CN102219949B

CN102219949B - 农用降解型石头纸及其制备方法

Info

Publication number: CN102219949B
Application number: CN 201110077950
Authority: CN
Inventors: 施晓旦; 李改霞; 王养臣
Original assignee: Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd
Current assignee: Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd; Shandong Dongsheng New Material Co Ltd
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2031-03-29
Also published as: CN102219949A

Abstract

本发明提供了一种农用降解型石头纸及其制备方法，农用降解型石头纸包括如下重量份的组分：金红石型钛白粉1～3份、锐太型钛白粉1～3份、重质碳酸钙45～65份、轻质碳酸钙10～30份、硅烷偶联剂3～5份、低密度聚乙烯15～25份、热熔胶5～10份、膨润土1～3份和失水山梨醇硬脂酸酯0.5～1份。本发明以高分子聚合物为基材原料，利用农田的阳光和水气，通过光与水的复合作用使石头纸在达到保水保温和催芽作用后在一定时间内迅速降解。节省人工成本，保护土地资源，尤其是在山区、边远地区及水资源缺少的地方，对改善农田环境有着非常好的意义。

Description

农用降解型石头纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种农用材料。

背景技术

中国是一个农业大国，在农作物生长过程中，保水保温和加速种子催芽是确保农业生产优质高产的一个核心环节，几十年来农用保水保温和加速种子催芽过程都采用聚乙烯或聚氯乙烯等塑料类薄膜作为保温材料，这些塑料类薄膜对提高农产品的质量和产量发挥了巨大的作用，已被广泛成熟应用，尤其是农田降解型塑料类薄膜品种也越来越多，并且也取得了非常好的效果。虽然聚乙烯或聚氯乙烯等塑料类薄膜的保水保温和催芽的效果非常优良，但因其在农田间降解期限长及受降解效果不彻底性的限制，还必须对薄膜残存物进行田间清理，特别是在种子催芽后期，幼苗破土后，一定要及时揭去覆盖在地表面的残存薄膜才不影响幼苗的生长，人工的成本比较高。因此需要一种与聚乙烯、聚氯乙烯等塑料类薄膜一样优良的保水保温效果又能及时降解的新型材料克服这一缺陷，既保障了农产品优质高产的效果，又达到了保护农田环境的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种农用降解型石头纸及其制备方法，以弥补上述缺陷。

本发明所述的农用降解型石头纸，包括如下重量份的组分：

金红石型钛白粉 1～3份、

锐太型钛白粉 1～3份、

重质碳酸钙 45～65份、

轻质碳酸钙 10～30份、

硅烷偶联剂 3～5份、

低密度聚乙烯 15～25份、

热熔胶 5～10份、

膨润土 1～3份和

失水山梨醇硬脂酸酯 0.5～1份。

优选的，还包括如下重量份的组分：

乙酰丙酮钴 0.1～0.3份、

光敏染料 0.1～0.3份、

无水三氯化铁 0.3～0.6份、

硬脂酸 0.5～1.5份、

环氧大豆油 0.5～1.5份和

聚乙烯蜡 0.2～0.6份

所述的重质碳酸钙细度为 1500～2000目；

所述轻质碳酸钙细度为 1500～2000目；

硅烷偶联剂为r-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；

所述的低密度聚乙烯采用代号为LDPE的商品，密度0.92～0.93，熔体指数MI0.6～1；

热熔胶为乙烯-醋酸乙烯共聚体型，简称EVA，熔点85～105℃；

膨润土细度为1500目；

无水三氯化铁为2000目的细粉；

光敏染料为1′-乙基-3β-羟乙基5.6′-二甲氧基硫喹菁碘盐，分子式为：C ₂₃H₂₄N₂SO₃，由沈阳化工研究院合成；

所述的农用降解型石头纸的制备方法，包括如下步骤：

将金红石型钛白粉和锐太型钛白粉混合，将乙酰丙酮钴与光敏染料混合后用无水乙醇按1∶10(乙酰丙酮钴与乙醇重量比)溶解，喷洒在钛白粉中，混合，加入无水三氯化铁，混合，加入重质和轻质碳酸钙，再喷入硅烷偶联剂混合，升温到120℃～140℃，混合30～60分钟，再加入低密度聚乙烯、热熔胶、硬脂酸、环氧大豆油、聚乙烯蜡、膨润土和失水山梨醇硬脂酸酯，继续混合30～60分钟，然后送入165～170℃塑化机塑化，155～170℃挤出机流延，165～170℃四轴压延机压延成0.06mm左右的石头纸，降温后，再经25±2℃，相对湿度60±2％环境中平衡20～25分钟后收卷包装。

本发明的农用降解型石头纸以高分子聚合物为基材原料，对碳酸钙进行复合改性，并添加其他添加剂，利用高分子界面化学原理和高分子改性的特点，经特殊工艺处理后，采用聚合物混合、填料复合改性、聚合物与填料塑化、挤出流延、压延成型工艺制成的石头纸。同时在石头纸合成工艺中添加有机与无机复合降解材料，利用农田的阳光和水气，通过光与水的复合作用使石头纸在达到保水保温和催芽作用后在一定时间内迅速降解。对节省人工成本，保护土地资源，尤其是在山区、边远地区及水资源缺少的地方，对改善农田环境有着非常好的意义。

具体实施方式

实施例中，如无特别说明，组分均为重量份。

实施例1

金红石型钛白粉1份、锐太型钛白粉3份、乙酰丙酮钴0.1份、光敏染料0.3份、无水三氯化铁0.3份、2000目重质碳酸钙65份、1500目轻质碳酸钙10份、硅烷偶联剂5份、低密度聚乙烯15份、80℃热熔胶10份、硬脂酸1.5份、环氧大豆油1.5份、聚乙烯蜡0.2份、膨润土0.5份、失水山梨醇硬脂酸酯0.5份。

制备方法：

将金红石型钛白粉和锐太型钛白粉混合，将乙酰丙酮钴与光敏染料混合后用无水乙醇按1∶10(乙酰丙酮钴与乙醇重量比)溶解后喷洒在钛白粉中，混合；加入无水三氯化铁，混合均匀；加入重质、轻质碳酸钙，再喷入硅烷偶联剂混合均匀，升温到120℃，混合60分钟、再加入低密度聚乙烯、热熔胶、硬脂酸、环氧大豆油、聚乙烯蜡、膨润土、失水山梨醇硬脂酸酯继续混合30分钟，然后送入165℃塑化机塑化，170℃挤出机流延，170℃四轴压延机压延成0.06mm左右的石头纸，降温后，再经25±2℃，相对湿度60±2％环境平衡20分钟后收卷包装。

实施例2

金红石型钛白粉3份、锐太型钛白粉1份、乙酰丙酮钴0.15份、无水三氯化铁0.6份、1900目重质碳酸钙60份、1600目轻质碳酸钙15份、、硅烷偶联剂4份、低密度聚乙烯25份、85℃热熔胶热熔胶5份、硬脂酸0.5份、环氧大豆油0.5份、聚乙烯蜡0.3份、膨润土1.5份、失水山梨醇硬脂酸酯0.7份。

制备方法：

将金红石型钛白粉和锐太型钛白粉混合，将乙酰丙酮钴与光敏染料混合后用无水乙醇按1∶10(乙酰丙酮钴与乙醇重量比)溶解后喷洒在钛白粉中，混合；加入无水三氯化铁，混合；加入重质、轻质碳酸钙，再喷入硅烷偶联剂混合均匀，升温到140℃，混合30分钟、再加入低密度聚乙烯、热熔胶、硬脂酸、环氧大豆油、聚乙烯蜡、膨润土、失水山梨醇硬脂酸酯继续混合60分钟，然后送入166℃塑化机塑化，166℃挤出机流延，169℃四轴压延机压延成0.06mm左右的石头纸，降温后，再经25±2℃，相对湿度60±2％环境平衡20分钟后收卷包装。

实施例3

金红石型钛白粉2.5份、锐太型钛白粉1.5份、乙酰丙酮钴0.2份、无水三氯化铁0.4份、1800目重质碳酸钙50份、1700目轻质碳酸钙25份、硅烷偶联剂3份、低密度聚乙烯20份、90℃热熔胶8份、硬脂酸1份、环氧大豆油1份、聚乙烯蜡0.4份、膨润土1份、失水山梨醇硬脂酸酯0.6份。

制备方法：

将金红石型钛白粉和锐太型钛白粉混合，将乙酰丙酮钴与光敏染料混合后用无水乙醇按1∶10(乙酰丙酮钴与乙醇重量比)溶解后喷洒在钛白粉中，混合均匀；加入无水三氯化铁，混合均匀；加入重质、轻质碳酸钙，再喷入硅烷偶联剂混合均匀，升温到130℃，混合45分钟、再加入低密度聚乙烯、热熔胶、硬脂酸、环氧大豆油、聚乙烯蜡、膨润土、失水山梨醇硬脂酸酯继续混合45分钟，然后送入167℃塑化机塑化，163℃挤出机流延，168℃四轴压延机压延成0.06mm左右的石头纸，降温后，再经25±2℃，相对湿度60±2％环境平衡20分钟后收卷包装。

实施例4

金红石型钛白粉2份、锐太型钛白粉2份、乙酰丙酮钴0.25份、无水三氯化铁0.5份、1700目重质碳酸钙55份、1800目轻质碳酸钙20份、硅烷偶联剂3.5份、低密度聚乙烯18份、95℃热熔胶9份、硬脂酸0.8份、环氧大豆油0.75份、聚乙烯蜡0.5份、膨润土1份、失水山梨醇硬脂酸酯0.8份。

制备方法：将金红石型钛白粉和锐太型钛白粉混合，将乙酰丙酮钴与光敏染料混合后用无水乙醇按1∶10(乙酰丙酮钴与乙醇重量比)溶解后喷洒在钛白粉中，混合均匀；加入无水三氯化铁，混合均匀；加入重质、轻质碳酸钙，再喷入硅烷偶联剂混合均匀，升温到125℃，混合30分钟、再加入低密度聚乙烯、热熔胶、硬脂酸、环氧大豆油、聚乙烯蜡、膨润土、失水山梨醇硬脂酸酯继续混合60分钟，然后送入168℃塑化机塑化，161℃挤出机流延，167℃四轴压延机压延成0.06mm左右的石头纸，降温后，再经25±2℃，相对湿度60±2％环境平衡25分钟后收卷包装。

实施例5

金红石型钛白粉1.5份、锐太型钛白粉2.5份、乙酰丙酮钴0.3份、无水三氯化铁0.6份、1600目重质碳酸钙45份、1900目轻质碳酸钙30份、硅烷偶联剂4.5份、低密度聚乙烯22份、100℃热熔胶6份、硬脂酸1.2份、环氧大豆油1.2份、聚乙烯蜡0.6、膨润土1.5份、失水山梨醇硬脂酸酯0.9份。

制备方法：

将金红石型钛白粉和锐太型钛白粉混合，将乙酰丙酮钴与光敏染料混合后用无水乙醇按1∶10(乙酰丙酮钴与乙醇重量比)溶解后喷洒在钛白粉中，混合均匀；加入无水三氯化铁，混合均匀；加入重质、轻质碳酸钙，再喷入硅烷偶联剂混合均匀，升温到135℃下混合45分钟、再加入低密度聚乙烯、热熔胶、硬脂酸、环氧大豆油、聚乙烯蜡、膨润土、失水山梨醇硬脂酸酯继续混合45分钟，然后送入170℃塑化机塑化，158℃挤出机流延，166℃四轴压延机压延成0.06mm左右的石头纸，降温后，再经25±2℃，相对湿度60±2％环境平衡25分钟后收卷包装。

实施例6

金红石型钛白粉2份、锐太型钛白粉22份、乙酰丙酮钴0.2份、无水三氯化铁0.4份、1500目重质碳酸钙45份、2000目轻质碳酸钙30份、硅烷偶联剂4份、低密度聚乙烯18份、105℃热熔胶8份、2硬脂酸1份、环氧大豆油1份、聚乙烯蜡0.4、膨润土0.5份、失水山梨醇硬脂酸酯1份。

制备方法：

将金红石型钛白粉和锐太型钛白粉混合，将乙酰丙酮钴与光敏染料混合后用无水乙醇按1∶10(乙酰丙酮钴与乙醇重量比)溶解后喷洒在钛白粉中，混合均匀；加入无水三氯化铁，混合均匀；加入重质、轻质碳酸钙，再喷入硅烷偶联剂混合均匀，升温到130℃下混合60分钟、再加入低密度聚乙烯、热熔胶、硬脂酸、环氧大豆油、聚乙烯蜡、膨润土、失水山梨醇硬脂酸酯继续混合30分钟，然后送入169℃塑化机塑化，155℃挤出机流延，165℃四轴压延机压延成0.10mm左右的石头纸，降温后，再经25±2℃，相对湿度60±2％环境平衡25分钟后收卷包装。

实施例7

应用试验

因为是新型材料，目前尚无农用石头纸的国家标准，只能根据纸类常用测试方法，如GBT 10335.1-2005铜板纸的标准和，GBT 13023-2008瓦楞(原纸)对实施例进行实际测定；并参照中国专利 200710172690 (土壤重金属污染定量化检测系统及检测方法)提供的方进行测定；同时通过在田间农作物中实际使用情况、实际效果，根据其保水保温和农作物的种子催芽和破土时间以及实际降解效果来测定有关数据。

田间应用；以上海郊区3月15日为标准，在同一田间地块，以种植玉米为对象；测试其保水性、保温性、催芽速率、石头纸降解后的残存率。以0.05mm的聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜为对比；以不覆盖石头纸和聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜的露天田间为参照标准；其中对比样1厚度为0.05mm农用聚乙烯薄膜；对比样2厚度为0.05mm农用聚氯乙烯薄膜；空白样为露天田间；将石头纸和薄膜覆盖在已种植玉米的田间块上，15天为单元。

实施例实际测定的技术结果见表1和表2。

表1

田间农作物实际应用；表2

农用降解型石头纸使用前后土壤重金属测定对比

(单位：毫克/千克)

从应用测定可以得到结论：

本发明的农用降解型石头纸与聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜一样，具有优良的保水保温性能，优良的催芽速率，但在田间的降解效果明显好于聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜，而且无残存物的存在；同时使用石头纸前后，田间土壤重金属含量没有变化，说明石头纸对土壤没有任何污染，对田间环保具有重要意义，是理想的环保型农用新型材料。

Claims

1.农用降解型石头纸，其特征在于，由如下重量份的组分组成：

所述的重质碳酸钙细度为1500～2000目，所述轻质碳酸钙细度为1500～2000目，硅烷偶联剂为r-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，所述的低密度聚乙烯密度0.92～0.93，熔体指数MI0.6～1，热熔胶为乙烯-醋酸乙烯共聚体型，膨润土细度为1500目，无水三氯化铁为2000目的细粉。

2.根据权利要求1所述的农用降解型石头纸，其特征在于，光敏染料为1′-乙基-3β-羟乙基5.6′-二甲氧基硫喹菁碘盐。

3.根据权利要求1所述的农用降解型石头纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将金红石型钛白粉和锐太型钛白粉混合，将乙酰丙酮钴与光敏染料混合后用无水乙醇按乙酰丙酮钴与乙醇重量比1∶10溶解，喷洒在钛白粉中，混合，加入无水三氯化铁，混合，加入重质和轻质碳酸钙，再喷入硅烷偶联剂混合，升温到120℃～140℃，混合30～60分钟，再加入低密度聚乙烯、热熔胶、硬脂酸、环氧大豆油、聚乙烯蜡、膨润土和失水山梨醇硬脂酸酯，继续混合30～60分钟，然后送入165～170℃塑化机塑化，155～170℃挤出机流延，165～170℃四轴压延机压延成0.06mm的石头纸，降温后，再经25±2℃，相对湿度60±2％环境中平衡20～25分钟后收卷，获得产品。