着蓖麻油含量的增加,涂层氢键化程度降低,溶胀度增大;涂层拉伸强度、硬度均降低,断裂伸长率增大;涂层耐水性提高,水接触角增大,吸水率降低;BHD-540的加入,可以降低树脂黏度。TG和DTG图显示,具有组合软段的涂层具有更好的耐热性。蓖麻油与BHD-540质量比为1:4,添加黏度较小的液体石蜡300#、无催化剂、多次加料时,4%包衣量的包衣尿素缓释期为65天,包衣量为9%时,缓释期可达到120天。2.采用硅烷偶联剂KH550对气相SiO2进行表面改性,制备改性SiO2/聚氨酯复合涂层和聚氨酯复合包衣尿素。结果表明:添加改性SiO2后,体系黏度增大,复合涂层耐水性提高、拉伸强度增大、断裂伸长率降低。当改性SiO2含量为2 wt%时,4%包衣量包衣尿素缓释期最长,为96天。3.以改性SiO2含量为2 wt%的复合涂层和膜壳为样品,在酸液和碱液、以及去离子水中加速水解老化30天后,涂层氨基甲酸指数降低,水接触角减小,但质量保留率高于99.26%;经加速水解老化后,酸液中的膜壳外表面黄变,内表面出现了裂纹,碱液中的膜壳外表面泛黑,内表面出现了裂纹和孔洞;在去离子水中水解后无明显变化。