CN101362862B - 粉状可降解地膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉状可降解地膜，属于农用地膜生产领域。它是由腐植酸类、成膜剂、表面活性剂、改性剂、肥料和交联助剂及分散助剂制备得到的黑色或棕褐色粉末，该粉末用水稀释、喷洒后，能够在土壤表面形成膜状结构。与现有技术相比，本发明的粉状可降解地膜具有低成本、效果好、便于包装和运输等特点，具有很好的推广应用价值。

Description

粉状可降解地膜及其制备方法 

技术领域

本发明涉及一种可降解农用地膜，具体地说是一种通过溶解、喷洒即可形成膜状结构的粉状可降解地膜。 

背景技术

农用塑料地膜覆盖技术的广泛应用，对提高农作物产量起到了重要作用。然而，该技术在给农业增产带来巨大效益的同时，也给土壤和环境带来了严重的“白色污染”。其具体表现为：一、影响土壤微生物活动和土壤正常结构的形成，导致土壤肥力下降；二、残留地膜对土壤的物理性状产生了不良影响，导致作物根系成弯曲状发展，造成根系变短、吸水、吸肥的性能降低，导致作物减产；三、地膜残留在土壤中或弃于田头地头，造成环境污染。因此研究可降解地膜一直是科学家们非常感兴趣的项目。现有技术中的可降解地膜主要分为两类：液体地膜和压延或吹塑制成的地膜。前者使用方便，可以现场喷施造膜，但生产成本较高，且包装和运输费用也高，如专利公开号为CN101007903A的专利文献中公开的“全降解液体地膜”，就是一种物理混合而成的含水胶状溶液；后者需要人工铺设、周边压土，施用不方便，而且生产成本也较高。 

为了解决上述不足，本发明的发明人在专利申请号为200810016311.1的专利申请文献中公开了一种膏状可降解地膜。该膏状产品用水稀释、喷洒后即可形成膜状，使用方便、包装和运输成本也有所下降。 

然而，在可降解农膜领域还没有更便于包装运输的粉状产品。无论是液体地膜还是膏状地膜，其产品中均含有水份，不便于包装、储存及运输。虽然在专利公开号为CN1114327的专利文献中公开了一种涉及粉状的多功能农用地膜，但其成份中多是粘性物质、天然树脂等，不易于溶解，更不利于对土壤的改良。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种效果好、便于包装、储存、运输及使用的粉状可降解地膜。 

本发明的技术任务是按以下方式实现的：以腐植酸类、成膜剂、表面活性剂、改性剂、交联助剂、分散助剂、肥料等为主要功能成分，通过化学反应、混合等工序产生的粉状可降解地膜。其中，改性剂是将便宜的腐植酸类转化为较容易为植物吸收的腐植酸盐类并使之成膜性提高；成膜剂、表面活性剂、交联助剂及分散助剂的作用是使之在生产过程中容易得到粉状以及喷洒后更容易成膜；肥料则可以为植物生长提供适合的营养。 

粉状可降解地膜，它是由腐植酸类、成膜剂、表面活性剂、改性剂、肥料、交联助剂及分散助剂制备得到的黑色或棕褐色粉末，该粉末用水溶解、喷洒后，能够在土壤表面形成膜状结构。 

本发明各成分的用量范围经过发明人的大量摸索总结得出，各原料的重量份配比为在下述范围内都有较好的效果： 

腐植酸类：     20～80份 

成膜剂：       0.2～25份 

表面活性剂：   0.1～20份 

改性剂：       0.1～30份 

肥料：         0～15份 

交联助剂：     0.01～10份 

分散助剂：     0.1～15份。 

各原料优选的重量份配比范围为： 

腐植酸类：     30～75份 

成膜剂：       0.25～15份 

表面活性剂：   0.5～15份 

改性剂：       0.2～25份 

肥料：         0～15份 

交联助剂：     0.05～5份

分散助剂：0.1～10份。 

所述腐植酸类为风化煤、褐煤、腐植酸中的一种或一种以上物质的混合物。 

所述成膜剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、钠水玻璃、钾水玻璃、淀粉、氧化淀粉中的一种或一种以上物质的混合物。 

所述表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵、十八胺聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨醇单月桂酸酯、脂肪酰二乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐、十二烷基硫酸钠中的一种或一种以上物质的混合物。 

所述改性剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾。 

所述交联助剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、丙烯酸丁酯中的一种或一种以上物质的混合物。 

所述分散助剂为拉开粉、茶皂素、木质素磺酸钙、亚甲基二萘磺酸钠中的一种或一种以上物质的混合物。 

本发明所述地膜的制备方法，包括以下步骤： 

a、将配方量的腐植酸类和改性剂加入盛有水的反应釜中，在80～100℃下反应1～2小时，水的用量为1.5～3倍腐植酸类的量(重量比)； 

b、将配方量的交联助剂投入反应釜，在100℃下继续反应1小时后，出料、干燥； 

c、将干燥后的物料与配方量的成膜剂和分散助剂混合均匀，并粉碎到200～300目； 

d、将配方量的表面活性剂和肥料加入步骤c所得粉碎后物料中，混合均匀即得成品。 

本发明可降解地膜在使用时，首先将其以5倍量(重量比)的水溶解、稀释，然后直接用喷雾器喷施于土壤表面即可形成膜结构。 

本发明的粉状可降解地膜与现有技术相比具有以下突出的有益效果： 

(一)不仅使用方便，稀释喷洒后即可在土壤表面形成膜结构，起到地膜覆盖的作用，而且具有一般光和生物的降解作用，在使用完后可以自行降解，在避免白色污染的同时，还能为土壤提供适量的有机肥； 

(二)粉状产品更利于包装、储存及运输，成本更低； 

(三)增加改性剂，改性剂与腐植酸类产生化学反应，生成腐植酸钠或腐植酸钾，从而更容易被作物吸收，而且成膜性更好； 

(四)更易于溶解，使用更方便。 

具体实施方式

以具体实施例和实验例对本发明的粉状可降解地膜作以下详细地说明，但不以任何形式限制本发明。 

实施例一： 

配方： 

腐植酸类：       风化煤30Kg 

成膜剂：         聚乙烯醇5Kg 

表面活性剂：     十八烷基三甲基氯化铵2Kg 

改性剂：         氢氧化钾3Kg 

肥料：           尿素3Kg 

交联助剂：       聚丙烯酰胺1Kg 

分散助剂：       茶皂素2Kg。 

制备步骤： 

a、将配方量的腐植酸类和改性剂加入盛有60Kg水的反应釜，在90℃下反应1.5小时； 

b、将配方量的交联助剂投入反应釜，在100℃下继续反应1小时后，出料、干燥； 

c、将干燥后的物料与配方量的成膜剂和分散助剂混合均匀，并利用雷蒙磨粉碎到200～300目； 

d、将配方量的表面活性剂和肥料加入步骤c所得粉碎后物料中，混合均匀即得黑色成品。 

实施例二： 

配方： 

腐植酸类：     褐煤45Kg

成膜剂：        羟乙基纤维素3Kg 

表面活性剂：    脂肪酰二乙醇胺4Kg 

改性剂：        氢氧化钠10Kg 

肥料：          磷酸铵7Kg 

交联助剂：      聚丙烯酸甲酯3Kg 

分散助剂：      亚甲基二萘磺酸钠6Kg。 

制备步骤与实施例一中的制备步骤相同，步骤a中用水量为100Kg。 

实施例三： 

配方： 

腐植酸类：      腐植酸60Kg 

成膜剂：        钾水玻璃2Kg      淀粉6Kg 

表面活性剂：    十二烷基硫酸钠16Kg 

改性剂：        氢氧化钠25Kg 

肥料：          磷酸铵6Kg       硫酸铵6Kg 

交联助剂：      聚丙烯酸8Kg 

分散助剂：      木质素磺酸钙13Kg。 

制备步骤与实施例一中的制备步骤相同，步骤a中用水量为120Kg。 

实施例四： 

配方： 

腐植酸类：       腐植酸25Kg    风化煤25Kg 

成膜剂：         氧化淀粉20Kg 

表面活性剂：     十八烷基三甲基氯化铵4Kg 

                 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵6Kg 

改性剂：         氢氧化钠20Kg 

交联助剂：       丙烯酸丁酯5Kg 

分散助剂：       拉开粉10Kg。 

制备步骤与实施例一中的制备步骤相同，步骤a中用水量为120Kg。

Claims (7)

1.粉状可降解地膜，其特征在于：它是由腐植酸类、成膜剂、表面活性剂、改性剂、肥料、交联助剂及分散助剂制备得到的黑色或棕褐色粉末，该粉末用水溶解、喷洒后，能够在土壤表面形成膜状结构，

上述原料的重量份配比为：

腐植酸类：20～80份

成膜剂：0.2～25份

表面活性剂：0.1～20份

改性剂：0.1～30份

肥料：0～15份

交联助剂：0.01～10份

分散助剂：0.1～15份，

所述腐植酸类为风化煤、褐煤、腐植酸中的一种或一种以上物质的混合物；

所述改性剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾；

上述地膜的制备方法包括以下步骤：

a、将配方量的腐植酸类和改性剂加入盛有水的反应釜中，在80～100℃下反应1～2小时，水的用量为1.5～3倍腐植酸类的量；

b、将配方量的交联助剂投入反应釜，在100℃下继续反应1小时后，出料、干燥；

c、将干燥后的物料与配方量的成膜剂和分散助剂混合均匀，并粉碎到200～300目；

d、将配方量的表面活性剂和肥料加入步骤c所得粉碎后物料中，混合均匀即得成品。

2.根据权利要求1所述的粉状可降解地膜，其特征在于，各原料的重量份配比为：

腐植酸类：30～75份

成膜剂：0.25～15份

表面活性剂：0.5～15份

改性剂：0.2～25份

肥料：0～15份

交联助剂：0.05～5份

分散助剂：0.1～10份。

3.根据权利要求1或2所述的粉状可降解地膜，其特征在于，所述成膜剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、钠水玻璃、钾水玻璃、淀粉、氧化淀粉中的一种或一种以上物质的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的粉状可降解地膜，其特征在于，所述表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵、十八胺聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨醇单月桂酸酯、脂肪酰二乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐、十二烷基硫酸钠中的一种或一种以上物质的混合物。

5.根据权利要求1或2所述的粉状可降解地膜，其特征在于，所述交联助剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、丙烯酸丁酯中的一种或一种以上物质的混合物。

6.根据权利要求1或2所述的粉状可降解地膜，其特征在于，所述分散助剂为拉开粉、茶皂素、木质素磺酸钙、亚甲基二萘磺酸钠中的一种或一种以上物质的混合物。

7.权利要求1或2所述地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将配方量的腐植酸类和改性剂加入盛有水的反应釜中，在80～100℃下反应1～2小时，水的用量为1.5～3倍腐植酸类的量；

b、将配方量的交联助剂投入反应釜，在100℃下继续反应1小时后，出料、干燥；

c、将干燥后的物料与配方量的成膜剂和分散助剂混合均匀，并粉碎到200～300目；

d、将配方量的表面活性剂和肥料加入步骤c所得粉碎后物料中，混合均匀即得成品。