CN102477304A

CN102477304A - 可降解复合液体地膜及其制备方法

Info

Publication number: CN102477304A
Application number: CN2010105630485A
Authority: CN
Inventors: 宗莉; 王爱勤; 康玉茹
Original assignee: Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Current assignee: Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority date: 2010-11-27
Filing date: 2010-11-27
Publication date: 2012-05-30

Abstract

本发明公开了一种可降解复合液体地膜及其制备方法。液体地膜的各组分的重量百分含量为天然高分子材料5-10％、黏土1-5％、腐殖酸5-20％、交联剂0.5-5％、助剂0.5-5％以及水余量。液体地膜喷施于土壤表面，具有抑制水分蒸发等作用，适合于半干旱地区农业和草坪的维护等方面。

Description

可降解复合液体地膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种环保可降解复合液体地膜及其制备方法。

背景技术

二十世纪塑料地膜的广泛应用给传统农业生产带来了一次技术性变革。由于覆膜栽培技术增产增收效果显著，已成为我国高寒、干旱和半干旱区域抗旱节水、农作物增产的重要措施。但随着塑料地膜使用量的增加，其负面作用也逐渐地显现出来。首先，塑料地膜回收困难。由于农民的环保意识较弱，使用后的地膜只是回收了破损的大块地膜，而小块地膜就残存在土地中；其次，即使回收上来的残膜，也堆放在田间地头随风飞扬，或就地焚烧，都会带来新的污染。耕地中残膜可形成阻隔层，影响作物根系生长发育和对水肥的吸收，使农作物减产。专家预测，如果每亩地残留的塑料地膜积达34公斤以上，土地将丧失生产能力。

为此，为防治地膜的“白色污染”，国家投入了大量的人力、物力和财力，加强回收利用、生产可降解地膜等。这些措施起到了一定的效果，但还不能从根本上解决化学产品覆盖给生态环境带来的污染问题。如使用可降解塑料地膜，目前的技术使降解后形成小碎片，尚难在一定的时间内完全降解，仍对土地和植物生长造成危害，加上产品生产工艺较复杂、成本高、综合费用大，很难为农民广为采用。

液体地膜是相对固体地膜而应用而生的。液体地膜本身是一种液体，喷洒于地表脱水后会固结形成很薄的一层固化膜，具有增温保墒、涵养水源、保持水土、增加土壤团粒结构、改良土壤物理性状等功效。液体地膜研制与应用研究在国内外已经开展了多年，并取得了长足进展。如上世纪90年代后期，以中国农科院和中国石油工业总公司联合研制的液体地膜最具代表性。申请号98107594的中国发明专利，披露了一种液体地膜及其制备方法，但该液体地膜制作所用原料中有大量沥青，致使该液体地膜使用后造成二次污染。后来人们将目光投向天然高分子材料，采用纤维素、木质素和壳聚糖等进行液体地膜的研制。如公开号CN101343383A的专利就是利用纤维素研发的可降解液体地膜；公开号CN1935878A公布了“一种多功能可降解液态地膜及其制备方法”，介绍了一种以淀粉接枝丙烯酸类聚合物为主要原料的液体地膜；公开号CN101712873A主要采用腐植酸为原料研制而成了可降解液态地膜。发明的这些液体地膜存在的问题主要表现为：(1)石油及副产品类液体地膜材料应用对环境有负面影响；(2)所用材料不能完全降解；(3)使用性能仍劣于传统塑料地膜。如存在成膜性差、柔韧性小、耐水性能低和保温性差等缺点，对推广具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是针对目前液态地膜存在的主要问题，利用天然高分子材料与黏土的相互作用，提供一种可降解复合液体地膜及其制备方法。

本发明解决的关键技术问题是：通过有机-无机复合技术，增强液态地膜的成膜性能，在满足使用性能的前提下，实现液态地膜的完全降解，不对环境产生二次污染。

一种可降解复合液体地膜，其特征在于液体地膜的各组分的重量百分含量为：天然高分子材料5-10％、黏土1-5％、腐殖酸5-20％、交联剂0.5-5％、助剂0.5-5％以及水余量；所述的天然高分子材料选自淀粉、壳聚糖、纤维素中的一种或两种；所述的黏土选自凹凸棒土、累托石、膨润土或高岭土中的一种或两种；所述的交联剂为过磷酸钙或FeSO₄；所述助剂选自甘油、十二烷基硫酸钠或苯磺酸钠。

淀粉、壳聚糖和纤维素都是可再生、储量丰富的天然高分子，在其重复单元中都有羟基，可与黏土发生相互作用，形成具有缠绕结构的复合物，具有稳定的储存性和好的成膜性能。

凹凸棒土、累托石、膨润土和高岭土在我国储量丰富，具有特殊的层状硅酸盐结构，与天然高分子可形成插层或静电复合物，使液态地膜干燥后具有透气性能。

交联剂对液态地膜具有交联作用，可形成网状结构，再与腐殖酸作用后可形成螯合物，具有抗紫外线辐射和耐老化作用。

助剂能使液体地膜具有柔韧性，在干态时不易破碎。

可降解复合液体地膜的制备方法，其特征在于将把天然高分子材料分散在60-90℃水中，当温度降至40-50℃时加入黏土、腐殖酸、助剂和交联剂，然后搅拌2-4小时，经过冷却、分装，得到可降解复合液体地膜。

可降解复合液体地膜的使用方法：加水稀释，喷洒成膜。液体地膜喷施于土壤表面，具有抑制水分蒸发等作用，适合于半干旱地区农业和草坪的维护等方面。

本发明单体浓度高，便于运输；在水中分散性能好，经喷洒在地表形成地膜，不仅能有效防止水分蒸发，而且具有可降解性。与塑料地膜相比，具有制备简单、成本低廉、使用方便、节省工时等优点。本发明原料廉价易得，生产设备和工艺简单，生产过程无污染，是一种替代农用塑料地膜的理想产品。

本发明不仅可以用于农业节水生产，也可用于固沙造林、保持水土、盐碱地治理改良、道路护坡、减轻作物季节性干旱，具有良好作用，且其成本较低。

具体实施方式

为了更好地对本发明进行说明，通过下面的实施例来进一步的描述。但是本发明并没有局限于这些实施例。实施例中为重量百分含量。

实施例1

在搅拌下，将6％淀粉分散在78％的水中，在90℃下溶解均匀后，温度降至50℃后再加入3％凹凸棒土、10％腐殖酸、2％助剂(甘油)和1％交联剂(FeSO₄)，继续搅拌2-4h，冷却、分装，得到液体地膜。

实施例2

在搅拌下，将3％淀粉和3％纤维素分散在83％的水中，在90℃下溶解均匀后，温度降至45℃后加入2.5％凹凸棒土、6％腐殖酸、0.5％助剂(十二烷基硫酸钠)和2％交联剂(FeSO₄)，继续搅拌2-4h，得到液体地膜。

实施例3

在搅拌下，将3％淀粉和5％壳聚糖分散在76％的水中，在90℃下溶解均匀后，温度降至40℃后加入2.5％膨润土、10％腐殖酸、0.5％助剂(苯磺酸钠)和3％交联剂(过磷酸钙)，继续搅拌2-4h，得到液体地膜。

实施例4

在搅拌下，将6％壳聚糖分散在70％的水中，在60℃下溶解均匀后，温度降至50℃后加入5％累托石、12％腐殖酸、2％助剂(十二烷基硫酸钠)和5％交联剂(过磷酸钙)，继续搅拌2-4h，得到复合液体地膜。

实施例5

在搅拌下，将8％壳聚糖分散在77％的水中，在70℃下溶解均匀后，温度降至50℃后加入2.5％累托石和2.5％膨润土、7％腐殖酸、1％助剂(甘油)和2％交联剂(过磷酸钙)，继续搅拌2-4h，得到复合液体地膜。

实施例6

在搅拌下，将6％纤维素分散在80％的水中，在80℃下溶解均匀后，温度降至45℃后加入3％凹凸棒土和1％高岭土、10％腐殖酸、1％助剂(甘油)和1％交联剂(FeSO₄)，继续搅拌2-4h，得到复合液体地膜。

Claims

1.一种可降解复合液体地膜，其特征在于液体地膜的各组分的重量百分含量为：天然高分子材料5-10％、黏土1-5％、腐殖酸5-20％、交联剂0.5-5％、助剂0.5-5％以及水余量；所述的天然高分子材料选自淀粉、壳聚糖、纤维素中的一种或两种；所述的黏土选自凹凸棒土、累托石、膨润土或高岭土中的一种或两种；所述的交联剂为过磷酸钙或FeSO₄；所述助剂选自甘油、十二烷基硫酸钠或苯磺酸钠。

2.如权利要求1所述可降解复合液体地膜的制备方法，其特征在于将把天然高分子材料分散在60-90℃水中，当温度降至40-50℃时加入黏土、腐殖酸、助剂和交联剂，然后搅拌2-4小时，经过冷却、分装，得到可降解复合液体地膜。